成都地鐵自動售檢票系統單程票箱技術改造

謝 峰 范 敏 周胡彬(成都地鐵運營有限公司,610081,成都//第一作者,工程師)

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成都地鐵自動售檢票系統單程票箱技術改造

謝 峰 范 敏 周胡彬
(成都地鐵運營有限公司,610081,成都//第一作者,工程師)

摘 要地鐵單程票卡發售和回收裝置是自動售檢票系統終端設備的關鍵模塊之一。結合一種新型單程票箱改造技術在成都地鐵1號線自動售檢票系統中的應用及其項目實施情況,對新型單程票箱改造技術在地鐵自動售檢票系統中應用的必要性和可行性進行了分析。技術改造項目所采用的新型塑料票箱均為模具注塑一次成型,不僅具有成本低、外形美觀、質量輕和耐用性強等特點,而且具備能夠在各城市既有線路中直接進行改造的優點。

關鍵詞地鐵;自動售檢票系統;單程票箱;技術改造

Author′s address Chengdu Metro Co.,Ltd.,610081, Chengdu,China

城市軌道交通自動售檢票(AFC)系統,是一種由計算機集中控制的自動售票(包括半自動售票)、自動檢票,以及自動清分對賬和統計的封閉式自動化網絡系統。而作為車站AFC系統重要組成部分的單程票箱(以下簡稱“票箱”)主要用于自動售票機、自動檢票機、半自動售票機的發卡、回收模塊,是AFC系統實現自動發售和回收票卡的主要部件。同時,AFC設備又屬于使用頻率高、操作頻繁、故障率相對較高的車站設備,因此,AFC系統單程票卡發售和回收模塊的良好工作狀態對車站的運營組織以及確保乘客的順暢出行有重要的作用。

1　單程票箱技術改造項目實施的必要性分析

1.1成都地鐵單程票箱故障情況分析

成都地鐵1號線AFC系統單程票箱由原承包商提供,采用不銹鋼材質。設計人員出于對空白票卡的安全性考慮(目前各城市的地鐵運營對于空白票卡的安全顧慮已經逐漸消除),票箱采用互鎖裝置、防票卡卡死結構,這種結構設計導致了車站人員每日裝卸單程票的操作較為繁瑣。進入網絡化運營階段后,車站客流量不斷加大,更換票箱的頻率也不斷增加,頻繁操作也加劇了票箱的故障。票箱在使用過程中經常出現銅鎖芯損壞卡死、票箱變形、互鎖機構卡死等故障。不銹鋼票箱一旦因故障造成變形,修復工作量巨大,現場維修難以開展,導致票箱報廢率很高。同時,由于不銹鋼票箱的成本較高,損壞的數量也較大,造成車站的周轉票箱數量不足,給車站的正常運轉帶來了巨大影響。成都地鐵1號線單程票箱僅整個票箱的凈重就達到4.35 kg,滿載車票的箱重達到了6.5 kg,而目前車站站務人員又以女員工為主,每次更換票箱的操作對站務人員來講都是一次心理和體力的考驗。因此,為了提高AFC設備的使用效率,提高車站的運營效率,降低人力成本,迫切需要對AFC系統進行改進,以方便設備操作和維護。

1.2單程票箱改造項目實施的緊迫性分析

城市軌道交通屬于快速軌道交通系統,快速通過是其顯著的特。AFC系統的穩定性決定了乘客通過的速度,因此通過技術改造減少AFC系統設備的故障率是實現乘客快速通行的重要手段。

成都地鐵1號線的火車北站、世紀城站和體育館站都屬于客流量大的重點車站,每日平均客流都在4萬人次以上,特別是在節假日期間,客流輸送壓力更大。由于1號線不銹鋼票箱損壞數量巨大,出站閘機一般都人為地只配置了1個回收票箱。每臺出站檢票機每日更換回收票箱次數多達4次之多,且很多票箱都是帶故障運行,不僅增加了車站更換票箱的頻率,而且AFC系統設備因反復出現故障,嚴重影響了車站的正常運營。據2013年AFC檢修工班維修記錄統計結果,1號線全線車站全年共報修損壞票箱867個,現場維修350個,車輛段檢修工班維修329個。由于不銹鋼材質變形緣故,報廢票箱達到288個,設備報廢總價值接近百萬元。鑒于該型號單程票箱的采購價格昂貴,以及綜合運營安全及維修成本的要求,不銹鋼單程票箱技改工作急需予以實施,以解決AFC系統正常運行所面臨的問題。

截止2014年年底,成都地鐵1號線AFC系統設備運營已經接近四年多,車站AFC系統設備的單程票箱已經暴露出了質量過重、不易操作、故障率高、易損壞和采購成本高的缺點。基于降低AFC系統終端設備故障率、方便站務人員現場操作、提高工作效率以及降低運營成本的總體思想,對AFC系統車站設備的單程票箱實施技術改造勢在必行。

2　技術改造方案及項目實施的關鍵點

2.1技術改造方案

本次單程票箱技術改造項目是成都地鐵AFC系統運營以來第一次大規模設備技術改造,沒有現成的經驗可循,在項目的設計以及施工風險點卡控上都需要探索和創新,不僅要滿足原有部件的正常運行,還要保證改造后的設備能迅速投入正常運營,以確保項目的順利完成。所提出的技術改造方案具有以下特點:

(1)改造成本及費用較少。成都地鐵1號線單程票箱技術改造合同要求完成1號線所有車站自動售檢票設備的發卡模塊、回收模塊的技術改造,改造后所有模塊配備新型塑料票箱。平均每套發卡、回收模塊的改造費用以及配備新型票箱的費用總和約為2 000元人民幣左右。相對于原廠每個不銹鋼單程票箱2999元人民幣來說,價格優勢相當明顯。

(2)模塊采用新型塑料單程票箱。將原不銹鋼票箱替換成塑料票箱,既降低票箱成本,又方便站務員操作,還有利于及時排除票箱造成的故障。新型塑料票箱采用亞克力材質(ACRYLIC),化學名稱為聚甲基丙烯酸甲酯。該票箱透明、阻燃、穩定性好,耐多種化學品腐蝕。新型塑料票箱質量輕,方便車站站務人員的日常操作。達到了降低票箱故障、降低成本、循環利用、保護環境、節能減排的目的。

(3)對原單程票發卡、回收模塊的兼容性改造。本次技術改造不涉及原廠發卡、回收模塊的軟件參數更改,僅在不影響原有模塊整體結構的前提下,對可再利用的部件進行兼容性改造,增加部分新制的部件,實現在原有模塊條件下運行新型票箱的功能,確保對發卡、回收設備的影響降到最低。

(4)加強了對空白單程票卡流失風險的管控。設備在進行技術改造之后,采用了亞克力材質的新型開放式單程票箱,淘汰了原廠不銹鋼封閉式票箱。為避免單程票箱技術改造后出現空白單程票卡流失的風險,成都地鐵在空白票卡的管理機制上,參照車站備用金的管理辦法,在車站無紙化報表管理系統中將車站備用金和車站票卡均納入每日流量統計分析。該系統每天對本站每臺自動售票機、自動檢票機的每次票箱操作以及操作人員帳號進行自動對應匯總計數,對于本站當日出現的票卡差異帳以及操作人員帳號進行報警顯示記錄。同時,車站也制定了相應的票卡差異帳賠償管理辦法,實行操作人員責任制,從設備技術和管理制度上杜絕了空白單程票卡的流失。

2.2項目實施的關鍵點

新型票箱技改所涉及的原單程票發卡、回收模塊的兼容性改造是本次技術改造項目在項目實施方面的重要關鍵點,其內容主要包括以下兩點:

2.2.1票箱通道的兼容性改造

由于原廠的不銹鋼票箱長度尺寸大于新型塑料票箱,為保證新票箱與舊模塊票箱通道的兼容性,原發卡、回收模塊的票箱通道底座就需要做升高調整,以滿足新票箱的安裝尺寸。在原模塊底座高度調整的設計中,涉及多個新老機械部件的重新設計改造,在缺乏原廠設計圖紙的情況下,開發工程需要用千分尺來測量原模塊的尺寸參數,再在測量所得參數的基礎上進行新模塊部件的設計和開發。圖1為票箱通道底座改造前后對比圖。由圖1可見,改造后的票箱底座采用側邊增加支撐擋板、擋板上方增加票箱托盤的設計方式。

圖1　票箱通道底座的改造前后對比

由于原不銹鋼票箱采用不銹鋼材質四周包圍,不銹鋼材質厚度僅為0.1 mm,而新型塑料票箱為保證硬度、韌度,在采用特殊塑料材質的條件下,厚度至少為0.5 mm。為保障新老設備的兼容性,就必須將原發卡、回收模塊的票箱通道卡板進行加工改造,將原票箱擋板進行切削,以滿足新型塑料票箱的厚度尺寸。圖2為票箱通道改造前后對比圖。

圖2　票箱通道改造前后對比

2.2.2票箱口固定方式的兼容性改造

因原不銹鋼票箱設計有專門用于票箱口固定的卡槽,通過卡槽和卡扣的密閉結合來使不銹鋼票箱固定,以避免設備運行造成票箱的晃動。而新型塑料票箱則無票箱口卡槽,不能和原設備安裝的卡扣完成相互固定配合。由于原票箱的卡扣同模塊的傳輸通道采用了一體化設計,如果要對卡扣進行拆除加工則必須對票卡傳輸通道進行拆除。為保障新票箱與原模塊的票箱卡扣的兼容性,經反復測試,最終采用了將塑料票箱放置低于卡扣下方,然后通過兩側的票箱卡子固定票箱,解決了票箱口不能固定的問題。圖3為票箱限位塊改造前后對比圖。

3　項目實施效果

從成都地鐵1號線AFC系統單程票箱技術改造的情況來看,新型單程票箱技術在減少設備故障、保障車站正常運營秩序方面取得了明顯的效果。以1號線客流量最大的世紀城站為例,在技改前(即2014年1月份)其單程票設備故障總數為247個,其中票箱故障115個,占故障總數的46.5%;技改后(即2014年3月份),單程票故障總數為232個,其中票箱故障23個,占故障總數的10%。由此可以看出,經過單程票箱技術改造后,因為票箱故障造成的單程票設備故障降低了36.5%左右。

圖3　票箱限位塊改造前后對比

另外,新型單程票箱技術在降低運營維修成本方面也很明顯。隨著各城市地鐵運營對空白單程票卡安全性顧慮的逐步消除,結構復雜的帶互鎖功能的不銹鋼單程票箱已經在各城市新建地鐵項目中逐步被新設備所取代。這對AFC系統單程票卡設備設計的簡易化、操作便捷化和設備可靠性提出了更高的要求。成都地鐵1號線原廠提供的不銹鋼單程票箱的復雜結構導致了設備維護成本過高、維修工作量較大的缺點,消耗巨大的維護成本所換來的運營效率卻很低。本次新型單程票箱技術改造項目的實施,在降低地鐵運營維修成本、提高地鐵運營的安全和質量方面取得了良好的效果。成都地鐵1號線在實施單程票箱技術改造項目前后,全線單程票箱設備報廢價值對比情況如表1所示。

表1　成都地鐵1號線單程票箱報廢價值表

由表1可見,在經過票箱技改后,成都地鐵1號線僅單程票箱設備維護費用一項,年均節省運營維護成本就達80多萬元,為成都地鐵的安全、可靠和快速運營以及公司未來的良性發展打下了堅實的基礎。

4　結語

綜上所述,本次成都地鐵1號線單程票箱技術改造項目主要針對1號線AFC系統原發卡、回收模塊進行改造,對票箱通道、底座、傳感器的位置進行重新設計和加工,包括對票箱通道的改造、對票箱口的固定改造等內容。項目所采用的新型塑料票箱均為模具注塑一次成型,不僅具有成本低、外形美觀、質量輕和耐用性強等特點,而且具備能夠在各城市既有線路中直接進行改造的優點。目前,成都地鐵1號線單程票箱技術改造項目已經順利完成,成都地鐵2號線以及正在建設的3、4、7號線也將采用該新型塑料票箱改造技術的設計思想。本文所介紹的新型單程票箱改造技術在成都地鐵AFC系統中的應用情況也為各城市軌道交通AFC系統的新線建設和既有線運營提供有價值的參考依據。

參考文獻

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[2] 何宗華,汪松滋,何其光.城市軌道交通車站機電設備運行與維修[M].北京:中國建筑工業出版社,2004.

Technical Reform of One-way-ticket Box in Chengdu Metro AFC System

Xie Feng,Fan Min,Zhou Hubin

AbstractOne-way-ticket fare collection equipment is a very important part in the terminal device of AFC system. According to a new technical reform of one-way-ticket box in the AFC system on Chengdu Metro Line 1 AFC system, including the application and practical effect,the necessity and feasibility of the new technique are discussed.Since the new type ticket box is made through injection modeling,it features low cost,good appearance,light weight and strong durability,and has the advantages of further improvement applicable to the existing lines in other Chinese cities.

Key wordsmetro;AFC system;one way ticket box;technical reform

(收稿日期:2015-02-28)

DOI:10.16037/j.1007-869x.2016.02.027

中圖分類號U 293.22