城市轨道交通自动售检票系统的现状与发展趋势

究城市轨道交通研

2009年

城市轨道交通自动售检票系统的现状与发展趋势

陈鹏辉

(广州市地下铁道总公司, 510030, 广州 经济师)

摘 要 近年来, 自动售检票(A FC) 系统在城市轨道交通建设和运营中受到高度重视。A FC 系统用作收集数据和控制系统, 实现票务管理的高度自动化, 同时还能为城市轨道交通企业各业务部门提供业务辅助分析决策服务。介绍了现阶段A FC 系统的五层架构及其所带有的知识和智能的属性。当前, A FC 系统正朝着标准化、国产化及智能化方向发展, 以摆脱其在发展过程中所面临的技术、资金及人才瓶颈, 实现可持续发展。

关键词 城市轨道交通; 自动售检票系统; 发展趋势中图分类号 U 231+. 92; U 293. 2+2

1 AFC 系统现有的五层架构

AFC 系统作为城市轨道交通向公众提供服务

的窗口, 是城市轨道交通系统运营服务的核心子系统。其高度的智能化设计, 扮演着售票员、检票员、会计、统计、审计等角色, 以数据收集和控制系统实现了票务管理的高度自动化, 同时还能为城市轨道交通企业的各业务部门提供业务辅助分析决策服务。AFC 系统集计算机技术、机电一体化技术、模块识别技术、商业智能技术等多种高新技术于一体。面对日益膨胀的社会需求, AFC 系统在城市轨道交

The Status quo and Development of Urban Rail Transit Automatic Fare Collection System Chen Penghui

Abstract In r ecent year s, ur ba n r ail tra nsit A FC system has bee n high ly valued dur ing ur ban r ailwa y co nstr uction a nd oper ation. AF C is used a s da ta collect io n a nd system contr o l to accomplish high auto mation of ticket aff airs management, it pr o vides auxiliar y analysis and de cision m aking serv ice fo r each business department of ur ban r ailway transit cor por ation as well. T his paper intro duces the f iv e la yer str uctur e o f A FC ba sed on kno w ledge and intelligence, the dev elopment tre nd tow ar ds standardization, lo caliza tio n and intelligence in or de r to so lve the bo ttleneck pr oblems in technique, fund and t alents fo r the sustainable developme nt of AF C. Key words ur ban r ail tr ansit; a uto matic far e co llection system; dev elo pment tr end

Author s address G uangzho u M etr o Co rpo ra tio n, 510030, G uangzho u, China

通建设与运营中受到高度重视。随着电子、生物及人工智能技术的高速发展, 自动收费系统的理念和技术也发生了巨大变化。现阶段, 车票线网化的

AFC 系统一般具有五层架构, 如图1

所示。

图1 A FC 系统的五层架构

1. 1 第一层车票(TICKET) 层

第一层是乘客所持的车费支付媒介。车费的支付模式多样, 有单程票、储值票、乘次票、一卡通, 以及最新应用的手机电子钱包等。车票层规定了储值卡和单程票二种类型的物理特性、电气特性、应用文件组织以及安全机制等技术要求。1. 2 第二层车站终端设备(SLE) 层

第二层是安装在各车站的站厅、直接为乘客提供售检票服务的设备。SLE 包括自动售票机

我国城市轨道交通系统都是立足于长远, 大量采用国际先进水平的现代化机电设备, 以确保城市

轨道交通系统安全、快捷、准点、有效地运营。其中自动售检票(AFC ) 系统更是体系复杂、技术含量高、专业面广、运营维护困难, 并且需要根据业务需求不断地进行更新改造。10

第5期

百家论坛

#AFC 系统中的知识产权、专利技术等无形资产占有很大的比例; ∃A FC 系统软硬件产品的升级换代周期短, 折旧快; %AFC 系统不需要消耗大量的物质资源, 就能创造出很大的价值。

AFC 系统产生于知识经济时代, 将延伸于今后的智能经济时代。近年来, 随着人工智能的不断突破, 其分支商业智能(BI) 的兴起, 又使AFC 系统能向智能产品方向延伸。其突出表现在AFC 系统第五层(清分系统层) 对BI 的应用, 通过数据挖掘, 为运营部门、营销部门、资源部门、财务部门提供决策依据, 甚至辅助决策。这就改变了知识经济时代的决策完全由人的脑力劳动来完成的状况, 大大减少了人对决策依据理解偏差所造成决策失误的风险, 提高了城市轨道交通企业的经营管理水平。

(TVM ) 、票房售票机(BOM ) 、闸机(A GM ) 、自动验票机(TCM ) 等。TVM 接受人民币, 发售单程票及对储值票充值; BOM 通过操作员操作, 能售出储值票、单程票等票种, 还能进行车票分析和更改; AGM 有扇门式和转杆式, 对乘客实施进闸验票、出闸扣费, 其顶部装有乘客显示器以提示有关票卡信息; TCM 是乘客自行操作的设备, 能帮助乘客查阅单程票和储值票的票值及有效期。SLE 层规定了车站终端设备及其运营管理的技术要求。1. 3 第三层车站计算机(SC ) 系统层

其主要功能是对第二层的车站终端设备(TVM 、BOM 、A GM 、TCM ) 进行状态监控, 用听觉和视觉信号指示故障、报警状态的最新变化, 以及收集本站产生的交易和审计数据。SC 系统层规定了系统的数据管理、运营管理及系统维护管理的技术要求。

1. 4 第四层线路中央计算机(LCC ) 系统层其主要功能是收集本线路AFC 系统产生的交易和审计数据, 并将此数据传送给城市轨道交通清分系统, 以及与其进行对帐。LCC 系统层规定了对该线路的车票票务管理、运营管理及系统维护的技术要求。

1. 5 第五层清分系统层

清分系统层即综合中央计算机系统(ICCS) 层。其主要功能是统一AFC 系统内部的各种运行参数, 收集AFC 系统产生的交易和审计数据并进行数据清分和对帐, 进行数据挖掘, 并辅助各业务部门进行分析决策, 负责连接城市一卡通的清分系统。ICCS 层同时附带了编码分拣机(ES) , 以分拣现时流通车票、编制员工票以及给储值票赋值等。ICCS 层规定了对车票管理、票务管理、运营管理和系统维护管理的技术要求。

3 AFC 系统在当前发展中所面临的新问题

可以预计, 今后或将来的AFC 系统将会更复杂, 技术含量更高, 专业面更广, 运营维护更困难。

技术、资金及人才的瓶颈将会影响和阻碍AFC 系统的可持续发展。

在技术上, AFC 系统设备容易出现设备不兼容、业务规则不一致等问题, 容易产生设备故障、收益损失等运营风险, 进而造成运营成本提高、运营质量下降等连锁反应。一些隐藏的设备问题需要较长的时间才会暴露出来。

在资金上, AFC 系统设备常年处于超强度、超负荷的运转状态, 工作时间长, 磨损严重, 一些设备未过折旧期就已经故障百出而需要更换。另外, 技术标准的更新, 使原有设备无法与新线设备兼容, 远远未过折旧期就被迫更换。这些都造成AFC 系统的更新改造频繁。由于更新改造资金有限, 往往造成AFC 系统更新改造周期被延长。

在人才上, 随着AFC 系统的不断发展, 其应用领域会越来越广, 应用层级会越来越高, 进而需要专业领域更广、层级更高的人才参与其中。而城市轨道交通企业作为传统运作型企业, 因各种原因也较难聘用到各领域核心人才。这会阻碍AFC 系统延伸功能的应用及开发。

2 AFC 系统的产品特性

AFC 系统在知识经济时代被研制出来的目的就是要取代轨道交通系统票务人员的繁重售检票工作, 实现售检票的自动化。既然AFC 系统是要直接面对乘客的, 它就必须是知识和智能相结合的高新技术产品。

AFC 系统集计算机技术、机电一体化技术、模块识别技术等多种知识经济时代的高新技术于一体, 含有许多知识产品的特征:∀AFC 系统的建设维护需要一批知识性人才才能驾驭, 人力成本较高;

4 AFC 系统发展趋势

事物总是朝着解开它自身束缚的方向发展的。AFC 系统的以下发展趋势显然能有效地缓解AFC 系统在当前发展过程中的技术、资金及人才瓶颈, 实

究城市轨道交通研

2009年

现AFC 系统的可持续发展。4. 1 标准化

国家标准化管理委员会在2007年发布并实施&城市轨道交通自动售检票系统技术条件∋。这是我

国首次制订的AFC 系统国家标准, 标志着AFC 系统的标准化迈出了第一步。同时, 各地城市轨道交通企业也在制定AFC 系统各层设备细化的企业标准, 如&轨道交通自动售检票系统公共接口规范∋、&线网读写器接口标准∋、&车站计算机与车站设备接口标准∋、&设备界面设计标准∋等。

标准化使AFC 系统呈良性发展的趋势。它带来如下深远的影响:∀建立完善的产品测试验收流程, 在AFC 系统产品质量得到有效保证的前提下, 可产生出一批有实力的国内供货商和高品质设备; #使AFC 系统新增与改造实现分段招标; ∃为运营部门日后采用AFC 系统国产化配件提供了标准; (使运营部门对AFC 系统设备的使用和维护进入标准化时代; %使设备功能具备可扩展性, 随时满足运营工作出现的新变化、新要求。这些影响可使AFC 系统在发展中所产生的技术难题和风险得到缓解。

4. 2 国产化

城市轨道交通AFC 系统的国产化是城市轨道交通企业和供应商共同关注的问题。对于城市轨道交通企业来说, 国产化能摆脱对国外供货商的技术依赖, 降低建设与运营成本; 对于供应商, 特别是国外供货商使其能更好地融入国内市场。当前国际知名的专业厂家为获得中国市场的更大份额, 纷纷与国内厂家联手, 在中国制造高品质的AFC 系统车站终端设备。AFC 系统设备的国产化正在逐步推进, 国产率普遍达到50%以上, 一些核心部件也正在逐步实现国产化。

与此同时, 也应该清醒地看到, AFC 系统国产化的道路还十分漫长。国内目前还没有非常成熟的城市轨道交通AFC 系统的软件开发商。原因在于开发商必须具备丰富的票务管理经验并将其融入到程序设计中, 而不是简单地按城市轨道交通企业的需求编程序。目前, 国外的专业厂家对软件设计并没有开放, 导致用户在项目的维护和升级方面对其依赖性很强, 而国内厂家也暂时无法给予很有效的帮助。可以预见, 国内的AFC 系统设备厂家和系统集成商主动寻找合作机会, 弥补系统开发能力不足的缺陷, 使AFC 系统国产化得以全面实现, 将是12AFC 系统发展的长期趋势。而这种国产化的长期趋势将会有效地缓解日后AFC 系统在运行维护和更新改造中的资金压力。

4. 3 智能化

智能化是AFC 系统近几年来的最新发展趋势。AFC 系统第五层(清分系统层) 的建立除了满足日常的结算业务外, 更重要的是使体系内所汇集的各类票务数据能被有效整合, 利用BI 技术将城市轨道交通企业中现有的数据转化为知识, 帮助企业各业务部门做出明智的业务经营决策。如:帮助车务部门分析决策乘客分流方案, 帮助营销部门分析决策票价优惠方案, 帮助资源部门分析决策资源营销方案, 帮助财务部门分析决策财务收支方案等。而在过去, 这些都是由各专业领域人才完成的, 现在BI 可以协助完成这些工作。

随着AI(人工智能) 技术的不断发展与成熟, 其在AFC 系统各层的应用将会不断地延伸, 使AFC 系统不但具有高度的自动化, 而且具有高度的智能化。这将大大地缓解了AFC 系统对各专业领域、各层级人才的需求压力。

参考文献

[1] 邓先平, 陈凤敏. 我国城市轨道交通AFC 系统的现状及发展

[J]. 都市快轨交通, 2005, 6(3) :18.

[2] 张宁, 何铁军, 王健. 轨道交通自动售检票系统互换性研究[J ].

城市轨道交通研究, 2007(11) :37.

[3] 许立新, 陆斌. 城市轨道交通自动售检票系统国家标准解读

[J]. 通信与广播电视, 2006, 1(1) :31.

[4] 王铁彬. 城市轨道交通自动售检票系统) ) ) AFC ) ) ) 发展战

略[J]. 现代城市轨道交通, 2004, 1(1) :46.

[5] 黄悦. 二十一世纪的角逐) ) ) 谁将进入智能经济时代) ) ) 再

论智能经济[J]. 改革与战略, 1999, 2(2):14.

(收稿日期:2008-04-

07)

纽约地铁世界贸易中心站AF C 系统的闸机

究城市轨道交通研

2009年

城市轨道交通自动售检票系统的现状与发展趋势

陈鹏辉

(广州市地下铁道总公司, 510030, 广州 经济师)

摘 要 近年来, 自动售检票(A FC) 系统在城市轨道交通建设和运营中受到高度重视。A FC 系统用作收集数据和控制系统, 实现票务管理的高度自动化, 同时还能为城市轨道交通企业各业务部门提供业务辅助分析决策服务。介绍了现阶段A FC 系统的五层架构及其所带有的知识和智能的属性。当前, A FC 系统正朝着标准化、国产化及智能化方向发展, 以摆脱其在发展过程中所面临的技术、资金及人才瓶颈, 实现可持续发展。

关键词 城市轨道交通; 自动售检票系统; 发展趋势中图分类号 U 231+. 92; U 293. 2+2

1 AFC 系统现有的五层架构

AFC 系统作为城市轨道交通向公众提供服务

的窗口, 是城市轨道交通系统运营服务的核心子系统。其高度的智能化设计, 扮演着售票员、检票员、会计、统计、审计等角色, 以数据收集和控制系统实现了票务管理的高度自动化, 同时还能为城市轨道交通企业的各业务部门提供业务辅助分析决策服务。AFC 系统集计算机技术、机电一体化技术、模块识别技术、商业智能技术等多种高新技术于一体。面对日益膨胀的社会需求, AFC 系统在城市轨道交

The Status quo and Development of Urban Rail Transit Automatic Fare Collection System Chen Penghui

Abstract In r ecent year s, ur ba n r ail tra nsit A FC system has bee n high ly valued dur ing ur ban r ailwa y co nstr uction a nd oper ation. AF C is used a s da ta collect io n a nd system contr o l to accomplish high auto mation of ticket aff airs management, it pr o vides auxiliar y analysis and de cision m aking serv ice fo r each business department of ur ban r ailway transit cor por ation as well. T his paper intro duces the f iv e la yer str uctur e o f A FC ba sed on kno w ledge and intelligence, the dev elopment tre nd tow ar ds standardization, lo caliza tio n and intelligence in or de r to so lve the bo ttleneck pr oblems in technique, fund and t alents fo r the sustainable developme nt of AF C. Key words ur ban r ail tr ansit; a uto matic far e co llection system; dev elo pment tr end

Author s address G uangzho u M etr o Co rpo ra tio n, 510030, G uangzho u, China

通建设与运营中受到高度重视。随着电子、生物及人工智能技术的高速发展, 自动收费系统的理念和技术也发生了巨大变化。现阶段, 车票线网化的

AFC 系统一般具有五层架构, 如图1

所示。

图1 A FC 系统的五层架构

1. 1 第一层车票(TICKET) 层

第一层是乘客所持的车费支付媒介。车费的支付模式多样, 有单程票、储值票、乘次票、一卡通, 以及最新应用的手机电子钱包等。车票层规定了储值卡和单程票二种类型的物理特性、电气特性、应用文件组织以及安全机制等技术要求。1. 2 第二层车站终端设备(SLE) 层

第二层是安装在各车站的站厅、直接为乘客提供售检票服务的设备。SLE 包括自动售票机

我国城市轨道交通系统都是立足于长远, 大量采用国际先进水平的现代化机电设备, 以确保城市

轨道交通系统安全、快捷、准点、有效地运营。其中自动售检票(AFC ) 系统更是体系复杂、技术含量高、专业面广、运营维护困难, 并且需要根据业务需求不断地进行更新改造。10

第5期

百家论坛

#AFC 系统中的知识产权、专利技术等无形资产占有很大的比例; ∃A FC 系统软硬件产品的升级换代周期短, 折旧快; %AFC 系统不需要消耗大量的物质资源, 就能创造出很大的价值。

AFC 系统产生于知识经济时代, 将延伸于今后的智能经济时代。近年来, 随着人工智能的不断突破, 其分支商业智能(BI) 的兴起, 又使AFC 系统能向智能产品方向延伸。其突出表现在AFC 系统第五层(清分系统层) 对BI 的应用, 通过数据挖掘, 为运营部门、营销部门、资源部门、财务部门提供决策依据, 甚至辅助决策。这就改变了知识经济时代的决策完全由人的脑力劳动来完成的状况, 大大减少了人对决策依据理解偏差所造成决策失误的风险, 提高了城市轨道交通企业的经营管理水平。

(TVM ) 、票房售票机(BOM ) 、闸机(A GM ) 、自动验票机(TCM ) 等。TVM 接受人民币, 发售单程票及对储值票充值; BOM 通过操作员操作, 能售出储值票、单程票等票种, 还能进行车票分析和更改; AGM 有扇门式和转杆式, 对乘客实施进闸验票、出闸扣费, 其顶部装有乘客显示器以提示有关票卡信息; TCM 是乘客自行操作的设备, 能帮助乘客查阅单程票和储值票的票值及有效期。SLE 层规定了车站终端设备及其运营管理的技术要求。1. 3 第三层车站计算机(SC ) 系统层

其主要功能是对第二层的车站终端设备(TVM 、BOM 、A GM 、TCM ) 进行状态监控, 用听觉和视觉信号指示故障、报警状态的最新变化, 以及收集本站产生的交易和审计数据。SC 系统层规定了系统的数据管理、运营管理及系统维护管理的技术要求。

1. 4 第四层线路中央计算机(LCC ) 系统层其主要功能是收集本线路AFC 系统产生的交易和审计数据, 并将此数据传送给城市轨道交通清分系统, 以及与其进行对帐。LCC 系统层规定了对该线路的车票票务管理、运营管理及系统维护的技术要求。

1. 5 第五层清分系统层

清分系统层即综合中央计算机系统(ICCS) 层。其主要功能是统一AFC 系统内部的各种运行参数, 收集AFC 系统产生的交易和审计数据并进行数据清分和对帐, 进行数据挖掘, 并辅助各业务部门进行分析决策, 负责连接城市一卡通的清分系统。ICCS 层同时附带了编码分拣机(ES) , 以分拣现时流通车票、编制员工票以及给储值票赋值等。ICCS 层规定了对车票管理、票务管理、运营管理和系统维护管理的技术要求。

3 AFC 系统在当前发展中所面临的新问题

可以预计, 今后或将来的AFC 系统将会更复杂, 技术含量更高, 专业面更广, 运营维护更困难。

技术、资金及人才的瓶颈将会影响和阻碍AFC 系统的可持续发展。

在技术上, AFC 系统设备容易出现设备不兼容、业务规则不一致等问题, 容易产生设备故障、收益损失等运营风险, 进而造成运营成本提高、运营质量下降等连锁反应。一些隐藏的设备问题需要较长的时间才会暴露出来。

在资金上, AFC 系统设备常年处于超强度、超负荷的运转状态, 工作时间长, 磨损严重, 一些设备未过折旧期就已经故障百出而需要更换。另外, 技术标准的更新, 使原有设备无法与新线设备兼容, 远远未过折旧期就被迫更换。这些都造成AFC 系统的更新改造频繁。由于更新改造资金有限, 往往造成AFC 系统更新改造周期被延长。

在人才上, 随着AFC 系统的不断发展, 其应用领域会越来越广, 应用层级会越来越高, 进而需要专业领域更广、层级更高的人才参与其中。而城市轨道交通企业作为传统运作型企业, 因各种原因也较难聘用到各领域核心人才。这会阻碍AFC 系统延伸功能的应用及开发。

2 AFC 系统的产品特性

AFC 系统在知识经济时代被研制出来的目的就是要取代轨道交通系统票务人员的繁重售检票工作, 实现售检票的自动化。既然AFC 系统是要直接面对乘客的, 它就必须是知识和智能相结合的高新技术产品。

AFC 系统集计算机技术、机电一体化技术、模块识别技术等多种知识经济时代的高新技术于一体, 含有许多知识产品的特征:∀AFC 系统的建设维护需要一批知识性人才才能驾驭, 人力成本较高;

4 AFC 系统发展趋势

事物总是朝着解开它自身束缚的方向发展的。AFC 系统的以下发展趋势显然能有效地缓解AFC 系统在当前发展过程中的技术、资金及人才瓶颈, 实

究城市轨道交通研

2009年

现AFC 系统的可持续发展。4. 1 标准化

国家标准化管理委员会在2007年发布并实施&城市轨道交通自动售检票系统技术条件∋。这是我

国首次制订的AFC 系统国家标准, 标志着AFC 系统的标准化迈出了第一步。同时, 各地城市轨道交通企业也在制定AFC 系统各层设备细化的企业标准, 如&轨道交通自动售检票系统公共接口规范∋、&线网读写器接口标准∋、&车站计算机与车站设备接口标准∋、&设备界面设计标准∋等。

标准化使AFC 系统呈良性发展的趋势。它带来如下深远的影响:∀建立完善的产品测试验收流程, 在AFC 系统产品质量得到有效保证的前提下, 可产生出一批有实力的国内供货商和高品质设备; #使AFC 系统新增与改造实现分段招标; ∃为运营部门日后采用AFC 系统国产化配件提供了标准; (使运营部门对AFC 系统设备的使用和维护进入标准化时代; %使设备功能具备可扩展性, 随时满足运营工作出现的新变化、新要求。这些影响可使AFC 系统在发展中所产生的技术难题和风险得到缓解。

4. 2 国产化

城市轨道交通AFC 系统的国产化是城市轨道交通企业和供应商共同关注的问题。对于城市轨道交通企业来说, 国产化能摆脱对国外供货商的技术依赖, 降低建设与运营成本; 对于供应商, 特别是国外供货商使其能更好地融入国内市场。当前国际知名的专业厂家为获得中国市场的更大份额, 纷纷与国内厂家联手, 在中国制造高品质的AFC 系统车站终端设备。AFC 系统设备的国产化正在逐步推进, 国产率普遍达到50%以上, 一些核心部件也正在逐步实现国产化。

与此同时, 也应该清醒地看到, AFC 系统国产化的道路还十分漫长。国内目前还没有非常成熟的城市轨道交通AFC 系统的软件开发商。原因在于开发商必须具备丰富的票务管理经验并将其融入到程序设计中, 而不是简单地按城市轨道交通企业的需求编程序。目前, 国外的专业厂家对软件设计并没有开放, 导致用户在项目的维护和升级方面对其依赖性很强, 而国内厂家也暂时无法给予很有效的帮助。可以预见, 国内的AFC 系统设备厂家和系统集成商主动寻找合作机会, 弥补系统开发能力不足的缺陷, 使AFC 系统国产化得以全面实现, 将是12AFC 系统发展的长期趋势。而这种国产化的长期趋势将会有效地缓解日后AFC 系统在运行维护和更新改造中的资金压力。

4. 3 智能化

智能化是AFC 系统近几年来的最新发展趋势。AFC 系统第五层(清分系统层) 的建立除了满足日常的结算业务外, 更重要的是使体系内所汇集的各类票务数据能被有效整合, 利用BI 技术将城市轨道交通企业中现有的数据转化为知识, 帮助企业各业务部门做出明智的业务经营决策。如:帮助车务部门分析决策乘客分流方案, 帮助营销部门分析决策票价优惠方案, 帮助资源部门分析决策资源营销方案, 帮助财务部门分析决策财务收支方案等。而在过去, 这些都是由各专业领域人才完成的, 现在BI 可以协助完成这些工作。

随着AI(人工智能) 技术的不断发展与成熟, 其在AFC 系统各层的应用将会不断地延伸, 使AFC 系统不但具有高度的自动化, 而且具有高度的智能化。这将大大地缓解了AFC 系统对各专业领域、各层级人才的需求压力。

参考文献

[1] 邓先平, 陈凤敏. 我国城市轨道交通AFC 系统的现状及发展

[J]. 都市快轨交通, 2005, 6(3) :18.

[2] 张宁, 何铁军, 王健. 轨道交通自动售检票系统互换性研究[J ].

城市轨道交通研究, 2007(11) :37.

[3] 许立新, 陆斌. 城市轨道交通自动售检票系统国家标准解读

[J]. 通信与广播电视, 2006, 1(1) :31.

[4] 王铁彬. 城市轨道交通自动售检票系统) ) ) AFC ) ) ) 发展战

略[J]. 现代城市轨道交通, 2004, 1(1) :46.

[5] 黄悦. 二十一世纪的角逐) ) ) 谁将进入智能经济时代) ) ) 再

论智能经济[J]. 改革与战略, 1999, 2(2):14.

(收稿日期:2008-04-

07)

纽约地铁世界贸易中心站AF C 系统的闸机