基于屏幕捕獲技術的自動售檢票退票分析系統

陳 超 徐 曄 李麗芬

(南京地鐵運營有限責任公司票務中心,210012,南京∥第一作者,工程師)

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基于屏幕捕獲技術的自動售檢票退票分析系統

陳 超 徐 曄 李麗芬

(南京地鐵運營有限責任公司票務中心,210012,南京∥第一作者,工程師)

為了解決南京地鐵AFC(自動售檢票)系統需要人工退票的缺陷,提高工作效率,提出并實現了一種基于屏幕捕獲算法的退票分析系統,分析了其算法的系統流程、數據流以及算法時間復雜度。通過實際使用測算,使用該系統退票分析效率可提高88%,誤差率幾乎為0,大大提高了工作效率。

地鐵; 自動售檢票系統; 退票分析系統; 屏幕捕獲技術

Author′s address Ticket Clerk Center of Nanjing Metro Operation Co.,Ltd.,210012,Nanjing,China

自動售檢票(AFC)系統是實現城市軌道交通售票、檢票、計費、收費、統計、清分、管理等全過程自動化的票務管理系統。國外經濟發達城市的軌道交通已普遍采用了這種管理系統,并發展到相當先進的技術水平。國內城市軌道交通AFC系統的發展經歷了從無到有的過程,已逐步實現與城市一卡通,甚至城市間一卡通接軌。

南京市地鐵自開通之日起就使用了AFC系統,不僅方便了乘客,也節約了成本。乘客使用自動售票機購票,在自動檢票機上刷卡進出站。由于設計之初,AFC系統沒有退票功能,當遇到乘客多購票,或未趕上末班車等需要退票的情況時,就需進行人工退票。退票每日隨報表上交收益審核中心,需要工作人員對每張退票進行分析并人工登記,既耗時耗力,誤差率也高。本文基于屏幕捕獲技術開發了自動退票分析系統,代替人工錄入,提高了工作效率。

1 系統設計

1.1 系統總體架構

基于屏幕捕獲技術的退票分析系統總體架構如圖1所示。整個系統由一臺上位機、一臺讀卡器以及若干單程票組成。上位機采用普通PC機(個人計算機),并安裝票卡分析程序和屏幕捕獲程序;讀卡器與上位機之間通過RS232串口進行通信,發送命令與傳輸數據;單程票與讀卡器之間通過無線射頻識別(RFID)技術實現通信,通信頻率為13.56 MHz。

操作人員將單程票靠近讀卡器,讀卡器識別單程票并讀出信息，通過RS232串口發送到上位機。上位機票卡分析程序將票卡信息實時顯示出來,屏幕捕獲程序捕獲屏幕顯示的票卡數據,并將這些數據保存到后臺數據庫中。

圖1 自動退票分析系統總體架構

1.2 系統流程與數據流設計

票卡分析功能是AFC系統中必不可少的一個環節,可以快速準確獲取票卡狀態、錯誤代碼等信息。由于接口不開放,票卡分析信息只能顯示在屏幕上,沒有保存為文本信息,操作人員只能手工抄錄退票信息,判斷該單程票是否符合退票規則,并將抄錄好的信息再次錄入電腦作為存檔。人工退票信息錄入工作量巨大,效率低下。

本系統設計的目的就在于減少人工干預,將屏幕上顯示的票卡信息自動保存到文本文件中,提高工作效率,節省人力資源。圖2、圖3分別為系統流程圖和數據流圖。

圖2 自動退票系統流程圖

圖3 自動退票系統數據流

2 屏幕捕獲算法設計與實現

算法1描述的是實現屏幕捕獲技術的具體步驟,其中:GetHwnd()為獲取windows窗口句柄;GetCount()為通過句柄獲取窗口行數;GetThreadProcessId()為通過句柄獲取該句柄所在進程的進程號;OpenProcess()為打開指定進程號的進程及其相關資源;AllocMemory()是為指定變量分配內存;ReadMemory()為讀取相應進程中的數據;SaveToFile()為將變量保存到文件中;FreeMemory()為釋放內存。

首先,獲取屏幕窗口的句柄h和該窗口的總行數n,通過句柄h獲取該句柄對應的進程號pid,并打開該進程在內存中的相關資源,即釋放接口讓用戶可以讀取內存中的相關信息。然后,通過讀取內存函數ReadMemory(),將該進程中的相關資源讀取到變量中,進而將變量依次保存到文本中,重復此過程直到完成所有行的執行。最后釋放申請的內存資源。算法1的屏幕捕獲如下:

2.1 算法時間復雜度分析

算法的時間復雜度是衡量一個算法優劣的重要標準,代表了該算法運行的時間。從數學上定義:給定算法A,如果存在函數F(n),當n=k時,F(k)表示算法A在輸入規模為k的情況下其運行時間,稱F(n)為算法A的時間復雜度[5]。

假定T代表時間,T(n)為算法1中第n行在計算機中執行的時間。《數據結構(C語言版)》提到整個算法的執行時間與基本操作重復執行的次數成正比。

算法1中各行基本操作重復執行的次數如表1所示。通過表1可以得出T(n)=T(1)+…+T(13)=3n+8。該算法的時間復雜度T(n)=O(n)。

表1 算法1時間復雜度分析

3 結果與分析

如圖4所示,本系統改進了傳統的退票分析流程,將原第三步人工抄錄票面信息和第四步將抄錄的信息錄入電腦的工人操作過程用電子化替代,節省了工作時間,也減少了誤差率。以分析一張單程票為例,傳統方法需要67 s,而改進后方法僅需8 s,效率提高了88%。

圖4 改進前后退票分析流程對比

據統計,南京市地鐵每天的退票量約為2 000枚,若采用傳統方法需要37.2 h,若采用改進后方法只需4.4 h。按照8 h工作制算,傳統方法需要5人完成此項工作,工作量巨大,且誤差率高,而改進后方法僅需1人就可完成此項工作,誤差率幾乎為0。

4 結語

本設計并實現了屏幕捕獲算法,通過電子化代替了人工操作,提高了工作效率。但該算法也存在一定的局限性,不能處理非Windows窗口信息,單程票還是需要手動置位,沒有實現機械化,這些需要后期進一步改進。此外,建議后期AFC系統的設計需增加退票功能,并設置為可調機制,方便運營單位更好地為乘客服務。

[1] 袁東.票務處理流程內置的標準化讀寫器在地鐵自動售檢票系統中的應用[J].通信與廣播電視,2010(2):38.

[2] 張寧,何鐵軍,王健.軌道交通自動售檢票系統互換性研究[J].城市軌道交通研究,2007,10(11):37.

[3] 裴順鑫,張寧.地鐵自動售檢票系統的互聯標準[J].都市快軌交通,2007,20(5):38.

Refund Analyzation System of Auto Fare Collection Based on Screen Capture Technology

CHEN Chao, XU Ye, LI Lifen

In order to reduce the artificial operation process of refundanalyzation,improve the work efficiency, a screen capture algorithm is proposed for the refund system, and the processing, data flow and time complexity of this algorithm are analyzed.Through actual implementation,the efficiency of the refund analyzation system is increased by 88%, and the error rate is approaching to 0.

metro; auto fare collection (AFC) system; refundanalyzation system; screen capture technology

U 293.2+21

10.16037/j.1007-869x.2016.08.025

2014-10-24)