AFC系統閘機通行模式研究

摘要：文章對扇門常開和扇門常閉兩種模式進行對比，詳細闡述了扇門常開模式相對于扇門常閉模式的優缺點，并提出了兩種模式的適應線路。文章是理論研究，旨在為以后的實踐提供理論依據，所有數據都是從現場得到的，具有普遍性。

關鍵詞：閘機；通行模式；扇門常開；扇門常閉

中圖分類號：U231文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2012）24-0013-03

1閘機通行模式類型

閘機的通行方式有兩種：扇門常開模式和扇門常閉模式，在兩種模式下，乘客都必須驗票進閘或出閘。在扇門常閉模式下，閘機扇門始終保持關閉，僅當乘客通過合法驗票進出閘時，扇門才會打開；在扇門常開模式下，閘機扇門始終保持開放，僅當乘客非法進出閘時，扇門才會關閉。目前中國幾乎所有地鐵線路都采用扇門常閉模式。

2扇門常開模式相對常閉模式的優點

2.1提高通行速度

提高通行速度是扇門常開模式最大的優點。隨著地鐵客流的增加，為了使乘客更方便快捷地進、出付費區，將要提高閘機的通行速度。特別對于一些客流大的站點，在上班高峰期間乘客往往要排著長隊出閘，不但浪費了乘客寶貴的時間，也影響了地鐵公司的形象，在這種情況下，提高閘機的通行速度尤為重要。在閘機總數量沒辦法再增多的情況下，提高每臺閘機的通行速度將是唯一的方法，而提高每臺閘機的通行速度最有效地方法就是把閘機設置成扇門常開模式。

以某地鐵五號線閘機為例，當設成扇門常開模式時，在理想的情況下，扇門將不用重復打開和關閉，而是一直保持打開，這樣通行速度將大大提高，扇門常閉模式的理論通行能力為：

不回收車票：45名/分 ，即平均時間為1.33秒

全部回收車票：28名/分，即平均時間為2.14秒

扇門開關閉的理論操作時間為0.3秒，加上中間停頓，一次完整的扇門開關閉最少要0.7秒，那么扇門常開模式的理論通行速度應該為：

不回收車票：平均時間為1.33－0.7=0.63秒，即95名/分

全部回收車票：平均時間為2.14－0.7=1.44秒，即41名/分

可見扇門常開模式的理論通行速度是扇門常閉模式的兩倍左右，而且當扇門模塊磨損后，扇門開關閉門的操作時間將變長，這樣扇門常閉模式的通行速度將慢于理論值。而對于扇門常開模式，主要影響通行速度的是讀票卡速度，而這個基本上可以保持不變，所以扇門常開模式的通行速度穩定性比扇門常閉模式強很多。

2.2節省用電

在扇門常閉模式下，乘客每次進出閘，扇門都必須動作兩次；而在常開模式下，理想情況下閘機扇門馬達完全不用動作，馬達的耗電量幾乎為零。雖然沒辦法精確計算由于扇門經常開關閉所損耗的電量，但可以想象，以一條線路每天50萬客流量計算，每個乘客要使用兩臺閘機，一臺閘機有兩邊扇門，就相當于扇門馬達動作了200萬次，一天的耗電量將是一個非常可觀的數目。

2.3減少維護成本

作為運行狀態與客流量密切相關的扇門模塊，整體動作次數也在升高。以某地鐵5號線一個客流大站2011年的季度客流統計數據顯示，平均每臺閘機扇門動作頻率達到30萬次/季度，其中最高客流的單臺閘機達到了100萬次/季度。在扇門模塊動作頻率整體升高的情況下，部分扇門模塊出現了在非正常狀態工作的現象，開關門時異響、噪音大，關門后扇體晃動等情況。而每臺閘機出現故障后的維護時間都較長，明顯加大人力成本。同時扇門模塊部件的損壞是比較嚴重的，且這些部件一般只有供貨商才有，價格都比較貴。如果能夠減少閘機扇門的開關閉次數，就能減少損耗，為運營公司節省一筆開支。

2.4降低故障率

由于扇門的頻繁動作，勢必會造成一些故障，特別在要更換備件的情況下，閘機將不得不停用一段時間，這樣造成的影響就會更大。扇門抖動出現的概率也比較高，而扇門抖動是有可能造成乘客受傷的，扇門維護只能緩解這個問題。在扇門常開模式下，假如扇門開關門的概率很低，扇門模塊的故障率將會大為下降，將可節省很多人力和物力。

3扇門常開模式相對于常閉模式的缺點

3.1乘客逃票

在扇門常開模式下，乘客逃票會比扇門常閉模式容易，所以逃票率將會大大增高。特別是針對現今國內環境，惡意逃票的乘客是有一定數量的，所以在扇門常開模式下，逃票率估計會較高，每天由于乘客逃票造成的損失就相當嚴重。

3.2沖撞扇門

現在閘機扇門靈敏度已經很高，能實現在常開狀態下，及時關閉扇門，阻止乘客非法通過。但如果乘客不清楚扇門常開模式，特別是第一次搭地鐵的乘客，有可能導致乘客沖撞扇門，對扇門造成一定的影響。乘客并不是有意要沖撞扇門，只是他們不知道不驗票進閘時，扇門會關閉，或者以為已成功驗票，如果他們走得太快的話就會來不及停下來，就會撞上扇門了。

4非法進閘與非法出閘

為了討論的方便，定義一個概念：非法進閘與非法出閘。非法進閘與非法出閘就是乘客沒驗票，就試圖進閘或出閘，當乘客進入到閘機傳感器感應區內，閘機會發出報警聲，且進入暫停服務，不能驗票。進閘機和出閘機都會同時出現非法進閘和非法出閘。通過現場觀察，造成乘客出現非法進出閘的原因是：

乘客的進出閘習慣所致，有些乘客為了趕時間，他們從驗票到入閘是一個連貫動作，而不會停下來看有沒有驗到票再進閘，所以當乘客走得比較快時，讀卡器還沒驗到票，就出現了非法進出閘。不熟悉地鐵的人有可能不知怎么驗票，他們就有可能先走進到閘機里面再試圖驗票，從而出現非法進出閘。

進閘機的非法出閘和出閘機的非法進閘有兩種情況：一是乘客從反方向走進來。二是乘客拖著行李或有人并閘出站或進站時。

經過在某地鐵車站進行抽樣調查，得出下列結論：

在扇門常閉模式下，非法進出閘的概率在4%左右，且有兩個特點：從總體上看，儲值票使用率越高，非法進出閘概率就越小，兩者有一定的比例關系，這主要是由于使用儲值票的乘客對閘機比較熟，所以比較少出現非法進出閘。與上下班高峰期有關的閘機的非法進出閘概率小，這是因為這時候進出閘的乘客多是天天搭地鐵上下班的上班族，他們對閘機已經很熟，基本上不會出現非法進出閘。

5扇門常開模式的實現方法

目前大部分閘機無論是扇門的靈敏度還是通道傳感器的檢測能力都具備了扇門常開模式的硬件條件，從扇門常閉模式改為扇門常開模式只需改動其中一部分軟件就行。主要變動其中的兩個方面：一是當乘客非法進閘或非法出閘時，在扇門常閉模式下，只發出報警聲；在扇門常開模式下，除發出報警聲外，乘客處理模塊還向扇門發出關閉命令。當解除非法進閘或非法出閘狀態時，在扇門常閉模式下，停止報警聲；在扇門常開模式下，除停止報警聲外，乘客處理模塊還向扇門發出開放命令。二是當主控發出乘客可以通過信息給乘客處理模塊時，在扇門常閉模式下，乘客處理模塊會向扇門發出開放命令；在扇門常開模式下不發出任何命令。當傳感器檢測到乘客已通過時，在扇門常閉模塊下，乘客處理模塊會向扇門發出關閉命令；在扇門常開模式下不發出任何命令。

從上面分析可以看出，在扇門常閉模式下，乘客處理模塊會不斷向扇門發出開放/關閉命令；而在扇門常開模式下，只有當乘客非法進閘或非法出閘時，乘客處理模塊才會向扇門發出開放/關閉命令，這在一定程度上也可以提高乘客處理模塊的使用壽命。

6降低非法進出閘概率的方法

非法進閘與非法出閘出現的概率直接影響到扇門常開模式通行效率，對于兩個極限值：一是所有乘客都先非法進閘或非法出閘后再正常通過，這種情況下，扇門每次都要開放/關閉，通行速度達到最慢。二是所有乘客都沒有出現非法進閘或非法出閘，正常通過，這種情況下，扇門完全不用動作，通行速度達到最快。

在扇門常閉模式下，非法進出閘出現的概率是4%左右，在扇門常開模式下，出現非法進出閘的概率除了與前面“4 非法進閘與非法出閘”所討論的原因有關，還會多一個因素，就是扇門常開模式對乘客驗票習慣的影響，可分為兩個方向：一是對經常搭地鐵的乘客，當他們在扇門常開模式下搭過一次地鐵后，下次他們都會主動驗票進閘了，所以這一部分乘客（絕大部分都是這種乘客）在扇門常開模式下，并不會對非法進出閘概率造成影響。二是對于不熟悉地鐵的乘客，在扇門常閉模式下，他們可能會先驗票，但在扇門常開模式下，他們不驗票就進閘（即沖閘）的概率會較高。但也不會高很多，因為只有他們不知道要驗票才能進閘的情況下才會沖閘，而一般地鐵站都是比較多人的，當他們看出別人要驗票才能進閘時，他們就會跟著驗票了，這就是群體效應。

為了使在扇門常開模式下的非法進出閘概率接近甚至低于扇門常閉模式下的，要做到兩點：一是明顯提示乘客進閘要先驗票，并且要站在黃線外驗票，只要能讓乘客一看到閘機就知道要驗票進閘，他們就不會沖撞扇門了。二是當乘客驗票成功后，能給予乘客明顯提示，包括圖像顯示與聲音顯示。

7結語

扇門常開模式的優點有很多，最主要的是能提高通行速度；缺點就是會造成逃票率的增加，造成公司的票務流失以及可能加大乘客沖撞扇門的概率，造成扇門的損傷。

兩個缺點中，沖撞扇門可以通過降低非法進出閘概率的方法來解決，在實施的前期可以通過車站人員、廣播的宣傳等措施讓乘客盡快適應扇門常開模式。但惡意逃票是一個世界難題，只有當市民的素質提高到一定的程度后才能從根本上解決這個問題。造成的票務流失是也是大部分地鐵公司不允許的，所以即使扇門常開模式有很多好處，大部分地鐵線路都不采用。

在效率高于一切的現代社會，當社會監督體系完善后，扇門常開模式肯定是發展的必然選擇。而對于面對的乘客一般是上班族或商業人士等比較多乘坐地鐵且趕時間的乘客，有些乘客甚至一天會在這條線路上來回很多次，對閘機的通行速度的要求會較高，且乘客素質較高，逃票的可能性會

很小。

作者簡介：李秋豐（1984-），男，廣東揭陽人，廣州地鐵通號中心助理工程師，研究方向：自動售檢票系統。

（責任編輯：周加轉）