自动售检票系统:城市轨道交通客运组织

1.自动售检票系统的发展概况

AFC系统在轨道交通中的应用可以追溯到20世纪七八十年代，如巴黎地铁在几十年前就采用了当时相当先进的磁卡AFC系统，东京营团地铁在1988年4月开始应用磁卡AFC系统。随着IC卡的出现及IC技术的发展，一些地铁在20世纪90年代先后采用磁卡(单程票)与IC卡(储值票)兼容的AFC系统。

AFC系统在我国的发展已有20多年的历史，上海地铁在20世纪80年代末率先开始AFC系统的研究。在20世纪90年代中期，磁卡AFC系统的技术已相当成熟，而IC卡技术在城市交通收费方面的应用才刚刚开始，上海轨道交通1号线最初采用的是磁卡与IC卡兼容的AFC系统，广州地铁1号线最初采用的是预留IC卡功能的磁卡AFC系统。近年来，IC卡技术在轨道交通AFC系统方面的应用规模迅速扩大。非接触式IC卡以其储存量大、保密性强、系统结构简单、运营成本低、可实现一卡多用等优点，逐步取代了磁卡的地位，成为轨道交通车票的首选媒介。目前，国内新建轨道交通线路的AFC系统均选用非接触式IC卡技术。

非接触式IC卡AFC系统的应用使城市公共交通行业的票务联营成为发展趋势，北京的“一卡通”、上海的“城市通”和广州的“羊城通”收费系统目前已拓展到多个城市的公共交通领域。例如，北京的“一卡通”可以在常规公交、轨道交通和便利店中使用，为乘客出行提供了便利，如图3-1所示。

图3-1　北京的“一卡通”

2.自动售检票系统的技术制式

AFC系统是集电子技术、计算机通信、微机实时控制等于一体的自动收费系统和数据库系统。在轨道交通AFC系统的发展过程中，先后出现过磁卡AFC系统、磁卡和IC卡兼容AFC系统、IC卡AFC系统三种技术制式。下面主要介绍磁卡AFC系统和IC卡AFC系统。

(1)磁卡AFC系统。磁卡AFC系统投入应用的时间最早。磁卡车票上涂有两条磁粉物质，一条为磁卡密码、编号等不变信息，另一条为车资、进站时间和地点等可变信息。磁卡车票可作为单程票或储值票使用。磁卡AFC系统的技术虽然比较成熟，但也存在下列缺陷：磁卡存储信息有限、用途单一；磁卡密码等信息易被破译、伪造和盗用，安全性较差；读卡设备的机械结构复杂，购置成本和维护费用较高；乘客使用不熟练；吃卡、误读写等故障。

(2)IC卡AFC系统。IC卡是将一块集成电路芯片封装在塑料基片上(非接触式IC卡内还嵌入一小型天线)，在集成电路中有微处理器，微处理器由存储和控制两个单元组成，由于微处理器具有人工智能功能，因而IC卡又称为智能卡。IC卡具有数据存储能力，其内容可供外部读写和内部处理。随着超大规模集成电路和大容量存储芯片技术的发展，IC卡及IC卡系统所具有的优点使其将逐步取代磁卡和磁卡系统。

与磁卡系统比较，IC卡系统具有下列特点。

①使用方便快捷。IC卡与读写设备的信息交换通过触点接触(接触式IC卡)或电磁感应(非触式IC卡)方式进行，不会因机械故障而出现吃卡和误读写等问题，提高了检票机的通过能力。

②存储容量大。IC卡的数据容量大于8 KB(磁卡的数据容量小于300 bit)，可划分多个数据区满足不同的需要，可实现一卡多用。

③保密性强。IC卡复杂、完善的加密处理及多次的双向验证，能有效防止解密、伪造票卡和对数据内容进行修改、复制。

④使用寿命长。IC卡无机械磨损，可重复使用10万次以上。

⑤设备成本较低。IC卡系统的读写设备为电子设备，无复杂的机械移动部件，造价较低，维修简单。此外，票卡不需要维护，能耗较低。因此，IC卡系统的设备购置和运营成本大大低于磁卡系统。

⑥票卡成本较高。当IC卡用于单程票时，卡的成本一般远高于票价，如果票卡不能回收，将给运营企业带来经济损失。

3.自动售检票系统的组成与功能

AFC系统由中央计算机系统、车站计算机(Station Computer，SC)系统、车站AFC设备和票卡四个层次组成。

(1)中央计算机系统。中央计算机系统包括小型机系统、数据库系统、监控工作站、数据传输设备、票卡编码及初始化设备等。其基本功能如下：

①将运营模式、票价表等系统控制与执行参数和黑名单信息等下达给车站计算机系统。

②接收来自车站计算机系统的票务、客流和维修信息，建立AFC数据库；分析AFC数据并生成各类运营报表。

③实时监控车站计算机设备，接收及处理外界侵犯或紧急报警。

④对新车票进行编码等初始化处理，以及自动分拣各类车票、剔除废票等。

⑤与其他票务清算系统连接，进行数据交换和实现数据共享。

(2)车站计算机系统。车站计算机系统包括车站计算机、监控工作站、数据传输设备等，其基本功能如下：

①将来自中央计算机系统的控制与执行参数、黑名单信息等下载给车站的各台AFC设备。(www.xing528.com)

②定时收集AFC设备的状态信息和运营数据，处理后发送给中央计算机系统。

③实时监控车站AFC设备的运行状态。

④紧急情况下，车站计算机发出指令或通过紧急开启装置使检票机处于自由通行状态，便于乘客快速疏散。

(3)车站AFC设备。车站AFC设备包括检票机、自动售票机、半自动售票机、自动检票机和自动加值机等，它们的基本功能分别如下。

①检票机。检票机又称为闸机。根据用途的不同，检票机可分为单向检票机和双向检票机，其中单向检票机又分进站检票机和出站检票机。根据闸门阻挡方式的不同，检票机可分为三杆式检票机和门式检票机等。检票机可对各类车票进行读写操作，进站时在车票上写入进站有关信息，出站时扣除乘车费用等；对车票进行有效性确认，有效票放行、无效票禁止通行。出站检票机能自动回收单程票，以及在紧急情况下开启闸门。

②自动售票机(图3-2)。自动售票机用于乘客自助式购票，能识别指定的硬币和纸币并退出伪币，可以找零；票盒无票或钱箱已满时能提示相关信息，设备的状态信息和运营数据能自动传输给车站计算机。

图3-2　自动售票机

③半自动售票机。半自动售票机用于辅助售票员处理各种售票及查询业务，如发售各种车票，车票的充值、挂失，以及退票、验票和补票等，设备的状态信息和运营数据能自动传输给车站计算机。

④自动检票机(图3-3)。自动检票机用于乘客自助式查询车票的相关信息，包括车票种类、卡号、金额、有效期及近期若干次乘车记录等。

⑤自动加值机。自动加值机用于乘客自助式地对储值票用现金或银行转账方式进行充值，用现金充值时能识别伪币，可以找零，具有分析车票和自动显示余额的功能，设备的状态信息和运营数据能自动传输给车站计算机。

(4)票卡。轨道交通使用的票卡，目前主要有磁卡和非接触式IC卡两种。磁卡通常用于单程票、多程票和纪念票等票种，非接触式IC卡通常用于储值票和员工票等票种。新建轨道交通线路更倾向于选用非接触式IC卡AFC系统，如沈阳地铁1、2号的单程票和储值票均采用非接触式IC卡；单程票用的是薄型卡，存储容量为512 bit，卡的采购成本较低，解决了票、卡价格倒挂的问题。

图3-3　自动检票机

单程票除了可采用磁卡或薄型非接触式IC卡外，还可采用筹码(TOKEN)。天津地铁1号线、南京地铁1号线和武汉轻轨均采用筹码型单程票(图3-4)。TOKEN的采购成本较低，使用次数可达1000次，每次的使用成本很低。此外，TOKEN的回收机械简单、可靠，分拣可直接在检票机上完成，车票可在车站内循环。筹码型单程票的缺点是不适宜作为商业广告的载体。

图3-4　筹码型单程票

4.AFC系统的运营模式

通过中央计算机或车站计算机的设置，可使AFC系统处于不同的运营模式，以适应列车故障、大客流集中进站等各种非正常运营情况和火灾等紧急情况，确保乘客的利益或安全。

(1)正常运营模式。正常运营模式采用计程、计时收费运营方式。乘客进出收费区均需持有效车票通过检票机检票后方能通行。检票机根据中央计算机设定的参数，自动扣减车资，储值票在显示余额后返回给乘客，单程票则进行回收。如车资不足或超过时间，乘客需补票。

(2)特殊运营模式。特殊运营模式主要有下列几种。

①列车故障时的运营模式。当列车发生故障时，部分车站可能处于停运状态，此时通过中央计算机或车站计算机的设置，允许已进入收费区的乘客和从故障列车上下来的乘客不收费通过出站检票机。单程票将不回收，乘客可在一段时间内(一般为7天)继续使用。如果乘客不准备继续使用，也可退票。

②超时、超程忽略的运营模式。站台拥挤、列车故障和发生事故等原因，使列车跳站停车或运行时间延长，中央计算机或车站计算机可将有关车站设置为超时忽略或超程忽略的运营模式，对车资不足或超过时间的乘客不再补票。

③大客流集中进站时的运营模式。当大客流集中进站而进站检票机能力不足时，可发售应急票，乘客持应急票可不通过进站检票机进站，此时中央计算机或车站计算机可将其他车站设置为进站检票忽略运营模式，允许持应急票的乘客通过出站检票机正常出站。

④紧急情况下的运营模式。当车站发生火灾、爆炸等危及乘客人身安全的情况时，为及时疏散收费区内的乘客，中央计算机或车站计算机将该车站设置成紧急运营模式。此时，检票机的闸门处于自由通过状态，乘客可尽快地撤离。

⑤高峰/非高峰运营模式。通过中央计算机的设置，将每日的运营时间分为高峰时段和非高峰时段；在非高峰时段内对票价实行折扣优惠，以吸引客流或鼓励乘客在非高峰时段乘车。