自动售检票系统的组成和功能

自动售检票（AFC）系统是交通管理部门用于自动售票、自动检票和自动统计与结算的一系列设备所构成的系统。它是集机械、电子、计算机应用、计算机网络管理、通信传输、票务政策及票务管理等功能于一体的控制和信息管理系统。

AFC系统通常由中央计算机、车站计算机、票房售票机、自动售票机、进/出站闸机、验票机和信息载体（车票）等部分组成。

目前AFC系统主要有三大类型：磁卡系统、接触式IC卡系统和非接触式IC卡系统。由于以非接触式IC卡为媒介的自动售检票系统应用范围最广，技术和设备的发展日趋成熟，在交通行业的自动售检票系统中有一定的代表性。因此，下面以非接触式IC卡AFC系统为例进行介绍和分析。

1.AFC系统的构成

AFC系统的设备构成大致分为三个层次，第一层次为中央计算机系统，第二层次为车站计算机系统，第三层次为现场AFC设备。

1）中央计算机系统

中央计算机系统负责系统数据的处理和储存、系统交易数据的收集、系统运营及控制参数的下达，并对全线自动售检票系统设备的运营状态进行监视和控制。中央计算机系统中的编码分拣机可以接受中央计算机制票订单，负责各类车票的初始化编码、赋值、分拣、注销等工作。中央计算机系统通常设于控制中心，通过通信网络与各车站计算机系统实现连通。

2）车站计算机系统

车站计算机系统负责车站内AFC设备的状态控制，下达由中央计算机系统设置的各类控制参数，收集各设备的运行数据，并将数据传输到中央计算机。

3）现场AFC设备

现场AFC设备包括闸机、自动售票机、票房售票机、验票机、便携式验票机等。它们按不同的功能各自独立运行，同时设备内配有独立的就地控制装置。在系统通信中断的情况下，现场AFC设备能独立运作，保存一定时间范围内的设备运营数据，并通过适当的介质将这些数据传送到车站计算机中。

中央计算机系统和车站计算机系统通过城市轨道交通内部的专用通信网络以点对点的方式连接；车站计算机与车站计算机之间，车站计算机与现场AFC设备之间均是通过以太网进行连接的。典型的AFC系统的网络结构如图8-1所示。

2.AFC系统相关设备的功能

AFC系统相关设备的功能如下。

1）闸机（gate）

闸机是用于控制乘客进出车站的机电设备，通常分为进（站）闸机和出（站）闸机两种。进/出站闸机将车站站厅分成付费区和非付费区，同时将城市轨道交通系统围成一个封闭的区域。乘客在进入和离开付费区时，闸机对车票的有效性进行检查，对持有效车票的乘客放行，对持问题车票的乘客进行限制并指示其到售票处。

图8-1　AFC系统的网络结构

乘客出闸时，闸机会将有效单程车票回收到票盒中，将有效储值票退还给乘客以便以后使用。当乘客出闸使用的单程票、储值票（一卡通）的余额不足以支付本次车程的车费或乘客在付费区内停留的时间超过了系统设置的时间及车票没有进站码时，出站闸机会提示乘客到票房售票机处进行相应的处理（进行超乘、超时、进出站码更新等处理）。

在测试环境下，进/出站闸机每分钟可处理60（无回收情况下）/40（有回收情况下）张车票；在实际运行中，由于受乘客熟练度的影响，这一数字会有所下降。

闸机根据具体情况可设置成不同的功能模式，如紧急打开、正常进出、进出码免检放行、超时乘车免检放行、车费免检放行、时间免检放行、日期免检放行、退出服务、列车运行管理模式及测试模式。

闸机的组成如图8-2所示。

2）自动售票机（ticket vending machine，TVM）

自动售票机位于车站的非付费区，乘客可以选择用现金（纸币、硬币）或有足够余值的储值票（一卡通）在自动售票机上购买不同票价的单程车票及对储值票（一卡通）进行加值。自动售票机的结构如图8-3所示。

自动售票机可接受多种面值（人民币）的纸币和硬币，并可对大额人民币进行自动找零。自动售票机还可根据中央计算机所制定的票价表发售普通单程车票和优惠单程车票等。乘客在购买车票时，可以根据自动售票机面板上的提示进行操作，具体步骤如下：

①乘客在触摸屏上选取目的地车站及购票数，操作屏上就会显示出乘客所在车站至目的地车站的票价。

②乘客投入现金或插入有足够余值的储值票（一卡通），自动售票机就会自动发售一张或多张车票，并视情况进行相应的找零。

图8-2　闸机的组成

③乘客取出车票后，自动售票机完成一次售票过程。

如果在售票过程中，乘客按下取消按钮，就可以取消正在进行的交易，自动售票机将乘客所投入的现金或储值票（不做任何处理）直接退还给乘客。另外，如果连续两步购票操作之间的时间间隔过长（超过系统设定的时间），自动售票机将会自动取消正在进行的交易。

3）票房售票机（booking office machine，BOM）

票房售票机位于车站的售票处，由站务员操作。BOM可以发售单程车票、储值车票，同时具有车票的有效性分析、补票和给储值票（一卡通）加值等功能。票房售票机的组成如图8-4所示。

票房售票机有两种操作模式：售票模式和补票模式。

①售票模式。售票模式用于给非付费区的乘客处理车票。在该模式下可以对车票进行进出码更新、发售和加值。

②补票模式。补票模式用于给付费区的乘客处理车票。在该模式下可以对车票进行进出码更新、超乘更新、超时更新、发售免费/付费出站票和加值。

操作员必须通过键盘（或其他数据输入设备）输入员工号和密码进行注册登录，登录有效后，才被允许进行后续的操作。

4）验票机（ticket checking machine，TCM）

验票机分为固定式验票机和手持式验票机两种，如图8-5和图8-6所示。

固定式验票机安装在非付费区，用于检查车票的余值、有效使用时间等。乘客把车票靠近验票机的读卡区，车票的信息将被读卡器读入，车票类型、剩余票值、有效日期和车票最近的m次交易记录（由系统设定交易次数的显示）都将显示在液晶屏上，这些信息将在液晶屏上保留n秒（系统设定）。如果车票无效，TCM就会指示乘客到售票处查询。

手持式验票机的功能与固定式验票机基本相同，但它可以被移动使用。通过车站网络设备或车站计算机的串口，手持式验票机可以定时与车站计算机进行信息的交互。

图8-3　自动售票机的结构

5）编码/分拣机（encoder/sorter）

编码/分拣机属于中央计算机系统，由城市轨道交通运营单位的票务管理部门使用，其主要功能是完成对车票的编码、赋值、分拣、注销等，如图8-7所示。

①编码/分拣机的编码、分拣作业订单通过中央计算机的车票管理子系统（ticket management system，TMS）下达，TMS可以监视订单的执行。

②编码/分拣机可以对回收的车票进行分拣、重新编码（新投入使用的车票须先在编码/分拣机上进行初始化编码），之后再送到车站发售。在发售时由BOM在车票中写上发售的有关数据（包括日期、时间、地点、票值等）。

图8-4　票房售票机组成(www.xing528.com)

图8-5　固定式验票机

图8-6　手持式验票机

③编码/分拣机能将车票按类型分拣到不同票箱中，通过车票处理单元对车票进行验证和编码，验证编码后的车票被送入已分拣票箱，废票则送入废票箱中。

④编码/分拣机的操作员通过键盘输入员工号和密码进行注册登录。登录数据会通过网络传送到中央计算机进行确认，如果登录数据有效，则操作员可以根据菜单的提示输入运行数据（如票种、批号、编码日期、编码数量等）。编码/分拣机带有一个打印机，它可打印出编码/分拣机运作的记录、车票序列号、输入的车票总数、编码的车票总数和种类、废票数及编出有效票的数量等。同时，上述数据将被备份在本机的硬盘中。

⑤编码/分拣机的编码、分拣情况也可以通过中央计算机报表来显示、打印，以提供相应的数据给业务监督部门进行审核、监督。

⑥编码/分拣机具有不间断电源，以便在断电情况下能够正常完成正在执行的作业任务，并有序地关闭编码/分拣机。

图8-7　编码/分拣机

6）车站计算机（station computer，SC）

车站计算机是以工业PC作为主处理器的系统，它包括一台数据长度服务器、一台应用服务器、一台宽带交换机及相应的不间断电源。车站计算机可以监控车站内的自动售票机、票房售票机、进出站闸机和验票机等车站设备的运行状态，对票务收益和客流量进行统计，生成及打印各类报表。车站计算机还可向中央计算机发送各种设备运行状态、票务收益和客流信息，同时接受中央计算机下达的运营参数。车站计算机的主要功能如下：

①提供客流及收益数据，并最大限度地保证数据的安全性及准确性。

②根据系统参数，车站计算机能够产生不同时间段的报表，如一天中特定时刻的报表、日报表、某几天的报表等。

③将信息格式化并传送至中央计算机进行保存、分析，并根据需要生成各种报表。生成的报表主要有以下几种：

a.系统活动日志，记录了现场AFC设备的状态信息和相关的操作信息，如设备通信情况、设备状态更换信息、操作员登录注销信息、操作员更换钱箱及票箱信息等。

b.每天车站自动售票机发售车票的数量及收益统计表。

c.每天车站票房售票机发售车票的数量、补票的数量和收益统计表。

d.每天出闸机车费扣除统计表。

e.每天自动售票机钱箱统计表。

f.每天票房售票机操作员各班操作的情况。

g.每天进/出闸机每15min的客流统计。

h.每天车站设备故障状态统计。

④从中央计算机接收重要的系统运营参数（系统时间、车费表、黑名单、设备运行时间表、操作员用户名及密码等），并下达至车站现场设备。

车站计算机的运作有两种模式：一种是与中央计算机相连时的在线运行模式，另一种是与中央计算机通信中断时的离线运行模式。如果中央计算机与车站计算机的通信出现故障，那么车站计算机的主存储器中至少可以保存7天的AFC设备数据，直至中央计算机确认接收数据后才将数据从车站计算机中删除，这些数据也可以利用人工方式进行复制。

7）中央计算机

中央计算机具有下列功能：

①通过车票管理模块与编码分拣机进行通信，下载制票计划。

②采集编码/分拣机的制票数据，进行分类统计。

③从车站计算机上收集客流、收益、审核数据，并保存在相应的数据长度表中。

④从车站计算机查询现场AFC设备的状态信息，并建立AFC设备管理数据长度，同时能像车站计算机一样控制各种车站AFC设备（如闸机、自动售票机、票房售票机和验票机）。

⑤保存或更新车站计算机的黑名单数据文件。

⑥利用通信主系统时钟与车站计算机进行日期和时间的同步。

⑦对票价参数、运营参数和控制参数进行有效管理，如制定灵活适用的票价表、设备运作时间表等，以及针对这些参数进行灵活的下载，可以按单台设备、一组设备、单个车站、所有车站等方式进行参数下载。

⑧应具有完善的病毒入侵检测及系统异常报警机制。

⑨编制每日运营收入、客流、维护状态、管理信息报告和累计票务数据。

⑩分析和归纳AFC数据长度信息，编制对城市轨道交通系统有效管理的报告（包括设备运作次数的计算，可在工作站编写并打印）。

⑪提供了一个储值票使用跟踪系统，可以查询一定时间范围内任意一张储值票的详细使用记录。

为了准确、可靠、高效地实现以上功能，城市轨道交通自动售检票系统的中央计算机系统采用两台服务器作为主机，两台主机进行在线冗余备份。中央主机通过防火墙路由器与城市一卡通清算中心的服务器连接。中央计算机按照一定的时间间隔从车站级设备上收集数据，并通过车站计算机将系统的票价参数、运营参数和控制参数下载到站级设备上。另外，AFC系统的各级设备都可以独立运作，确保在系统出现局部故障时，不至于影响整个系统的运作。

中央计算机系统还配备有维修、财务、点钞、运营计划、安全保密、操作员等终端工作站。

8）车票

城市轨道交通系统可使用的车票类型很多，主要有普通纸票、磁卡票和非接触式IC卡三种，且大小规格不统一。目前，世界各地较通用的可循环车票为信用卡大小（ISO标准）的IC卡车票。IC卡根据其中所镶嵌的集成电路的不同可以分成三类：存储卡、逻辑加密卡、CPU卡。目前，非接触IC卡是各国地铁储值票的首选介质。AFC系统中使用的非接触IC卡按功能又分为单程票和储值票。

以沈阳地铁为例，单程票是卡内嵌装集成电路、以非接触操作方式与外部集成电路进行耦合操作的薄型IC卡，是回收类轨道交通专用票。乘客只能在地铁车站内的自动售票机或半自动售票机处购买，当日运营时间内于购票车站进站有效，乘坐车费以内的车程，出站时由闸机回收。储值票是ID-1类型［根据《识别卡　物理特性》（GB/T 14916—2006）中的规定］的卡，它有一定的存储空间和数据加密功能，可以在车票内储值、扣款。

在车票制造工艺方面，除满足制造工艺标准外，还应具备抗拉强度高、抗折强度高、表面光滑平整、抗高湿变形、无分层等机械性能。非接触式IC卡的结构如图8-8所示。

图8-8　非接触式IC卡结构图

AFC系统使用的车票一般可分为以下几种：

①按制作材料分类，可分为用于人工检售票系统的纸质车票（分软、硬两种）、用于自动检售票系统的磁性车票和非接触式IC卡车票

②按车票内涵分类，可分为普通票和优惠票（包括老人、学生用的优惠单程票和储值票），贵宾票和纪念票，单程票和多程票，出站票和来回票，当日票、定期票、联运票和储值票，实验票、团体票、员工票等。