城市軌道交通自動售票機硬幣處理模式探討

謝程祥

（廣州市地下鐵道總公司，廣東廣州 511300）

城市軌道交通自動售票機硬幣處理模式探討

謝程祥

（廣州市地下鐵道總公司，廣東廣州 511300）

自動售票機硬幣處理模式是自動售檢票系統貨幣處理方式之一。通過對硬幣處理模式硬件設計及功能介紹，分析廣州地鐵的模式應用情況，收集其他城市應用情況進行對比，從市場經濟角度和實際應用情況出發，形成自動售票機硬幣找零處理模式推薦方案。

城市軌道交通；自動售票機；硬幣處理模式；運營應用情況

自動售票機硬幣處理模式是自動售檢票系統（AFC系統）一種重要的貨幣處理方式，包括硬幣接收功能以及硬幣找零功能，根據廣州地鐵運營服務特點、乘客使用習慣、相關社會環境因素等制定符合現場需求的硬幣處理模式顯得尤為重要，新線AFC系統建設過程中進行相應的硬件設計及固件開發，本文主要針對廣州地鐵的硬幣處理模式現狀及新線建設情況進行探討。

1 廣州地鐵應用背景

廣州地鐵目前運營里程為236 km，日均客流約為536萬人次，在運線路8條。自動售檢票系統（以下簡稱AFC系統）為乘客提供方便快捷的付費方式，AFC系統在各城市新開通線路中均已成熟應用，同時也帶動了AFC系統的發展與功能的不斷完善。受限于城市硬幣運輸及流通限制，供找零硬幣短缺的問題一直困擾著各個城市的軌道交通的運營單位，成為AFC系統廣泛應用過程中一個較為突出的問題，根據廣州地鐵運營服務特點、乘客使用習慣、相關社會環境因素等制定符合現場需求的硬幣處理模式顯得尤為重要。

TVM硬幣處理模式包括硬幣接收與暫存（1元、5角），硬幣圖像識別與驗幣，硬幣找零與暫存，循環找零功能（可選）等四個主要功能模塊。目前廣州地鐵硬幣處理模式為接收1元，亞運開通線路及后續新線具備1元硬幣循環找零功能，5角接收功能具備，但予以屏蔽。根據廣州地鐵2016-2017年線網規劃線路AFC系統情況，目前運營用戶建議仍沿用目前的硬幣找零模式，即僅接收1元硬幣，具備1元硬幣循環找零功能。

2 硬件設計及功能介紹

自動售票機（TVM）設備硬幣處理模塊基本模塊設計遵循廣州地鐵運營服務特點，經過各條在運線路的AFC系統運行經驗不斷改進完善，硬幣處理模塊由硬幣鑒幣器（驗幣器）、循環找零箱（可選）、硬幣圖像識別器、后備找零箱、硬幣加幣箱、硬幣回收箱、硬幣機構以及硬幣模塊控制板組成。整體硬件設計根據業務功能需求進行開發，根據維修維護需求進行實體優化。

（1）硬幣處理模塊基本功能

硬幣識別：硬幣識別器能接受不少于13種不同參數的硬幣，幣種識別軟件可以在線升級，硬幣檢測準確率大于99.99%，對無法識別的硬幣給與退幣處理；

識別幣種增加：硬幣處理模塊可通過參數設置增加新硬幣種類，而不需進行任何軟件升級；

非法幣退出：硬幣識別器不能識別的硬幣直接進入找零退幣口，不經過任何緩沖；

硬幣暫存：硬幣處理模塊具有暫存器，當循環找零箱滿時直接進入分幣機構回收或找零；

原幣奉還：當乘客取消操作時，通過暫存器可實現一次性原幣奉還；

找零功能：硬幣處理模塊至少具有2個循環找零箱，可實現2個幣種的找零功能，接受硬幣首先進入此兩箱，找零硬幣從循環找零箱排出。有具有一次性多枚找幣功能；

后備找零功能：硬幣處理模塊至少具有兩個后備找零箱，當循環找零箱硬幣不足或空時，找零硬幣由后備找零箱找出。

硬幣補充加幣：硬幣處理模塊至少具有2個加幣箱，當后備找零箱硬幣不足或空時可通過加幣箱加幣。

圖1 硬幣處理流程

硬幣回收：硬幣處理模塊可通過分幣機構將接收硬幣回收存儲于硬幣回收箱；

清點清空：硬幣處理模塊通過控制單元可實現對所有箱內的硬幣進行數量清點或回收清空；

投幣口功能：硬幣處理模塊投幣口應具有導水結構設計，具有防水功能；另具閘門，非接收狀態具備禁止投入硬幣功能。

（2）基礎技術規格

根據TVM功能需求相應地進行硬件設計，充分考慮廣州地鐵運營服務特點，結合線網票務規則，同時兼顧日常設備運營的可維護性、適應性，完成硬幣處理模式硬件設計。以下是廣州地鐵AFC系統兩款主流TVM設備硬幣處理模塊技術規格介紹。

表1 廣佛線TVM硬幣處理模塊技術規格

表2 六號線TVM硬幣處理模塊技術規格

（3）功能擴展及延伸

對于可采用紙幣購票的設備，當找零器內的硬幣存量少于一定數量時（數量可設置），運營狀態顯示為暫無找零、只接受硬幣等信息。

硬幣處理單元中所存儲的硬幣能通過命令補充或清空，清空命令可通過車站計算機下達或就地操作。取消交易時，硬幣處理模塊將投入的硬幣退還給乘客。

3 模式應用分析

對于地鐵運營單位而言，自動售票機（TVM）的硬幣圖像識別與驗幣，硬幣找零與暫存功能均屬于基本功能，隨著地鐵線網的擴大，AFC系統應用的日益成熟，維修人員與車務操作人員的熟練，技術的不斷創新及發展，硬幣圖像識別與驗幣、硬幣找零與暫存的功能發展已相當成熟，由于涉及到運營服務模式、社會環境因素、貨幣流通情況等條件的約束，近年來運營單位更多將關注點放在TVM硬幣處理模式的硬幣接收與暫存（1元、5角）、循環找零功能兩個擴展功能上，要求日益提高細化。根據運營單位的意見，結合正線實際應用情況，應用可行性研究，技術可行性研究，新線建設部門不斷在技術層面上積極完善這兩項功能，逐步在新線建設中實現及優化。

在AFC系統新線技術上，新線建設部門通過積極調研、組織研發并推廣循環找零功能，自2010年三號線北延段、廣佛線、APM線三條亞運開通線路TVM設備具備循環找零功能，2013年六號線及以后線路AFC系統TVM設備循環找零功能將繼續應用與優化。從硬幣處理模塊技術層面上緩解硬幣短缺對地鐵運營所造成的壓力。根據運營部門要求現場循環找零功能暫時處于屏蔽狀態，將根據運營單位的實際需要開啟使用。于此同時，從廣州市軌道交通六號線首期工程開始啟用紙幣找零模塊、紙幣接收模塊配合硬幣找零模塊使用，原有紙幣接收模塊功能升級，并采用是經過市場長期使用、可靠、成熟的且售后服務完善的國際知名紙幣找零產品。適應中國用戶的使用習慣，科學設計出較為完善的硬幣、紙幣結合找零解決方案，進一步緩解硬幣短缺的壓力。

4 其他城市地鐵應用情況

目前中國其他城市地鐵根據各地的實際情況及運行特點，制定硬幣處理模式的規則及技術方案，根據設計調研及考察，與各地地鐵公司的交流，收集整理城市地鐵公司關于1元、5角硬幣接收及循環找零實施情況。北京地鐵根據票務規則只接收1元硬幣；南京地鐵由于硬幣供應不緊張，故只接收1元硬幣；上海地鐵AFC設備雖然具備接收5角硬幣功能及循環找零功能，根據實際運營需要屏蔽接收5角功能，其他城市地鐵根據各自情況制定硬幣處理模式，大部分城市選擇不接收5角，即便接收5角硬幣也不作循環找零。由于各地票價暫為整數（不考慮地區優惠政策），且1元、5角混合循環找零功能（既接收1元、5角硬幣，1元與5角各占用一找零箱，各自具備循環找零功能）實現成本較高，實用價值不高，如果5角占用一幣箱，根據1元的使用速率，運營服務人員加幣頻率將提高，所以即便新線設備具備相應功能，但根據運營需求也未開啟該功能。

圖2 循環找零流程

5 綜合分析及推薦方案

從市場經濟角度分析，隨著通貨膨脹，低面值的貨幣特別是硬幣將面臨自然淘汰的趨勢，故根據各地鐵公司票務規則，大多數地鐵公司選擇不接收5角硬幣、或只接收但不作5角銀幣找零的處理模式，所以5角循環找零的實際應用需求并不高。

從實際使用情況分析，根據各地地鐵的使用現狀、業務規則及硬件設計特點綜合分析，基本上1元、5角混合循環找零功能實際應用需求并不高，實現成本或改造成本極高。故各地地鐵公司基本不采用1元、5角接收及混合循環找零功能的方式，以避免增加車站工作人員的負擔。此外舊線路TVM設備不具備循環找零功能，由于TVM設備內部設計的整體性、舊TVM內部設備模塊所占空間比較大，如需增加此功能，將面臨極其高額的改造費用，相當于重新設計與生產TVM設備，所需改造成本及人力成本不符合經濟效益，對于運營相對穩定的AFC設備而言，甚至會存在著一定的改造技術風險，故各地地鐵未開展此類功能改造工作。

從地鐵運營成本分析，每臺TVM設備幣箱僅有兩個，按照目前的運營使用習慣，僅用1元硬幣，大客流車站按兩至三天補幣操作，相應進行人員、配幣等工作安排，當使用5角硬幣時，如不增加幣箱，則1元、5角各占用一幣箱，為保證1元銀幣找零暢順則只能以縮短補幣間隔時間或增加人員成本投入來完成既定運營目標，如需增加幣箱需另外進行機體設計，同時增加運營改造成本。

根據新線前期調研結果，綜合各地地鐵公司業主、專業設計、科研單位、咨詢單位、設備廠商、維護部門、維保單位等相關單位的意見與評估情況，自動售票機硬幣找零優先推薦模式為：接收1元（具備循環找零功能根據實際運營需要選擇是否開啟該功能），5角接收功能具備，但予以屏蔽，不建議開發5角循環找零功能。

6 結束語

自動售票機硬幣處理模式作為AFC系統一種重要的貨幣處理方式，已經過長期現場使用的經驗累計，隨著計算機技術、工控技術的不斷發展，硬幣處理模式日益穩定成熟。由于社會化及地域性的硬幣短缺事實，造成硬幣支付的數量與硬幣找零的數量相差巨大，結合技術及成本進行綜合分析，根據各地乘客的使用習慣，票務規則等綜合因素，目前大部分地鐵公司硬幣處理模式選擇僅接收1元為主，根據地鐵AFC系統的發展趨勢，隨著紙幣找零技術的成熟應用，將有效緩解硬幣供應及使用的問題，硬幣處理模式選擇擁有更多空間，也將趨于簡單化實用化，故僅接收1元硬幣的硬幣處理模式仍將是AFC行業的主流。

［1］Particular requirements for commercial dispensing appli?ances and vending machines.IX-IEC.IEC 60335-2-75 Edition 2.2-2009.Household and similar electrical appli?ances-Safety-Part3-45［S］ .

［2］株式會社高見澤.Takamisawa Smart Hopper Model C H-N Series Specification［A］.2003.21-23.

［3］ANSL.ANSI/UL541-2003.Vending Machines，Refriger?ated［A］.2003.7-8.

［4］周春燕.上海軌道交通運營成本控制芻議［J］.城市軌道交通研究，2010（7）：9-10.

Discussion on the TVM Coin Processing Mode of Urban Rail Transit

XIE Cheng-xiang
（Guangzhou Metro Corporation，Guangzhou511300，China）

The TVM coin processing mode is one of AFC system monetary approaches.This paper describes the hardware design and function of the coin processing mode，analyzes the mode applications of Guangzhou Metro and compare it with other metro companies of China.This paper analyses and estimates comprehensively，and then made one coin processing mode recommendation for reference.

urban rail transit；Ticket Vending Machine（TVM）；coin processing mode；operation applications

U231+.92

A

1009－9492(2014)09－0131－04

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.09.036

謝程祥，男，1984年生，廣東人，大學本科，工程師。研究領域：自動售檢票系統、計算機、網絡技術、近場通信技術。已發表論文3篇。 (編輯：王智圣)

2014－03－19