紙幣循環找零技術在自動售檢票系統中的應用

范 巍

(中鐵第四勘察設計院集團有限公司通信信號研究設計處，430063，武漢∥高級工程師)

1 找零技術的發展

近年來，我國城市軌道交通AFC(自動售檢票)系統的單程票發售方式和技術得到了飛速的發展，從20 世紀90年代初主要以人工半自動方式進行售票，到今天基本全部采用自動售票機實現全自動售票。自動售票機從最初單純的硬幣找零，到2008年實現了紙幣、硬幣的混合找零。2011年，紙幣循環找零技術首次在國內城市軌道交通中得到應用，短期內即在一些城市得到了推廣。

找零技術的發展，在不斷提高售票自動化程度的同時，也為AFC 系統的運營帶來便利和工作效率的提高，在減輕運營部門的工作量和提高對乘客的服務水平等方面，效果是非常明顯的。如紙幣找零技術的使用，在很大程度上緩解了各城市普遍面臨的運營中硬幣供應不足的壓力，同時，與硬幣相比，紙幣的獲取、投放、補充、回收、清點、保存、運輸等方面的工作量都大為減輕。

隨著城市軌道交通線網的形成和線路的不斷延伸，客流量的不斷增長，乘客單次購票的金額逐漸增大，使用紙幣的比例不斷增多，對自動售票機接受和找零紙幣的幣種需求更加豐富，紙幣周轉、清點相關的工作量也相應增加。紙幣循環找零技術的出現和應用，滿足了不斷提高的乘客服務要求，和運營部門對紙幣的管理和運維需求。

紙幣循環找零是從相互獨立的紙幣識別和紙幣出鈔相組合的方式演變而來，循環找零模塊集成了識別和出鈔功能，一般由紙幣識別器、錢箱、找幣箱、循環找零機構等幾個主要部件組成。其設計思想簡單來說是將接收到的多種不同小面額的紙幣暫存在相互獨立的循環找零機構上，而將接收到的大面額紙幣直接儲存在錢箱中，循環找零機構上的紙幣可以作為零鈔找給乘客，另設找幣箱可以在循環找零機構上紙幣不足時補充單面額的零鈔。一般來說，紙幣循環找零能為城市軌道交通的運營生產帶來的優勢主要體現在以下幾個方面:

(1)豐富了紙幣接收和紙幣找零的幣種;

(2)減少自動售票機內的周轉現金量，從而減少紙幣錢箱的更換、紙幣尤其是小面額紙幣的清點和運輸等工作量;

(3)減少硬幣使用量和相關的管理工作，降低對硬幣供應的依賴;

(4)節省自動售票機的內部空間，使自動售票機的設計更加緊湊和小巧;

(5)理論上比獨立的紙幣識別模塊加紙幣出鈔模塊的價格更低廉，從而降低自動售票機的造價。

表1 為紙幣循環找零和獨立的紙幣識別加出鈔找零方式的一個簡單對比。

表1 循環找零與獨立入鈔加出鈔方式找零對比表

從表1 可以看出，紙幣循環找零在提高乘客服務水平和降低運營成本方面具有一定的優勢，但循環找零模式對設備本身的質量和市場流通的紙幣質量有著更多的依賴。同時，從目前看來，獨立入鈔加出鈔的找零方式仍是各城市軌道交通的主流選擇，能較好地滿足目前軌道交通的AFC(自動售檢票)系統運營需求。因此，如何進一步提高循環找零設備的品質，為紙幣在城市軌道交通運營中的流轉提供安全、高效、可靠的保證，成為紙幣循環找零繼續發展的關鍵。

2 紙幣循環找零在國內城市軌道交通的應用

紙幣循環找零在我國城市軌道交通中的應用時間并不長，屬于新技術和新應用，從2011年以來，主要在重慶、天津、昆明等城市得到了較大規模的應用。

2.1 重慶應用情況

2011年7月，重慶地鐵1號線開通，全線20 座車站共157 臺自動售票機和2號線的3 座車站共11臺自動售票機在國內首次使用了紙幣循環找零;2012年，6號線和3號線南沿段先后開通，使用紙幣循環找零的車站達到40 多座，自動售票機達300多臺。

目前，重慶地鐵的票價為2 元至7 元，自動售票機接收 1、5、10、20 元面額的紙幣購票以及 10、20、50、100 元充值;1、2、3、6號線主要車站的循環找零面額設定為1 元和5 元，其中，1 元和5 元的循環找零容量各為90 張，全線車站除臨江門、較場口、牛角沱3 個站補幣箱補充1 元紙幣以外，其他車站補充的均為5 元紙幣。

重慶在自動售票機中采用了紙幣、硬幣雙循環的運營模式，既迎合了本地1 元紙幣流通較多的特點，同時也不排斥硬幣的使用。紙幣、硬幣雙循環不但進一步緩解了現金保有量對運營的壓力，運營人員的鈔、幣維護和清點工作量也更為減少。

2.2 天津應用情況

2012年7月，天津地鐵2號線開通，全線19 座車站共173 臺自動售票機開始使用紙幣循環找零;2012年10月，3號線 23 座車站共 211 臺自動售票機開通使用紙幣循環找零。

天津地鐵2、3號線票價為2 元至5 元，自動售票機接收1、5、10、20 元面額的紙幣購票，補幣箱中補充的為1 元紙幣;循環找零設定為1 元、5 元和10元，其中，1 元的循環找零容量為90 張，5 元的循環找零容量為60 張，10 元的循環找零容量為30 張。

天津同樣是一個1 元紙幣流通廣泛的城市。天津地鐵1號線自2006年開通運營起，自動售票機就接收1 元紙幣購票，而找零模式限于當時的技術發展只采用了硬幣找零。隨著客流量日益增加，1號線運營可提供的硬幣量已遠遠無法滿足正常運營的需要，經常出現TVM 無法找零的情況。為了解決這一問題，天津地鐵在2號線和3號線采用了紙幣循環找零，只使用紙幣找零，把接收到的硬幣補充到1號線去使用。紙幣循環找零，較好地解決了天津軌道交通1 元紙幣流通量大而硬幣量相對較小帶來的找零不足問題，減輕了運營公司的硬幣收集、補幣和清點工作量，也減少了2、3號線運營的沉睡資金。

2.3 昆明應用情況

2012年6月，昆明地鐵6號線開通運營，2 座站共22 臺自動售票機使用了紙幣循環找零;2013年5月，1號線一期工程12 座車站共113 臺自動售票機和22 臺充值驗票機開通使用紙幣循環找零。1、6號線自動售票機可接收 1、5、10、20、50 元紙幣，不接收硬幣，補幣箱中補充的為1 元和5 元紙幣;循環找零設定為 1 元、5 元、10 元、20 元，其中，1 元和 5 元的循環找零容量各為60 張，10 元和20 元的循環找零容量各為30 張。

昆明是一個基本上不流通硬幣的城市，昆明地鐵也成為唯一一個在自動售票機上不接受硬幣購票的城市軌道交通。紙幣循環找零在一定程度上較好地迎合了昆明地鐵這一運營售票的特點。

從先后開通紙幣循環找零的重慶、天津和昆明等城市的實際應用情況來看，不論是循環找零的幣種還是補充紙幣的幣種，都表現出不斷豐富的趨勢，紙幣循環找零的功能優勢正不斷地被釋放出來，同時也體現出使用者信心的不斷增強。

3 紙幣循環找零的技術特點

紙幣循環找零設備集成了紙幣入鈔和出鈔部件，其核心技術主要集中在紙幣識別器、錢箱、找幣箱、循環找零機構等幾個主要部件上，以及整機的小型化設計等方面。表2 為目前幾種主流的紙幣循環找零設備技術特點的對比。

表2 循環找零設備主要技術特點對比表

4 紙幣循環找零的使用分析

紙幣循環找零目前在國內城市軌道交通中主要與硬幣找零相配合，實現紙幣加硬幣的混合找零，僅有昆明較為特殊，完全依賴紙幣循環找零。在與硬幣找零配合使用的典型模式下，以目前已使用的4幣種循環補幣的容量來看，已能較好地滿足運營需求;紙幣清空速度方面，循環機構內的紙幣清空到回收箱的速度約1 張/s，理論上3 min 內即可完成清空，也可滿足實際運營的要求。

重慶等城市紙幣循環找零投入運營使用已有2年多的時間，目前最常見的問題主要集中在卡幣、硬件故障和信息不符等方面。以圖1所示的天津地鐵2號線2012年7月～2013年5月運營統計數據為例，這幾類故障占到了紙幣循環找零模塊故障的90%。

圖1 天津地鐵紙幣循環模塊故障分類圖

通過表3所示的分析可以看出，造成紙幣循環找零模塊故障的原因主要可歸結為以下幾類:一是設備自身問題，如鎖扣損壞、錢箱清不空、部件故障等;二是乘客和運營、維護人員使用不當等人為因素;三是紙幣破舊;四是灰塵、污垢等造成設備失靈。

表3 循環找零模塊主要故障原因分析表

排除人為和環境等客觀原因，循環找零設備要降低故障率，首先需要解決的是卡幣和錢箱清空的問題，不僅因其占故障比重最大，同時也是造成其他如信息不符、虛數、數據錯誤等故障的主因。卡幣是一個伴隨紙幣設備長期存在的問題，獨立的入鈔和出鈔設備目前也無法完全避免。而對循環找零來說，在如何減少和避免卡幣現象，提出了更高的要求。對于錢箱清空，除了錢箱本身的設計，還需配合自動售票機的軟件設計，實現對清空更加智能，更加準確的檢測。因此，紙幣循環找零設備的優化和改進，短期內將集中在如何降低卡幣和優化錢箱清空等方面。

同時，加強對票務和設備維護人員的培訓和管理，嚴格按照操作規程使用設備，以及在設備安裝、調試以及新線開通運營初期，加強自動售票機成品保護和環境清掃，控制灰塵對此類精密設備的不利影響，對于降低循環找零設備故障率都具有十分積極的作用。

5 結語

隨著城市軌道交通的不斷發展，紙幣的使用越來越多，乘客希望可接收和找零的幣種也越來越多樣化;對運營人員而言，處理紙幣的工作量逐漸增加，通過技術手段減輕運營負擔的需求十分迫切。紙幣循環找零技術的發展，能較好地適應和滿足乘客和地鐵運營部門的需求，已在部分城市進行了應用嘗試，取得了良好的效果。但同時也應看到，獨立的入鈔加出鈔的找零方式在目前乃至未來較長一段時期內都能很好地滿足大多數城市軌道交通的運營需求，而紙幣循環找零設備在實際運營中還存在進一步提升品質的空間，在價格上作為集成一體化產品的優勢也未充分體現。因此，循環找零技術要取得更大的發展和應用，還須在提高質量，特別是針對國內城市軌道交通AFC 系統運營特點和需求方面做出進一步的努力。

［1］陳鳳敏，趙曉蓉，居理，等.城市軌道交通自動售檢票系統工程質量驗收規范［M］.北京:中國計劃出版社，2006.

［2］董曉婷，王炯.城市軌道交通自動售檢票系統紙幣接收模塊的自主研發［J］.城市軌道交通研究，2012(12):45.