柳志偉

(上海市隧道工程軌道交通設(shè)計研究院,200235,上海//工程師)

上海軌道交通12號線自動售檢票系統(tǒng)設(shè)計

柳志偉

(上海市隧道工程軌道交通設(shè)計研究院,200235,上海//工程師)

介紹了上海軌道交通12號線自動售檢票(AFC)系統(tǒng)的總體架構(gòu)、設(shè)計原則,線路中央計算機系統(tǒng)、車站計算機系統(tǒng)、車站終端設(shè)備的組成及功能。分析了票制及票務(wù)管理的特點,以及系統(tǒng)的工程特點。該AFC系統(tǒng)與上海軌道交通網(wǎng)絡(luò)AFC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相同,實現(xiàn)了互聯(lián)互通。12號線AFC系統(tǒng)還具有支持手機支付的功能,乘客使用隨身攜帶的手機就能乘坐12號線,使日常出行更為便捷。

上海市軌道交通12號線;自動售檢票系統(tǒng);系統(tǒng)設(shè)計;票務(wù)管理機制

Author′s address Shanghai Tunnel Engineering & Rail Transit Design and Research Institute,200235,Shanghai,China

自動售檢票(AFC)系統(tǒng)是城市軌道交通的重要系統(tǒng),承擔(dān)著乘客購票、檢票、客流統(tǒng)計及票務(wù)管理等重要職責(zé)。本文介紹了上海軌道交通12號線AFC系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、設(shè)計原則,以及AFC系統(tǒng)車站終端設(shè)備的安全性、可靠性設(shè)計;分析了12號線票務(wù)管理機制的設(shè)計特點。

1 AFC系統(tǒng)的設(shè)計原則及標(biāo)準

上海軌道交通12號線AFC系統(tǒng)的設(shè)計需符合國家相關(guān)標(biāo)準和規(guī)范、上海市地方標(biāo)準和規(guī)范,以及上海申通地鐵集團有限公司的企業(yè)標(biāo)準和規(guī)定,滿足上海市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)網(wǎng)收費和上海市“公交與軌道交通聯(lián)乘優(yōu)惠技術(shù)方案”等技術(shù)文檔的要求,實現(xiàn)軌道交通網(wǎng)絡(luò)內(nèi)地鐵專用車票、上海城市公共交通卡及中移動浦發(fā)手機錢包等的“一票換乘”。

上海軌道交通12號線采用非接觸式IC卡收費系統(tǒng),實行封閉式計程、計次、限時票價制。單程票采用上海軌道交通“一票通”規(guī)定的薄型非接觸IC卡;儲值票采用上海城市公共交通“一卡通”規(guī)定的標(biāo)準非接觸IC卡。

系統(tǒng)以無人售票方式為主,并輔以客運服務(wù)中心設(shè)置半自動售票機的票務(wù)處理方式,進出站檢票采用自動檢票方式。設(shè)計能力需滿足近/遠期超高峰小時客流量的處理需求;車站終端設(shè)備數(shù)量按近期超高峰小時客流量進行配置,按遠期超高峰小時客流量預(yù)留安裝和接入條件。票務(wù)管理采用清分中心、線網(wǎng)區(qū)域票卡配送點(運營公司)和沿線各車站三級管理模式。

2 AFC系統(tǒng)的構(gòu)成及功能

如圖1所示,上海軌道交通12號線AFC系統(tǒng)的總體架構(gòu)由五層組成,分別為軌道交通清分系統(tǒng)(CCHS)、線路中央計算機系統(tǒng)(LCC)、車站計算機系統(tǒng)(SC)、車站終端設(shè)備(SLE)和車票。為實現(xiàn)上海軌道交通的網(wǎng)絡(luò)化運營,確保系統(tǒng)間可互聯(lián)互通,12號線AFC系統(tǒng)與上海軌道交通網(wǎng)絡(luò)AFC系統(tǒng)采用的是同一結(jié)構(gòu)。

2.1 線路中央計算機系統(tǒng)

如圖2所示,線路中央計算系統(tǒng)主要由冗余配置的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、通信前置服務(wù)器、磁盤陣列、磁帶庫和操作工作站、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等組成。

圖1 上海軌道交通12號線AFC系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

圖2 線路中央計算機系統(tǒng)構(gòu)成示意圖

(1) 與軌道交通清分系統(tǒng)之間通過通信上層網(wǎng)提供的2個100 Mbit/s點對點以太網(wǎng)通道進行通信,實現(xiàn)軌道交通線網(wǎng)內(nèi)地鐵專用票、上海城市公共交通卡及中移動浦發(fā)手機錢包等的“一票換乘”。

(2) 具有系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、管理和下發(fā)功能,接受和處理軌道交通清分系統(tǒng)下發(fā)的有關(guān)軌道交通網(wǎng)絡(luò)圖、車票編號、費率設(shè)置、運行參數(shù)、黑名單文件等,并下發(fā)至車站計算機系統(tǒng)和車站終端設(shè)備;能設(shè)置和維護本系統(tǒng)內(nèi)參數(shù),如系統(tǒng)運行模式、設(shè)備運作及時鐘同步等,并下發(fā)至車站計算機系統(tǒng)和車站終端設(shè)備。

(3) 向軌道交通清分中心上傳各類交易數(shù)據(jù)、寄存器匯總數(shù)據(jù)等,以便清分中可完成換乘交易清分、對全路網(wǎng)車票調(diào)配以及客流和運行模式的監(jiān)控。

(4) 還可接受軌道交通清分系統(tǒng)生成的對帳數(shù)據(jù),并自動將有關(guān)數(shù)據(jù)與線路中央計算機系統(tǒng)生成的數(shù)據(jù)進行核對,生成差額報告。對出現(xiàn)的差額應(yīng)能進行單項管理和跟蹤;接受全線車站計算機及車站終端設(shè)備上傳的各種數(shù)據(jù),建立全線AFC系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫,進行客流、票務(wù)和財務(wù)收入統(tǒng)計,并打印相關(guān)報表。

(5) 還設(shè)置了黑名單管理、設(shè)備集中維護、網(wǎng)絡(luò)管理及同步本線路內(nèi)時鐘信號的功能，以及操作權(quán)限設(shè)置和管理功能,可對應(yīng)用系統(tǒng)及操作系統(tǒng)的操作權(quán)限進行集中設(shè)置和管理,防止非法用戶進入,確保系統(tǒng)正常運行。

2.2 車站計算機系統(tǒng)

如圖3所示,車站計算機系統(tǒng)由車站服務(wù)器、系統(tǒng)監(jiān)控工作站、票務(wù)管理工作站、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、緊急按鈕控制器、激光打印機及防火墻等組成。

圖3 車站計算機系統(tǒng)構(gòu)成示意圖

(1) 通過通信傳輸系統(tǒng)提供的2個100 Mbit/s共享型以太網(wǎng)通道,與線路中央計算機系統(tǒng)進行通信;通過車站AFC系統(tǒng)工業(yè)級100 Mbit/s環(huán)形以太網(wǎng)與車站終端設(shè)備進行通信。

(2) 具有接受和儲存線路中央計算機系統(tǒng)下發(fā)的系統(tǒng)運行參數(shù)、運營模式及黑名單等,并下發(fā)給車站終端設(shè)備的功能;可采集和儲存車站終端設(shè)備的車票交易數(shù)據(jù)、寄存器數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、收益管理數(shù)據(jù)及維護管理數(shù)據(jù)等,并上傳給線路中央計算機系統(tǒng);實現(xiàn)客流數(shù)據(jù)的采集與統(tǒng)計;具有時鐘同步、車站級系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置和維護功能,可實時監(jiān)控車站AFC系統(tǒng)設(shè)備的運行情況;具有系統(tǒng)自診斷、設(shè)備控制和故障告警等功能;具有對車站客流、車票和現(xiàn)金收益進行統(tǒng)一管理的功能及相應(yīng)的報表功能。

(3) 當(dāng)與線路中央計算機系統(tǒng)通信出現(xiàn)故障時,能獨立管理本車站AFC系統(tǒng)設(shè)備的正常運行,并保存相關(guān)數(shù)據(jù)。

(4) 緊急情況下,通過綜合后備盤(IBP)上的緊急按鈕或與FAS(火災(zāi)報警系統(tǒng))聯(lián)動啟動緊急放行模式,控制車站所有進、出站檢票機的三桿下落及扇門打開,以達到乘客快速疏散,同時所有自動售票機將自動退出服務(wù)的目的。

2.3 車站終端設(shè)備

車站終端設(shè)備主要包括自動售票機、自動充值機、半自動售票機、自動檢票機(含進站檢票機、出站檢票機、雙向檢票機、寬通道檢票機)及便攜式檢票機等。漢中路站售檢票終端設(shè)備均采用新型設(shè)備，其中自動檢票機阻擋形式采用拍打門式,相比傳統(tǒng)的三桿檢票機,其在通行能力及乘客使用體驗上都有較大的提升。

新型自動售票機及自動檢票機的外形尺寸較傳統(tǒng)設(shè)備均有大幅改進,自動檢票機機體從傳統(tǒng)的280 mm優(yōu)化至180 mm,自動售票機設(shè)備寬度從既有傳統(tǒng)的900 mm優(yōu)化至750 mm。車站終端設(shè)備具有自動售票、半自動售票及自動檢票的基本功能,可接收硬幣和紙幣的購票方式,具備原幣原退功能、紙幣找零采用循環(huán)找零方式。

為確保車站終端設(shè)備的可用性、可靠性、安全性,在設(shè)計時采取了一系列措施,包括:接受車站計算機系統(tǒng)下發(fā)的系統(tǒng)運行參數(shù)、運營模式及黑名單等;向車站計算機系統(tǒng)上傳原始交易數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)信息;具備正常運行、降級運行、故障停用、測試、檢修、停止服務(wù)以及緊急放行等工作模式;具有設(shè)備故障自診斷和故障信息提示功能。當(dāng)與車站計算機通信中斷時,車站終端設(shè)備具有單機工作和數(shù)據(jù)保存能力。除自動檢票機之外的車站終端設(shè)備內(nèi)置UPS(不間斷電源)電源或蓄電池,在斷電情況下確保最后一筆交易的處理和數(shù)據(jù)保存。

車站終端設(shè)備布置方案,充分考慮了周邊業(yè)態(tài)、各方向進出站客流情況,在布置時充分考慮了客流走向的合理性,并據(jù)此合理計算了設(shè)備配置數(shù)量。上海軌道交通12號線共設(shè)32座車站,其中換乘車站更是多達19座。為適應(yīng)該線路的正常運營,合理布置了每座換乘車站進、出站檢票機及自動售票機,以實現(xiàn)客流流線順暢,尤其是在換乘車站,可與目前線網(wǎng)內(nèi)所有線路輕松實現(xiàn)無障礙換乘。

2.4 系統(tǒng)配電設(shè)計

AFC系統(tǒng)配電設(shè)備主要包括AFC系統(tǒng)雙電源自切箱和現(xiàn)場配電箱。AFC系統(tǒng)設(shè)備及終端設(shè)備均采用一類負荷標(biāo)準的電源進行供電;線路中央計算機系統(tǒng)設(shè)備由控制中心集中UPS系統(tǒng)提供的不間斷電源進行供電,蓄電池后備時間為1 h;車站計算機系統(tǒng)設(shè)備、半自動售票機及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備由車站集中UPS系統(tǒng)提供的不間斷電源進行供電,蓄電池后備時間為30 min;車站終端設(shè)備采用非UPS供電,自動售票機內(nèi)置小容量UPS,其容量可滿足停電時最后一筆交易的處理和系統(tǒng)退出需求。

3 AFC系統(tǒng)票制及票務(wù)管理

上海軌道交通全路網(wǎng)使用的車票主要分為軌道交通專用票和儲值票兩大類。

3.1 票制

上海軌道交通專用車票主要包括單程票、應(yīng)急票、乘次票、優(yōu)惠票、旅游票、紀念票、出站票、員工票、測試票、志愿者服務(wù)卡及預(yù)留票等類型。儲值票采用上海城市公共交通卡、手機錢包等。

上海軌道交通12號線的AFC系統(tǒng)采用非接觸式IC卡作為車票媒介,其中單程票采用薄型非接觸式IC卡,以滿足上海軌道交通線網(wǎng)內(nèi)“一票換乘”要求;儲值票采用標(biāo)準非接觸IC卡(包括M1卡和CPU卡),以滿足上海城市公共交通“一卡通”要求。

手機錢包作為儲值票使用,可利用NFC(近場通信)技術(shù)實現(xiàn)的支付形式,使用13.56 MHz作為通信頻率,支持脫機消費、復(fù)合應(yīng)用、STK(SIM卡開發(fā)工具包)余額查詢/交易明細查詢、STK充值等業(yè)務(wù)功能。該技術(shù)利用手機SIM卡作為載體,符合PBOC 3.0標(biāo)準。乘客可不用另外購買單程票或交通卡,使用手機就能乘坐12號線,日常出行變得更為便捷。

3.2 票務(wù)管理

票務(wù)采用軌道交通票務(wù)清分中心、線網(wǎng)區(qū)域配票點和車站收款室三級管理模式。

(1) 票務(wù)清分中心負責(zé)整個線網(wǎng)的車票流通,包括車票的采購、庫存管理、初始化、銷毀、配票至線網(wǎng)區(qū)域配票點、車票調(diào)配、車票回收、車票清洗和消毒、車票賬戶管理及預(yù)賦值車票的發(fā)行等工作。

(2) 線網(wǎng)區(qū)域配票點負責(zé)線網(wǎng)區(qū)域內(nèi)各車站的車票流通,包括接受票務(wù)清分中心的配票、對區(qū)域內(nèi)各車站進行配票、對區(qū)域內(nèi)車票進行調(diào)配和庫存管理。

(3) 車站收款室負責(zé)管理本車站內(nèi)的車票流通,包括車票站內(nèi)庫存監(jiān)控、車站暫存票保管、車票站間調(diào)配以及車票上繳等工作。

4 AFC系統(tǒng)工程特點

(1) 漢中路站采用新型自動售票機與新型自動檢票機。為響應(yīng)上海申通地圖集團有限公司關(guān)于規(guī)范新線AFC系統(tǒng)設(shè)備外形、安裝形式的要求,并對下一輪新線建設(shè)中的AFC系統(tǒng)終端設(shè)備起到示范作用,本工程在漢中路站采用新型自動售票機及新型自動檢票機。新型檢票機的阻擋形式采用拍打門。

(2) 采用中移動浦發(fā)手機錢包作為儲值票。本工程AFC系統(tǒng)支持采用NFC技術(shù)實現(xiàn)的支付形式,乘客可以使用中移動浦發(fā)手機錢包實現(xiàn)進出站刷卡扣費。此項技術(shù)利用手機SIM卡作為載體,符合PBOC 3.0標(biāo)準,采用RFID(無線射頻識別)技術(shù)(通信頻率為13.56 MHz)實現(xiàn)現(xiàn)場脫機支付。

(3) 換乘車站形式多樣，AFC終端設(shè)備布置復(fù)雜。本工程有19座換乘車站,可與目前線網(wǎng)規(guī)模下所有線路實現(xiàn)換乘,換乘節(jié)點較多,換乘形式多樣(T型、L型及通道換乘),這是本工程的一大特點。為實現(xiàn)本線路換乘車站的無障礙換乘,同時又能使客流流線合理,盡可能避免換乘客流與進出站客流產(chǎn)生沖突,設(shè)計方與項目公司、運營公司等單位就換乘車站AFC系統(tǒng)車站終端設(shè)備布置方案進行了多次討論,并針對情況比較復(fù)雜的車站(如漢中路站、曲阜路站、大連路站)組織了專題討論,最終確定了讓各方均滿意的方案。

(4) 清分中心聯(lián)調(diào)測試及聯(lián)合走票測試。為滿足軌道交通路網(wǎng)內(nèi)地鐵專用票“一票通”和城市公共交通“一卡通”需求,本工程在完成線路內(nèi)部的聯(lián)調(diào)測試后,按照路網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運營的要求進行了一系列聯(lián)調(diào)測試,特別是本線路與清分中心的聯(lián)調(diào)測試以及全路網(wǎng)聯(lián)合走票測試。這是確保本線路能與線網(wǎng)內(nèi)其他線路互聯(lián)互通,實現(xiàn)AFC系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化運營的關(guān)鍵步驟，具有測試范圍廣,參與方眾多的特點。

5 結(jié)語

上海軌道交通12號線AFC系統(tǒng)目前已經(jīng)投入運營,從運行效果上看,該系統(tǒng)設(shè)計滿足各類乘客的實際運營要求,系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠,方便了乘客的出行。

[1] 中華人民共和國住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部.地鐵設(shè)計規(guī)范:GB 50157-2013[S]. 北京:中國建筑工業(yè)出版社,2013.

[2] 上海申通地鐵集團有限公司.上海城市軌道交通工程技術(shù)標(biāo)準:STB/ZH-000001—2010[S].

[3] 上海市建設(shè)和交通管理委員會.城市軌道交通自動售檢票系統(tǒng)通用技術(shù)規(guī)范:DGJ 08-1101-2007[S].北京:人民交通出版社,2007.

[4] 趙時旻.軌道交通自動售檢票系統(tǒng)[M]. 上海:同濟大學(xué)出版社,2007.

[5] 于鑫,王富章. 城軌交通自動售檢票系統(tǒng)的研究[J]. 鐵路計算機應(yīng)用,2005,14(6):4-7.

Design of Automatic Fare Collection System for Shanghai Rail Transit Line 12

LIU Zhiwei

The system structure, design principle, central computer system, station computer system, station terminal facilities and functions of AFC used on Shanghai rail transit Line 12 are introduced, the characters of ticket system, ticketing management, and the project features are analyzed. This AFC system has the same structure as that of Shanghai rail transit network, so it is easy to achieve interconnection and interworking between them. The AFC system for Line 12 also has mobile payment function, which makes it convenient for passengers to use metro Line 12 for daily trip.

Shanghai rail transit Line 12; automatic fare collection system (AFC); system design; ticketing management mechanism

U 293.2+21

10.16037/j.1007-869x.2017.01.035

2016-09-20)