權(quán)經(jīng)超

（北京軌道交通路網(wǎng)管理有限公司，北京 100101）

1 研究背景及意義

1.1 研究背景

1.1.1 自動(dòng)檢票機(jī)概述

自動(dòng)檢票設(shè)備（以下簡(jiǎn)稱“閘機(jī)”）是乘客與城市軌道交通交互的重要環(huán)節(jié)，可區(qū)分車站付費(fèi)區(qū)與非付費(fèi)區(qū)，對(duì)乘客所持的不同票種進(jìn)行自動(dòng)檢票，檢票成功后，閘機(jī)通道阻擋解除（門扇開啟或釋放轉(zhuǎn)桿），乘客方可在車站付費(fèi)區(qū)和非付費(fèi)區(qū)通行。

同時(shí)，閘機(jī)可記錄乘客進(jìn)、出車站的信息，可對(duì)城市軌道交通車站的進(jìn)站量進(jìn)行精準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)，為客流特征分析、服務(wù)設(shè)施合理化配置提供參考依據(jù)。閘機(jī)是城市軌道交通運(yùn)營單位對(duì)車站進(jìn)行管理的重要設(shè)備，既可實(shí)現(xiàn)票務(wù)管理、運(yùn)營管理、數(shù)據(jù)挖掘、輔助決策等功能，又可降低運(yùn)營成本，是城市軌道交通自動(dòng)售檢票（AFC）系統(tǒng)的重要組成部分。

目前北京市軌道交通可支持一票通、一卡通和二維碼等進(jìn)出站方式，持有一卡通和二維碼的乘客可直接檢票進(jìn)、出站，而無一卡通和二維碼的乘客則需先在自動(dòng)售票機(jī)購買一票通，再持一票通檢票進(jìn)站，出站時(shí)則需將一票通投入回收箱（回收模塊）進(jìn)行檢票，乘客持不同票種進(jìn)出站流程如圖1、圖2所示

隨著城市軌道交通的發(fā)展，不同線路和車站的進(jìn)、出站客流特征及通行能力大不相同，因此，有針對(duì)性的對(duì)路網(wǎng)各車站各站廳的進(jìn)、出站閘機(jī)分別進(jìn)行合理化配置，有利于降低運(yùn)營成本，提高各站廳的服務(wù)水平、發(fā)揮各站廳設(shè)備的最大能效。

1.1.2 分票種客流分析

2021年上半年北京市軌道交通路網(wǎng)進(jìn)站量7.94億人次，日均438.55萬人次，其中通過二維碼檢票進(jìn)站量日均206.49萬人次，占路網(wǎng)總進(jìn)站量的47.09%；通過持有一卡通檢票進(jìn)站量日均占比48.04%；一票通日均進(jìn)站量占比4.85%；銀聯(lián)閃付過閘占比0.02%。分票種進(jìn)站量占比如圖3所示。

通過對(duì)近3年各票種進(jìn)站量占比的分析可見，互聯(lián)網(wǎng)票務(wù)產(chǎn)品對(duì)路網(wǎng)票務(wù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)產(chǎn)生巨大影響，實(shí)體票務(wù)（一票通）進(jìn)站量大幅度減少，與2019年上半年相比占比減少3.47%，由于目前出站閘機(jī)回收模塊配置數(shù)量相對(duì)較多，隨著實(shí)體票進(jìn)站量大幅度減少，大部分出站閘機(jī)回收模塊利用率較低，設(shè)備檢修維護(hù)成本較高。

城市軌道交通在運(yùn)營過程中，不僅需要對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行及時(shí)維修還需要對(duì)非故障設(shè)備定期進(jìn)行檢查和維護(hù)。通常情況下，閘機(jī)的維護(hù)周期為1個(gè)月1次，且每臺(tái)閘機(jī)維護(hù)的平均成本相對(duì)穩(wěn)定，因此減少閘機(jī)回收模塊數(shù)量可減少閘機(jī)檢修維護(hù)成本。

未來智慧城軌即將應(yīng)用到的無感支付、實(shí)名認(rèn)證、銀聯(lián)卡過閘等新型過閘手段同樣會(huì)對(duì)實(shí)體票卡的發(fā)售量帶來一定影響，為進(jìn)一步提高閘機(jī)回收模塊利用率、減少設(shè)備檢修維護(hù)成本，需要對(duì)閘機(jī)回收模塊的合理配置進(jìn)行深入研究。

1.2 研究意義

目前，路網(wǎng)既有車站未根據(jù)自身的客流特點(diǎn)和設(shè)備使用情況對(duì)車站站廳的自動(dòng)檢票機(jī)及其回收模塊配置數(shù)量進(jìn)行定量分析，導(dǎo)致部分車站站廳閘機(jī)和回收模塊利用率較低，甚至某些閘機(jī)和回收模塊長期處于閑置狀態(tài)，進(jìn)而造成設(shè)備維護(hù)成本的提高。

自動(dòng)檢票設(shè)備是城市軌道交通客流組織管理系統(tǒng)的重要組成部分，科學(xué)合理地配置城市軌道交通自動(dòng)檢票設(shè)施對(duì)車站客流的有序組織、車站運(yùn)營組織管理水平及服務(wù)質(zhì)量的提高、設(shè)備能力的充分發(fā)揮、維修維護(hù)成本的降低等都具有十分重要的意義，因此，本文對(duì)路網(wǎng)既有車站的自動(dòng)檢票設(shè)備及其回收模塊的數(shù)量進(jìn)行合理化配置分析，并對(duì)新建車站閘機(jī)配置數(shù)量提出優(yōu)化建議。

2 自動(dòng)檢票機(jī)及其回收模塊配置測(cè)算

2.1 進(jìn)、出站閘機(jī)配置數(shù)量

為達(dá)到自動(dòng)檢票設(shè)備及其回收模塊的數(shù)量配置最優(yōu)，車站的進(jìn)站閘機(jī)配置數(shù)量計(jì)算公式為：

車站的出站閘機(jī)配置數(shù)量計(jì)算公式為：

式（1）、式（2）中閘機(jī)配置數(shù)量=通道配置數(shù)量?？紤]設(shè)備的冗余，選取CEILING（將參數(shù)Number向上舍入）向上取整函數(shù)。站廳1 h最大進(jìn)站（出站）量以車站站廳為單位，選取統(tǒng)計(jì)周期數(shù)據(jù)中各站廳1 h最大的進(jìn)站（出站）量。進(jìn)站、出站通行能力為各車站各站廳某類閘機(jī)（進(jìn)站或出站）1 min通過的最大人數(shù)與此類閘機(jī)的臺(tái)數(shù)的比值，即1 min每臺(tái)閘機(jī)可通過的人數(shù)。

2.2 出站閘機(jī)回收模塊配置數(shù)量

式（3）中考慮設(shè)備的冗余，選取CEILING（將參數(shù)Number向上舍入）向上取整函數(shù)。站廳一票通1 h 最大出站量以車站站廳為單位，選取統(tǒng)計(jì)周期數(shù)據(jù)中各站廳一票通1 h最大的出站量。一票通出站通行能力為各車站各站廳出站閘機(jī)1 min回收一票通的數(shù)量與出站閘機(jī)數(shù)量的比值，即1 min每臺(tái)閘機(jī)可回收一票通的數(shù)量。

3 案例分析

受疫情影響，2020年和2021年北京市軌道交通路網(wǎng)進(jìn)站量與2019年相比所減少，根據(jù)圖4可知2019年6月至8月路網(wǎng)進(jìn)站量、一票通進(jìn)站量相對(duì)較大，而且該階段除工作日、雙休日之外還包含節(jié)假日、暑假等特殊階段，客流規(guī)律相對(duì)明顯。因此本文選取2019年6 月至8月的數(shù)據(jù)對(duì)閘機(jī)設(shè)備配置數(shù)量進(jìn)行研究和測(cè)算。

3.1 北京南站南廳閘機(jī)配置數(shù)量

以北京市軌道交通北京南站南廳為例對(duì)進(jìn)、出站閘機(jī)設(shè)備及出站閘機(jī)回收模塊配置數(shù)量進(jìn)行計(jì)算，具體如下。

（1）進(jìn)站閘機(jī)配置數(shù)量。北京南站南廳1 h最大進(jìn)站量為10 876人次，進(jìn)站通行能力為35人/min，則北京南站南廳進(jìn)站閘機(jī)配置數(shù)量為CEILING{10876 / 35 / 60} = 6臺(tái)。

（2）出站閘機(jī)配置數(shù)量。北京南站南廳1 h最大出站量為6 342人次，出站通行能力為18人/min，則北京南站南廳出站閘機(jī)配置數(shù)量為CEILING{6342/18/60} = 6臺(tái)。

（3）出站閘機(jī)回收模塊配置數(shù)量。北京南站南廳一票通1 h最大出站量為1 610人次，一票通出站通行能力為12人/min，則北京南站南廳出站閘機(jī)回收模塊配置數(shù)量為CEILING{1610/12/60} = 3臺(tái)。

綜上，北京南站南廳應(yīng)配備12臺(tái)閘機(jī)（6臺(tái)進(jìn)站閘機(jī)、6臺(tái)出站閘機(jī)），其中3臺(tái)出站閘機(jī)需配備一票通回收模塊。

如北京南站南廳的布置圖（圖5）所示，可知北京南站南廳目前有23臺(tái)閘機(jī)（11臺(tái)進(jìn)站閘機(jī)、12臺(tái)出站閘機(jī)），其中12臺(tái)出站閘機(jī)均配備一票通回收模塊。

對(duì)計(jì)算結(jié)果與統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，可知北京南站南廳閘機(jī)的配置數(shù)量大于通過優(yōu)化計(jì)算后的數(shù)量，由此證明優(yōu)化前的配置存在設(shè)備浪費(fèi)與利用率低等現(xiàn)象，造成運(yùn)營成本的增加。同時(shí)也反向說明閘機(jī)和回收模塊的合理化配置對(duì)降低運(yùn)營成本、提高設(shè)備利用率有著重要作用。

3.2 路網(wǎng)各站廳閘機(jī)配置數(shù)量

同理，根據(jù)閘機(jī)及其回收模塊配置數(shù)量的測(cè)算方法對(duì)全路網(wǎng)站廳所需進(jìn)、出站閘機(jī)及其回收模塊配置數(shù)量進(jìn)行計(jì)算。

3.2.1 進(jìn)、出站閘機(jī)配置

（1）1 h最大進(jìn)、出站量分析?；?019年6月至8月自動(dòng)檢票機(jī)上傳的乘客進(jìn)、出站過閘數(shù)據(jù)，選取路網(wǎng)各站廳1 h最大進(jìn)、出站量進(jìn)行分析和配置計(jì)算，排名前20的站廳及1 h最大進(jìn)、出站量如表1所示。

表1 1 h最大進(jìn)、出站量車站排名表 人次

（2）進(jìn)、出站通行能力分析?；?019年6月至8月自動(dòng)檢票機(jī)上傳的乘客進(jìn)、出站過閘數(shù)據(jù)，選取路網(wǎng)各車站各站廳進(jìn)出站閘機(jī)1 min通過的最大人數(shù)與閘機(jī)數(shù)量的比值作為進(jìn)出站閘機(jī)通行能力，進(jìn)而進(jìn)行閘機(jī)配置的計(jì)算，排名前20的站廳及進(jìn)、出站通行能力如表2所示。

表2 進(jìn)、出站通過能力分析車站排名表 人次· min-1

（3）路網(wǎng)各站廳所需閘機(jī)配置數(shù)量分析。根據(jù)上述測(cè)算方法對(duì)全網(wǎng)站廳閘機(jī)配置數(shù)量進(jìn)行計(jì)算匯總，所得數(shù)據(jù)如表3所示。結(jié)合各車站地址位置分布情況匯總可知，配置1～5臺(tái)閘機(jī)的站廳有502個(gè)，占全網(wǎng)站廳的68.77%，其中大多數(shù)為商業(yè)居住類車站，這些車站的進(jìn)、出站閘機(jī)通道數(shù)之比約為6 : 5；配置6～10臺(tái)閘機(jī)的站廳有206個(gè)，占全網(wǎng)站廳的28.22%，其中大多數(shù)為商業(yè)居住類、旅游景點(diǎn)車站，這些車站的進(jìn)、出站閘機(jī)通道數(shù)之比約為6 : 5；配置11臺(tái)以上閘機(jī)的站廳有22個(gè)，占全網(wǎng)站廳的3.01%，其中大多數(shù)為交通樞紐、旅游景點(diǎn)車站，這些車站的進(jìn)、出站閘機(jī)通道數(shù)之比約為9 : 10。

表3 站廳閘機(jī)配置數(shù)量統(tǒng)計(jì)表

3.2.2 出站閘機(jī)回收模塊配置

（1）一票通1 h最大出站量及一票通出站通行能力分析?；?019年6月至8月自動(dòng)檢票機(jī)自動(dòng)上傳的持一票通乘客的出站過閘數(shù)據(jù)，選取路網(wǎng)各站廳一票通1 h最大出站量及一票通出站通行能力進(jìn)行分析和配置計(jì)算，排名前20的出站量及通行能力如表4所示。

表4 一票通1 h最大出站量及一票通出站通行能力分析車站排名表

（2）路網(wǎng)各站廳所需回收模塊的閘機(jī)配置數(shù)量分析。根據(jù)上述測(cè)算方法對(duì)全網(wǎng)站廳所需回收模塊的閘機(jī)數(shù)量進(jìn)行計(jì)算，如表5所示。同時(shí)結(jié)合各車站地址位置分布情況匯總可知，配置1臺(tái)回收模塊閘機(jī)的站廳有714個(gè)，占全網(wǎng)站廳的97.81%，其中大多數(shù)為商業(yè)居住類車站。配置2～3臺(tái)回收模塊閘機(jī)的站廳有12個(gè)，占全網(wǎng)站廳的1.64%，其中大多數(shù)為交通樞紐、旅游景點(diǎn)車站。配置4～5臺(tái)回收模塊閘機(jī)的站廳有4個(gè)，占全網(wǎng)站廳的0.55%，主要為交通樞紐站。

表5 站廳所需回收模塊閘機(jī)配置數(shù)量統(tǒng)計(jì)表

4 新建車站自動(dòng)檢票機(jī)及其回收模塊配置優(yōu)化建議

結(jié)合目前全網(wǎng)各站廳閘機(jī)及其回收模塊使用情況和計(jì)算的配置數(shù)量，對(duì)未來新建車站自動(dòng)檢票機(jī)及其回收模塊數(shù)量合理化配置提出如下優(yōu)化建議。

（1）車站進(jìn)、出站閘機(jī)配置數(shù)量。進(jìn)、出站閘機(jī)應(yīng)根據(jù)預(yù)測(cè)客流數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，商業(yè)居住類車站進(jìn)、出站閘機(jī)通道數(shù)之比建議為6 : 5，交通樞紐、旅游景點(diǎn)車站進(jìn)、出站閘機(jī)通道數(shù)之比建議為9 : 10 ，每站廳在配置閘機(jī)數(shù)量時(shí)，可考慮一定冗余。

（2）出站閘機(jī)一票通回收模塊配置數(shù)量。商業(yè)居住類車站每站廳配置1臺(tái)，旅游景點(diǎn)車站每站廳配置2～3臺(tái)，交通樞紐類車站每站廳配置3～5臺(tái)。每站廳在配置出站閘機(jī)一票通回收模塊數(shù)量時(shí)，可考慮1臺(tái)冗余配置。

自動(dòng)檢票機(jī)回收模塊配置的優(yōu)化會(huì)對(duì)使用一票通出站的乘客造成一定的影響，如果乘客選擇的出站閘機(jī)無回收模塊，則需要引導(dǎo)乘客選擇帶有回收模塊的閘機(jī)出站，造成出站時(shí)間的延長，客流較大時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)乘客排隊(duì)出站等情況。為引導(dǎo)乘客快速出站，可在配備回收模塊的閘機(jī)處張貼帶有明顯標(biāo)志的導(dǎo)向標(biāo)識(shí)（如“一票通通道”），引導(dǎo)一票通乘客快速選擇出站閘機(jī)，縮短出站時(shí)間。

5 結(jié)論

本文通過對(duì)既有車站各站廳自動(dòng)檢票設(shè)備及其回收模塊使用情況的分析和計(jì)算，提出配置新建車站自動(dòng)檢票設(shè)備數(shù)量的合理化建議，從而提高自動(dòng)檢票設(shè)備利用率、減少自動(dòng)檢票設(shè)備的維修維護(hù)成本，最終達(dá)到降低運(yùn)營成本的目的。