城市轨道交通自动售检票系统基础知识

城市轨道交通自动售检票系统基础知识
一、自动售检票系统概述
地铁和轻轨是一种快捷、安全、准点和大容量的城市公共交通。

随着城市轨道交通网络的形成，运营管理问题成为一个重要的议题。

为了给公众生活与城市经济的发展提供优质服务和发展条件，必须使用先进的自动售检票（AFC）系统。

目前自动售检票（AFC）系统已在众多城市轨道交通系统中投入运行，但由于地域文化和使用条件不同，选用的自动售检票系统终端设备有很大差异。

国外轨道交通自动售检票系统起步较早，依赖当时条件，磁卡技术发展比较成熟，因此车票媒介基本上以磁卡为主（如法国巴黎轨道交通收费系统），并逐步使用非接触IC卡。

国内，目前，已开通的轨道交通主要集中在北京、上海、广州、天津、深圳、大连、南京、重庆、武汉等一些城市，还有不少城市的轨道交通正在建设之中，如杭州、成都、西安、苏州、宁波等。

上海、广州是我国最早使用自动售检票系统城市，自动售检票系统投入运行约10年时间，车票媒介使用非接触IC卡。

1.其他城市轨道交通自动售检票系统
国内其他城市的轨道交通自动售检票系统，虽然有所差异，但是，从本质来说，大同小异。

AFC系统设备主要差异集中在二点：1）单程票使用筹码型（TOKEN）非接触IC卡，作为车票媒介。

2）自动检票机采用门式机型。

广州市轨道交通，也实现网络化运营，在网络内，进行各条线路的集中管理，密钥管理、发卡管理、运营管理、决策支持、报表查询、通信服务等系统功能，换乘线路之间实现比例清分，此外，轨道交通网络与公交系统、银行系统及其他相关系统之间，可以实现结算、车票交易数据的整体处理和统计分析。

广州轨道交通车票分为单程票、储值票（含普通储值票、中小学生储值票和老年人储值票）、老年人免费票、纪念票、羊城通交通卡（即羊城通）。

单程票在售出当站、当日乘车有效，出站时车票由出站检票机回收。

广州轨道交通1，2，3，4号线均采用计程、计时票价制。

其轨道交通自动售检票系统主要由非接触式IC卡车票、自动售票机、检票机、车站AFC 计算机系统、中央计算机系统等组成。

系统使用非接触式IC卡作为车票媒介，实现乘客在多条线路之间的免检票换乘，系统能兼容“羊城通”票卡，与广州市其它公交能实现“一卡通”结算。

安装于车站非付费区的验票机，方便乘客查询车票和羊城通车票的余值、有效使用时间等车票信息。

2．轨道交通自动售检票系统的发展方向
随着城市轨道交通的快速发展、相应技术的进步以及不同政策组合的灵活应用，城市轨道交通自动售检票系统总的发展趋势是标准化、简单化、集成化和人性化。

（1）标准化
为实现轨道交通自动售检票系统的简捷和大集成，必须制定标准和规范，统一系统设备和终端设备，使系统达到统一的车票媒介，实现不同线路之间的方便换乘。

（2）简单化
为适应快节奏的社会生活，乘客必然选择操作简单、出行高效简单化的交通工具。

轨道交通自动售检票系统必然向操作简单化方向发展。

自动售检票系统的简单化包括：
1）将复杂的自动售检票系统通过系统集成，简化乘客的使用操作；
2）通过人性化的设计，提高乘客的操作效率；
（3）集成化
轨道交通网络化运营的形成，使自动售检票系统规模越来越大，同时轨道交通与其他交通方式之间的关系也越来越密切，互相兼容、联乘优惠、跨系统结算等，必然造成各种系统的关联度越来越高。

建立统一、标准化、跨平台、跨系统的自动售检票系统应用平台是未来自动售检票系统发展的必然方向。

采用以通用件、通信和数据交换技术，构建可靠、安全、易用、可扩展、互联性高的系统架构，是自动售检票系统的要求，也是发展趋势。

在实施过程中，必须注意针对自动售检票系统数据结构的特点和系统对安全性的要求，加强系统的集成管理，以满足自动售检票系统规模扩大和关联度增加的要求。

（4）人性化
自动售检票系统本来就是密切结合应用和利益的系统，从“以人为本”的理念出发自动售检票系统的操作方式和界面也必然越来越人性化，自动售检票系统的人性化包括：1）根据人体工程学基本原理设计终端设备的人机界面；
2）设计符合乘客习惯的操作方式；
3）设计合适的出入口通道，方便轮椅人士、推折叠式婴儿车的乘客；
4）系统能向人们提供越来越多的相关信息。

二、轨道交通线网AFC系统架构
轨道交通线网AFC系统的五层架构，如（图1-2）所示：第一层，是轨道交通“一票通”清分系统；第二层，为各线路AFC系统中央计算机系统构成的中央层；第三层，是车站计算机系统组成的车站层；第四层，为车站终端设备组成的终端层；第五层，为车票层。

图1-2轨道交通网络线网AFC系统的架构
三、自动售检票系统为轨道交通运营提供的功能
1．操作功能
（1）方便乘客
在每一个车站，进站检票机、出站检票机、栏杆和服务中心把车站的站厅层分隔成付费区和非付费区二部分。

自动售检票系统（AFC）形成一个封闭系统。

乘坐地铁的乘客在进站检票机处进行检票，并在出站检票机上进行车费核算。

对于有问题的车票，进站检票机和出站检票机都将向乘客提示“去服务中心”进行票务处理。

在进站检票机和出站检票机对于持有效车票乘客的处理是非常快而简捷，检票机的每个通道，每分钟至少可通过25位乘客，当然这要取决于乘客的熟练程度。

（2）车票媒介
在自动售检票系统（AFC）中，需要具备多种车票类型，例如：单程票、多程票、储值票、出站票、员工票、公共交通卡等多种车票类型，提供给轨道交通选用。

单程票和出站票由出站检票机回收，并整齐放在票盒中。

回收的车票，在每次使用后被重新编码后再发售。

在自动售检票系统（AFC）中，储值票的类型可以分：学生票、小孩票、老人票和成人票。

储值票只能一人使用，并可在人工售票机及自动加值机上进行充值。

能进站的非接触式智能卡（CSC），就允许其出站，容许非接触式智能卡透支的这种处理方式，既方便乘客又方便运营公司运营管理。

当出站检票机在检票时，发现乘客旅程的车费大于非接触式智能卡内的余额，则一个负值编码写进非接触式智能卡内。

进站检票机将不允许：“非接触式智能卡内的余额为负值或0值”的车票进站。

（3）超程和超时处理
自动售检票系统（AFC）采用计程和计时车票结构方式。

“超程和/或超时”的单程车票和超时的非接触式智能卡都将被出站检票机拒绝放行，并向乘客显示“去服务中心”处理的信息。

“超程和/或超时”的单程票，在票务处交纳费用后，更新成“出站票”出站。

一张超时的非接触式智能卡在票务处扣除旅程费后，乘客还需交纳超时罚金，然后由工作人员给出一张出站票出站。

（4）黑名单的非接触式智能卡处理
在自动售检票系统（AFC）中的黑名单文件能保存最多位8400个黑名单，黑名单数量超过500个时，黑名单文件只能每天下载一次并且在轨道交通运行之前下载，当黑名单文件中黑名单数量少于500个时则黑名单可随时随地由中央系统下载到进站检票机和出站检票机。

黑名单是用来和舞弊行为作斗争的一种手段。

如果进站检票机或出站检票机发现了一张黑名单，一个报警信息将很快地传送到车站计算机和中央计算机的同时，进站检票机或出站检票机上的警灯也将闪烁，据此，车站工作人员可及时抓住使用该非接触式智能卡的乘客。

（5）系统参数
系统参数，例如：暂时和永久的票价，计程和计时票价，非高峰和节假日票价，黑名单等都由中央系统下载到车站计算机，然后由车站计算机下载到车站设备。

自动售检票系统（AFC）中采用非高峰车票价和其他优惠政策，目的在于调节高峰时间的客流量和鼓励更多乘客使用非接触式智能卡。

2．服务功能
（1）单程票
单程票乘客可以从自动售票机或人工售票机处购买车票。

从自动售票机上购买车票是非常简捷。

自动售票机只能发售各种票价的单程票，它接收硬币和纸币，并且能用硬币和纸币找零。

乘客购买车票时，需要按自动售票机提示的步骤去操作。

从人工售票机购买单程票也是非常容易。

乘客只要告诉售票员他所需要购买的单程票类型并交付票款。

当售票员收到票款后就发售一张单程票并找给零钱（如果有的话）。

乘客买到车票后，在进站处把车票在读卡器上方8cm距离内通过，进站检票机就立即处理车票上的信息，大约半秒钟后，通道上的三杆释放让乘客通行。

乘客到达目的地后，只有通过出站检票机才能离开付费区，在出站处把车票插进到出站检票机，乘客的单程车票将被出站检票机回收，因为乘客的旅程已经结束，车票要进行重新循环使用。

（2）公共交通卡
公共交通卡只能在人工售票机购买，买公共交通卡时要预先付押金。

公共交通卡在通过进/出站检票机时要比单程票更快更容易。

进站检票机和出站检票机对公共交通卡的处理过程是完全相同的。

读卡器装在检票机的顶端，读卡器和智能卡的有效工作距离是8cm。

出站只需把智能卡在读卡器上方8cm距离内通过，读卡器处理信息的时间小于300ms，通道很快释放让乘客通行。

乘客可用三种方法来判断他的公共交通卡卡中余额：一种方法是在每次通过出站检票机时会显示余额，另一种方法是要求售票员在BOM机上读一下。

当公共交通卡有问题时，也可请售票员进行分析处理。

第三种方法是在查询机查询卡中余额。

对公共交通卡来说最重要的数据是它的序号，这序号是不重复的，它是由生产厂家编码，一旦编码后，无法改动。

这就保证了每张公共交通卡始终可用它的序号进行唯一的鉴别。

鉴于这种特点，当一张公共交通卡遗失、被盗或者在自动售检票系统（AFC）内发现两张相同的序号，都可以把这些卡列入黑名单。

传输密匙是安装在CSC读卡器内用来读写CSC数据的加密措施。

为了保证传输密匙的安全，只要CSC读卡器的盖子一打开，传输密匙就自动消失。

通过自动的CSC个人化系统，乘客的照片和信息都能印刷在上共交通卡上。

上述特点都为乘客和轨道交通提供了非常高的安全性。

3．检票机的工作方式
为了处理地铁在运营中所遇到的问题，进/出站检票机有如下操作方式：正常的进/出站检验、降级运营模式和暂停服务状态。

除了进/出站检票机处在暂停服务状态外，来自车站计算机的控制具有优先权。

降级运营模式有日期忽略模式、进/出站忽略模式、超程忽略模式、时间忽略模式和列车故障模式等6种，在AFC系统设计时还可以根据实际需要再增加。

在降级运营模式执行过程中，自动售检票系统对单程票和公共交通卡的处理上是有差别的，轨道交通客运管理部门
应引起注意。

（1）日期忽略模式
由于轨道交通运营的原因，导致单程票过期，系统将设置为“日期忽略模式”。

在该模式下，进出站检票机对车票的有效性进行检验时，仅对车票日期这一项免检。

（2）进/出站码忽略模式
在该模式下，进/出站检票机对车票的有效性进行检验时，仅对进/出站码这一项免检。

当车站的客流量超过车站进/出站检票机处理能力时，车站可采用进/出站码忽略模式，及时疏散客流。

（3）超程忽略模式
由于轨道交通运营的原因造成乘客超程，系统将设置为“超程忽略模式”。

在该模式下，出站检票机在对车票的有效性进行检验时，仅对票价这一项免检，回收所有单程票，对公共交通卡扣除最低票价。

（4）时间忽略模式
由于轨道交通运营的原因造成乘客在车站收费区内停留时间超过AFC系统所规定的时间时，系统将设置为“时间忽略模式”。

在该模式下，出站检票机对车票的有效性检验时，仅对车站进站时间信息这一项免检。

（5）列车故障模式
当轨道交通运营发生列车故障并在短时间很难修复时，系统将设置为“列车故障模式”。

在该模式下，单程票乘客通过出站闸机时一定要取票出站，因为单程票上将记录相关信息，该单程票将在规定期限内仍然有效并且不受车站限定，或者按轨道交通规则对车票进行善后处理；储值票不扣车资。

（6）紧急放行模式
当轨道交通运营时，发生火灾，毒气等突发的天灾人祸，防灾报警系统将自动启动紧急按钮或车站控制室值班人员按下紧急按钮开关后，自动售检票系统（AFC）以自动/人工方式，进入“紧急放行模式”。

在该情况下，所有进、出站检票机的锁全部解锁，门式检票机的门全部打开或三杆检票机的三杆全部垂直落下，确保乘客安全快速离开现场。

事后再对车票进行善后处理
四、常用缩写语定义
表1-1 常用缩写语定义
四、自动售检票系统组成
轨道交通自动售检票系统是一个基于计算机技术、网络技术、自动控制技术、非接触式IC卡技术、大型数据库技术等多项高新技术于一体，实现购票、检票、计费、收费、统计全过程的自动化系统。

为了实现自动售检票，首先必须对各种类型的车票按一定密码规则进行初始化，由自动售票机或人工售票机按乘客的要求对车票进行赋值。

通过进站检票机检票进站；到达目的地后由出站检票机检票出站；不能出站的车票，由人工补票机对不能出站的车票显示信息并进行处理。

车站计算机系统对车站内的终端设备进行控制；对车站内的终端设备的数据进行查询、统计。

并将车站内的终端设备工作状态和数据信息报送线路中央计算机系统。

线路中央计算机系统可对全线的车站计算机系统和车站内的终端设备发布命令、下达参数，可查询全线的车站计算机系统和车站内的终端设备工作状态以及数据信息，并进行统计。

1.车站级自动售检票系统终端设备
A．检票机（GATE）
检票机（图1-3）是实现乘客自助进出站检票交易（在非付费区和付费区之间通行）的设备，凡持有效车票的乘客，检票机通道阻挡解除（释放转杆或门扇开启），允许乘客进出站。

图1-3 出站检票机
检票机安装于车站付费区与非付费区的交界处，用于实现自动的进出站检票。

检票机一般包括工控机、车票传送装置、车票回收装置、读写器及天线、乘客显示器、方向指示灯、声光报警装置、通道阻挡装置（转杆式检票机采用转杆装置，门式检票机采用拍大扇门或剪式扇门）、乘客通行传感器（适用于门式检票机）、维修键盘、移动维护终端接口、电路控制单元、电源模块（含UPS或电池）、机身和支持软件等部件。

图1-4 三杆检票机图1-5 门式检票机检票机根据功能可以划分为进站检票机、出站检票机和双向检票机三种。

进站检票机用于完成进站检票，检票端在非付费区；出站检票机用于完成出站检票，检票端在付费区；双向检票机既可完成进站检票也可完成出站检票，在非付费区和付费区可分别按进站和出站的处理规则完成检票功能。

自动检票机根据阻挡装置的类型可以分为三杆检票机（图1-4）和门式检票机（图1-5）两大类型，根据通道宽度可以分为普通检票机和宽通道检票机两种类型。

B．自动售票机（TVM）
自动售票机（图1-6）安装于车站非付费区，由乘客自行操作、自助购买车票。

自动售票机一般由工控机、主控单元、、票卡发送装置、车票传送装置、钱币识别器、钱币找零器（可选）、IC车票读写器及天线、乘客显示器、触摸
屏、运营状态显示器（可选）、维修面板/移动维护终端接口、乘
客接近传感器（可选）、电路控制单元、电源模块(含UPS或电池)、
机身、支持软件等部件组成。

自动售票机的基本功能是通过乘客的自助操作完成自动售
票。

自动购票的基本过程包括购票选择、接收购票资金、自动出
票及找零等过程，在必要时还可包括购票凭证打印等。

自动售票机的应用功能主要包括：
（1）接受乘客的购票选择，并在购票过程中给出提示信息
及操作指导。

（2）接受乘客投入的现金（或储值票、信用卡等其他付费
介质）并自动完成识别。

对无法识别的现金（或储值票、信用卡）予以退还。

（3）计算乘客投入的现金数量及购票金额，自动找零。

图1-6 自动售票机
（4）完成车票校验、车票赋值及出票。

（5）对各部件的工作状态进行自动监测。

（6）接受车站计算机系统下发的参数和控制命令，并执行相应的操作。

（7）对本机接受的现金及维护操作进行管理。

（8）存储并向车站计算机系统上报状态信息和交易数据。

C．半自动售/补票机（BOM/EFO）
半自动售/补票机通常安装在售/补票房或车站服务中心内，
由售票人员操作，完成车票加值、车票分析（验票）、退票及检验、
分析有疑问车票，解决票务纠纷。

因此半自动售票/补票机又称为
人工售/补票机或票房售/补票机。

根据现场应用要求，可将半自动售/补票机功能分别设置成单
独的半自动售票机或半自动补票机，也可设置成具有半自动售票
和补票功能相结合的设备。

功能单一的半自动售票机部署于非付费区，而半自动补票机
则部署于付费区内。

功能结合的半自动售/补票机可以同时为非付
费区与付费区服务，兼顾售票及补票功能，使用同一车票处理设备，但需对两个区域分别设置单独的乘客显示器，适应处理不同区域乘客票务。

图1-7 发卡装置
半自动售/补票机通常由工控机、操作显示器、乘客显示器、发卡装置（可选）、读写器与天线、打印机、键盘与鼠标、机身、电源模块（含ups或电池）、支持软件等部件组成。

半自动售/补票机的基本功能可以分为三大类：
（1）车票发售功能：发售包括单程票、储值票、纪念票在内的各种车票，并对储值票进行充值。

（2）车票分析功能：分析车票的有效性，查询车票历史交易信息。

（3）票务处理及服务功能：对无法正常完成进出站的车票进行票务更新，发售出站票，退票处理，受理车票挂失，查询票价及打印票务记录和每班财务记录。

D．自动加值机（CVM）
自动加值机（图1-8）通常安装在非付费区，负责对公共交通卡（储值票）进行加值和查验，同时可以对单程票（一票通车票）进行查验。

自动加值机一般有工控机、乘客显示器、触摸屏、吞卡器、IC
车票读写器及天线、纸币处理单元、维护面板/移动维护终端接口、
乘客接近传感器、机身、支持软件、电源模块（含UPS或电池）等
部件组成。

自动加值机的功能主要分为三大类:
（1）储值票加值功能：允许乘客使用现金或银行卡对储值票进行
加值操作。

（2）车票查验功能：可以用于乘客验票，给出车票内的各种信息
和历史交易信息。

（3）其他服务功能：自动加值机还可以增加其他自助式查询功能，
即提供多媒体查询功能，例如，查询路网票价、车站出入口分布图、
地面道路及公交换乘信息等。

这些自助式查询功能并不是自动加值机必须具备的功能，但自动加值机上增加这些增值服务并不复杂，可以丰富设备功能，提高设备的利用率。

图1-8 自动加值机
E．车站AFC计算机系统（SC）
车站AFC计算机系统是管理车站级票务、运营、客流等的计算机系统。

通常安装在车站的车控室内。

车站AFC计算机系统是一个统称，它包括车站操作员控制计算机（SOC）、车站网络控制计算机（SNC）、监视器、紧急控制系统、网络系统及不间断稳压电源系统。

其基本功能有：
（1）对车站级终端设备状态进行实时监控，并能直观地在监视器显示出来。

（2）接收来自线路中央计算机系统的有关日期、时间、车价表、黑名单等重要参数，然后将数据下传给车站终端设备。

（3）定期采集和存储车站终端设备的状态信息及交易数据，经处理后传送给线路中央计算机系统。

（4）进行每日客流、票务和财务统计，并打印相关运营报表。

（5）紧急情况下，通过操作紧急装置或车站计算机发出指令，控制车站所有进、出站检票机通道阻挡解除（释放转杆或门扇开启），便于疏散乘客。

同时所有的自动售票机、加值验卡机等将自动退出服务，同时做报警记录。

（6）能实时操作车站计算机系统使车站终端设备进入特殊运营模式。

F．便携式验票机（PAC）
便携式验票机是一种移动设备，由车站工作人员随身携带，用来对乘客所持公共交通卡和单程票进行查询，方便车站工作人员在收费区内对有关票卡的有效性进行检验并显示检验
结果，为及时解决票务纠纷提供帮助。

便携式检票机的基本功能就是查验车票，对各种车票进行限时、限程信息有效性检查，显示车票信息和历史使用信息等；对越站、超时及无效票除有信息显示外，还具备声音提示，必要时便携式验票机还可以增加车票更新功能。

便携式验票机应具有外部接口用于与外部设备进行数据交换，主要可以用于参数下载。

如果允许更新车票数据，则便携式检票机需要保存交易记录，并可以通过数据接口将交易记录导出到车站计算机系统。

便携式验票机内置电池，使用时无需连接外部电源。

目前的便携式验票机基本上都是使用无记忆的可充电锂电池作为设备电源。

G．分拣编码机（E/S）
分拣编码机（图1-9）用于对车票进行批量的编码和分拣处理，通常安装在票务中心，根据需要也可以安装在车站票务室。

采购回来的票卡均需要通过分拣编码机进行初始化处理后，才能投入使用。

分拣编码机必须直接与中央计算机系统联接，其编码情况要通过中央计算机检查和确认，以确保自动生成车票密钥和编号的有效性及唯一性。

分拣编码机主要功能包括分拣和编码
两大类：分拣是指一批车票按照某个或几
个特征值将其分开，分别存放到不同的票
箱中，车票分拣操作一般不改变车票内容。

编码是指对车票进行某种功能的批量
处理，如初始化、预赋值、注销、更新等
操作。

编码将改变车票内某一字段或某几
个字段的数据。

根据应用需求，既可将功能分离，设
置成单独的分拣机或编码机，也可将分拣、
编码功能相结合，设置成分拣编码机。

分拣编码机一般由工控机，操作显示器、IC车票读写器及天线、票卡管理单元、车票读/写模块、票卡传送装置、票盒安放图1-9 分拣编码机
装置、机身、电源模块（含UPS或电池）、支持软件和操作平台等部件组成。

支持软件由初始化模块、参数装置模块、状态监控模块、动作控制模块、日志处理模块、报警指示模块、日志处理存储模块、通讯模块、设备诊断测试模块等组成。

二、中央计算机系统
1．中央计算机系统组成
中央级自动售检票系统由若干台服务器、磁盘阵列、磁带机、工作站（系统管理工作站、数据管理工作站、网络通信管理工作站、参数下载工作站、票卡管理工作站、设备监控工作站、报表查询工作站、中央及远程维修工作站）、千兆交换机和路由器等局域网设备、打印机、不间断电源及编码机等组成。