紙幣冠字碼識別與追蹤技術應用研究

摘? 要：目前紙幣循環找零設備是城市軌道交通TVM設備的主要現金處理模塊，紙幣循環找零設備將接收紙幣用于下一筆交易的找零，實現紙幣循環利用，減少紙幣在設備中的存量，加大紙幣流轉，提高現金利用效率，提升自動售票機穩定性，減少補充工作量，優化運營維修成本，但是此類紙幣循環找零設備缺乏查詢與追溯參與循環紙幣的功能，難以解決偽鈔糾紛，缺乏現金流轉的安全性，在紙幣循環找零設備中增加紙幣冠字碼識別與追蹤功能，實時采集、識別與記錄參與循環找零的紙幣冠字碼，建立每一筆交易的流轉紙幣的關聯信息，能夠追蹤每一張找零紙幣的去向，為業主排查可疑交易，避免偽鈔糾紛，減少運營費用，可以通過設置冠字碼的黑名單，緊急拒收新型偽鈔，進一步提高機器識別可靠性。

關鍵詞：城市軌道交通;TVM;紙幣循環找零設備;紙幣冠字碼

中圖分類號：TP391.41? ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2020）01-0154-04

Abstract：Currently，the banknote recycling module is the main cash processing module of TVM which can accept note to give change in next transaction，realizing note recycling，reducing note stock in the equipment and increasing note circulation，improve cash utilization efficiency，enhance the stability of ticket vending machines，reduce supplementary workload and optimize operation and maintenance costs.But this kind of banknote recycling module lacks the function of inquiring and tracing the note in circulation. It is difficult to solve the disputes of counterfeit banknotes and lack the security of cash flow. By adding crown code recognizing and tracing function，it can make real-time acquisition，validation and record of crown code on banknotes in circulation，and establish the relevant information of each transaction. Also it can track the whereabouts of each change to sort out suspicious transactions for user，so this solution can effectively eliminate disputes of counterfeit notes，avoid losses caused by suspicious transactions，and reduce the operating costs. By setting rejection rules of crown code，the crown code of current banknotes can be matched with rejection rules，which can play an urgent role in preventing new counterfeit banknotes，reduce the risk of accepting counterfeit banknotes and provide reliable and safe guarantee for cash flow.

Keywords：urban rail transit;TVM;banknote recycling module;banknote crown code

1? 技術背景

在現代城市軌道交通領域，AFC自助設備[1]單一的現金找零方式一方面增加了車站現金儲備量，阻礙了現金流通，另一方面紙幣循環找零方式又缺乏對參與循環的偽鈔進行查詢與追溯的功能，難以解決偽鈔糾紛，因此，在紙幣循環找零模塊中引入鈔票冠字碼識別與追蹤技術是今后發展的方向，鈔票冠字碼識別與追蹤技術能實時記錄流通鈔票冠字碼，建立交易關聯信息，為現金流轉提供可靠、安全的保障。目前，鈔票冠字碼識別與追蹤技術在AFC領域的應用有以下三種：

（1）定位可疑鈔票，防止惡意欺詐。

（2）鈔票清點過程查詢與追溯。

（3）新型偽鈔緊急預防與追溯。

2? 紙幣循環找零設備構成

紙幣循環找零設備作為TVM（自動售票機）主要的現金處理模塊[2]，自動接收乘客投入的紙幣，實現對紙幣的自動糾正以及對紙幣圖像和磁信息的掃描，據此識別面額以及真偽，配合軟件控制、機械傳動換向裝置[3]，實現紙幣的暫存、循環找零、原幣返還、偽鈔拒收、真鈔自動存入等功能。紙幣循環找零設備由紙幣入鈔糾偏裝置、紙幣識別模塊、暫存裝置、錢箱、傳輸通道、循環找零模塊、補鈔箱等主要部件構成，圖1為紙幣循環找零設備結構示意圖。

（1）紙幣入鈔糾偏裝置：設備入口接收紙幣部分，對已存入的歪斜的紙幣通過自動糾偏裝置進行糾正。

（2）紙幣識別模塊：在紙幣輸送過程中通過對紙幣提取多種光學特征信息以及磁特征信息，結合軟件的分析和比對，判別紙幣的面額、方向及真偽。

（3）暫存裝置：紙幣的暫時存儲部分，可將紙幣自動堆疊齊整。

（4）錢箱：將確認存款的紙幣整齊堆疊，可單獨移動至后臺進行清點的安全箱[4]。

（5）傳輸通道：連接上部機芯和下部框架的傳輸結構，紙幣可以通過傳輸通道從上部機芯進入下部框架各模塊，或從下部框架各模塊輸出至暫存裝置及退鈔口。

（6）循環找零模塊：紙幣以堆棧方式存儲在循環鼓中，當設備需要找零時，存儲在循環鼓中的紙幣按先入后出原則，將單張紙幣逐一輸出至暫存裝置進行堆疊。

（7）補鈔箱：將用于補充循環找零模塊的紙幣整齊堆疊存儲在安全箱中，通過箱內的分鈔機構將紙幣逐一分離安全箱，紙幣經過識別模塊鑒偽后，補充至循環找零模塊。

3? 循環找零流程及安全隱患

3.1? 循環找零流程

乘客使用自動售票機購票時，把紙幣單張逐一插入紙幣循環找零設備中，紙幣進入設備入口，通過紙幣入鈔糾偏裝置進行糾正后，紙幣識別模塊對紙幣提取多種光學特征信息以及磁特征信息，結合軟件的分析和比對，判別紙幣的面額、方向及真偽，若為真鈔而且匹配循環鼓的存儲面額，則紙幣被輸送至匹配的循環鼓中，反之，若為偽鈔則原幣退出返還給乘客，圖2為存款流程紙幣流向示意圖。

當乘客存入紙幣金額大于購票金額時，自動售票機需要找零給乘客，紙幣循環找零設備根據軟件設置的找零金額，按對應的找零組合進行配置，從對應的循環鼓中單張逐一輸送紙幣至暫存裝置進行堆疊，當暫存裝置暫存的紙幣金額達到找零金額時，整疊紙幣被輸出至退鈔口，完成自動找零，圖3為找零流程紙幣流向示意圖。

結合上述存款和找零流程，通過循環鼓暫存紙幣，可以讓原來存入的紙幣能用于下筆交易的找零，從而實現紙幣的循環利用。

3.2? 安全隱患

在乘客使用紙幣循環找零設備進行交易購票過程中，現有設備僅對存入或找零紙幣的面額進行識別，缺乏查詢與追溯參與循環找零紙幣的功能，無法準確跟蹤紙幣流向，若乘客投訴設備找零出來的紙幣為偽鈔，設備廠家難以分析及判斷乘客所描述的偽鈔是否為設備找零的紙幣，無法有效解決偽鈔糾紛，缺乏現金流轉的安全性。

4? 紙幣冠字碼識別與追蹤功能應用

在現代城市軌道交通領域，AFC自助設備是提供售票以及充值服務的設備終端，是現金服務的載體。早期的AFC自助設備只能通過紙幣、硬幣接收功能，實現現金儲存，再通過硬幣找零實現現金找零。隨著城市軌道交通的快速發展，軌道交通的客流量也快速增長，AFC自助設備的現金交易量也隨之逐步遞增，只通過硬幣找零的單一方式進行現金找零，使硬幣的需求量劇增，但是地方銀行對軌道交通的硬幣儲存量有一定限制，導致實際的硬幣儲存量不足以應對硬幣交易量，為了緩解硬幣找零壓力，AFC自助設備增加紙幣找零模塊，實現紙幣找零。雖然紙幣找零模塊能暫時緩解硬幣找零壓力，但是長遠來說，紙幣找零模塊增加了紙幣需求量，同時也增加了設備維護成本，并不能解決根本問題。未來AFC自助設備的發展方向將是設置紙幣循環找零模塊，應用紙幣循環找零模塊不僅能實現現金的循環使用、提高現金周轉效率，還能減少錢箱更換和現金清點，是解決軌道交通現金儲備量問題的根本方法。但是目前紙幣循環找零模塊正面臨兩大困局：無偽鈔來源定位機制和無交易分析監控機制，對于涉及偽鈔的交易無法進行查詢和追溯。因此，在紙幣循環找零模塊中引入鈔票冠字碼識別與追蹤技術是今后發展的方向，鈔票冠字碼識別與追蹤技術能實時記錄流通鈔票的冠字碼，建立交易關聯信息，為現金流轉提供可靠、安全的保障。目前，鈔票冠字碼識別與追蹤技術在AFC領域的應用有以下三種：

（1）定位可疑鈔票，防止惡意欺詐。

（2）鈔票清點過程查詢與追溯。

（3）新型偽鈔緊急預防與追溯。

4.1? 定位可疑鈔票，防止惡意欺詐

如圖4應用示例1示意圖，在使用配置鈔票冠字碼識別與追蹤技術的AFC自助設備進行交易的過程中，如乘客投訴收到可疑鈔票，站務人員可以通過冠字碼管理系統[5]或設備維護面板實時查詢相關交易信息，包括票卡信息、交易時間、鈔票冠字號碼等，通過對查詢結果進行分析，若發現交易信息中存在與可疑鈔票冠字碼匹配的交易記錄，則調出原始冠字碼圖像進行復核確認，圖像確認無誤后，按規定對乘客進行賠償處理，同時聯系模塊廠家要求緊急處理此類問題，反之，若查詢后發現沒有與該可疑鈔票冠字碼匹配的交易記錄，則證明是乘客惡意偽造信息，可有效防止惡意欺詐。

4.2? 鈔票清點過程查詢與追溯

如圖5應用示例2示意圖，在配置鈔票冠字碼識別與追蹤技術的AFC自助設備結束運營后，進行結賬清分交易鈔票過程中，若發現可疑鈔票，則通過鈔票冠字碼追蹤系統查詢此可疑鈔票的相關交易信息，包括鈔票冠字碼、終端設備號、交易時間等，通過檢索發現存在該可疑鈔票冠字碼，則可追溯此可疑鈔票的來源，若此可疑鈔票來源于乘客購票入鈔存款，則聯系模塊廠家要求緊急處理此類問題，若此可疑鈔票來源于補鈔拒鈔，則此可疑鈔票屬于運營人員人為操作加入，應該調取車站監控并配合相關部門調查處理，另外若通過鈔票冠字碼追蹤系統不能查詢到此可疑鈔票的任何信息，則此可疑鈔票屬于機器非運營狀態下人為加鈔，應該調取車站監控并配合相關部門調查處理。

4.3? 新型偽鈔緊急預防與追溯

如圖6應用示例3示意圖，若市面上出現新型高仿真偽鈔（如HD90開頭的高仿真偽鈔），則在鈔票冠字碼追蹤系統中設置黑名單規則，規則通過審核設定后遠程下發到指定AFC自助設備，自助設備將按規則拒收可疑鈔票，對新型偽鈔起到緊急預防作用，同時可以通過調取可疑鈔票冠字碼原始圖像進行確認，監控可疑交易行為，若發現加入多張偽鈔或多次使用偽鈔，則可判斷此行為屬于個人惡意行為，可以調取車站監控并配合相關部門調查處理。

5? 結? 論

綜上所述，帶紙幣冠字碼識別與追蹤功能的紙幣循環找零設備可以為業主排查可疑交易，有效地排除偽鈔糾紛，避免可疑交易造成的損失，降低運營成本，且可以通過設定冠字碼拒收規則，將當前紙幣的冠字碼與拒收規則進行匹配，對新型偽鈔起到緊急預防作用，降低設備接收偽鈔風險，為現金流轉提供可靠、安全的保障。

參考文獻：

[1] 魏曉東.城市軌道交通自動化系統與技術：第2版 [M].北京：電子工業出版社，2011.

[2] 北京市規劃委員會.地鐵設計規范：GB/T 50157-2013 [S].北京：中國建筑工業出版社，2014.

[3] 鄭志祥，吳潔，曹萍，等.機械零件：第3版 [M].北京：高等教育出版社，2016.

[4] 李宇軒，鄧先平，溫辛妍.軌道交通票務清分體系的建設 [J].都市快軌交通，2007（1）：30-33.

[5] 嚴蔚敏，吳偉民.數據結構（C語言版） [M].北京：清華大學出版社，2007.

作者簡介：周志遠（1984-），男，漢族，廣州番禺人，機械工程師，2008年畢業于廣東工業大學機械設計及其自動化專業，學士學位，研究方向：機械電子。