城市轨道交通自动售检票系统物联网技术应用

城市轨道交通自动售检票系统物联网技术应用

李二刚

石家庄市轨道交通有限责任公司运营分公司河北省石家庄市050035

摘要：随着技术的不断发展和运营需求的增加，城市轨道交通实现物联网已不是远景而是现实。现以实践经历为范例，根据工作经验和心得体会，介绍自动售检票系统终端设备中储票箱、废票箱、储钞箱、硬币补充箱、硬币找零箱、纸币补充箱和纸币找零箱等物联网技术应用情况，对后续新线路的建设和研究具有重要的指导意义和参考价值。

关键词：轨道交通；自动售检票系统；物联网技术；应用

城市轨道交通自动售检票系统（以下简称AFC系统）架构体系包括：轨道交通清算管理中心、线路中心计算机系统、车站计算机系统、车站终端设备、非接触式IC卡车票。AFC系统是以先进的集成技术、信息处理技术、自动控制技术、IC卡技术及安全保密技术为基础的轨道交通自动收费系统，其车站终端设备中配置了储票箱、废票箱、储钞箱、硬币补充箱、硬币找零箱、纸币补充箱和纸币找零箱，储票箱满足票卡发行需求，钱箱满足购票需求。

一、自动售检票系统概述

城市轨道交通可以包括地铁和轻轨，他们的共同特点都是一种比较安全、快捷、准点和能过大容量地承载城市交通。在城市轨道交通运营过程中，目前使用的自动售检票系统将大大地提高了城市轨道的服务和节省了城市轨道的运营成本和提高了顾客的时间成本，符合现代都市人们的快节奏的信息化时代发展的步伐。但是不同的城市文化氛围不同，城市轨道交通在自动售检票系统方面的设备选用也大不相同，比如很多欧洲国家，因为轨道交通的自动售检票发展的比较早，因此依赖但是磁卡技术发展的比较成熟，因此很多国家都选择以磁卡为主，并逐步发展成为非接触IC卡。而在我国，随着近几年城市轨道的迅速发展，城市轨道的车票媒介基本上选择的都是技术比较成熟的非接触IC卡。随着城市轨道交通自动售检票系统迅速发展，各项技术的不断攻破，以及随着城市轨道交通的发展，各地相应出台了各种不同的政策，使得城市轨道交通的自动售检票系统的发展也越来越趋向简单化、集成化、标准化、人性化。

二、设置电子标签

2.1信息传递方案

电子标签，又叫智能标签，是物联网技术应用之一。电子标签采用小型天线的非接触式IC卡，其核心是采用了RFID射频识别技术、存储容量较小的芯片，具有智能读写及加密通信的能力。电子标签作为数据载体，能起到标识识别、产品跟踪、信息采集的作用。从全球角度来看，电子标签已经在广泛的领域内得以应用。RFID系统在AFC系统中的应用就是将电子标签的IC芯片和无线天线嵌入设备表面，电子标签中存储有符合相关格式要求的电子数据。读卡器可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据，从而达到自动读取RFID中所存储信息的目的。

2.2系统结构

一个完整、典型的RFID系统通常由下面4个模块组成：标图"信息传递结构注：（1）读卡器通过天线发送出一定频率的射频信号；（2）当标签进入磁场时，就产生感应电流从而获得能量；（3）发送出自身存储的信息；（4）读卡器读取并解码后送至计算机系统进行相关流程处理。签、读卡器、RFID中间件、应用程序接口（API）。

2.2.1标签

标签由天线和芯片组成，天线在标签和读卡器间传递射频信号，芯片里面保存每个标签具有的唯一电子编码和用户数据。每个标签都有一个全球唯一的ID号码———用户号码（UID），UID是在制作芯片时放在ROM中的，无法修改；用户数据区是供用户存放数据的，可以进行读写、覆盖、增加的操作。

2.2.2读卡器

读卡器是读取（或写入）标签信息的设备，可设计为手持式或固定式。读卡器对标签的操作有三类：（1）识别：读取UID；（2）读取：读取用户数据；（3）写入：写入用户数据。

2.2.3RFID中间件

RFID中间件是将底层RFID硬件和上层应用操作终端结合在一起的粘合剂。虽然原则上中间件是横向的软件技术，但在RFID系统中，为使其更适用于AFC系统收费领域，可要求RFID中间件针对AFC系统收费领域进行设计。在RFID系统这种具体情况下，中间件除通常的功能外还有以下特定功能：（1）使阅读／写入更加可靠；（2）把数据通过读卡器网络推或拉到正确位置（类似路由器功能）；（3）监测和控制读卡器；（4）提供安全读／写操作；（5）降低射频干扰；（6）处理标签型和读卡器型事件；（7）应用通知；（8）接收并且转发来自应用的中断指令；（9）给用户提供异常告警。

2.3终端设备上的RFID技术实现方案

AFC系统中的自动售票机（MTV）、半自动售票机（BOM）、自动检票机（AG）的票箱（含废票箱）具有物理规格相同、使用功能相同的特点，承担在车站内票卡循环使用甚至线路内票卡循环使用的作用；此外，TVW中的钱箱（包括纸币钱箱和硬币钱箱）都利用RFID技术进行编号管理，与车站计算机系统（SC）中的现金管理、收益管理等功能共同发挥重要的作用。在维修管理系统中，AFC设备中的重要部件也可以利用RFID的电子标签实现部件编号管理，有助于提高设备维护的效率。

三、自动售检票系统应用的功能作用

3.1方便乘客功能作用

在城市轨道交通中，通常会在每一个车站，都设置有进站检票机、栏杆和服务中心、出站检票机等，而且站厅层也隔离为非付费区和付费区。因此自动售检票系统就成为了一个比较封闭的系统。乘客在乘坐城市轨道交通时，首先要在自助的售票机上进行购票，然后到进站检票处进行检票，如果有问题可以到服务中心进行询问，因为是自动售检票，因此每一个入口的检票机通道都能快速地通过乘客，通常情况一般每分钟至少可以通过25位乘客。

3.2车票媒介功能作用

在城市轨道交通中，需要很多的车票类型，但是使用了自动售检系统后，通过出站检票机能够很好地把各种单程票和出站票很好地进行规范地摆放和管理，并通过系统自动检验车票类型，比如在使用储值票的类型方面，一般可以分为成人票、老人票、学生票、小孩票等，针对储值票的特点，一般只能一人使用，因此在使用者通过自动售检机时，非接触式智能卡就能提醒使用人本卡的消费状况。

3.3超程和超时处理功能作用

在城市轨道交通中自动售检票系统基本上都是以计时和计程相结合的方式来进行票价收取，如果乘客在出现了超时和超程等情况后，非接触式的智能卡将会被出站的检票机拒绝放行，因此自动售检票系统具有超时和超程的处理作用。

3.4单程票处理功能作用

很多乘客都可以通过自动的售检系统购买到车票，通过自助购买车票，既节约了城市轨道运营企业的经营成本，也提高了乘客的乘车效率和时间成本，有利于改善城市交通的环境和方便了人们的生活和工作，通过自助的售票机，按照售票机上的指示操作，可以以最快速度拿到一张单程票，而且车票在乘客结束旅程后，又重新进入了循环使用，提高了车票的使用成本。

结语：

自动售检票系统在城市交通轨道运输的过程中，发挥着很重要的作用，是一项集网络技术、非接触式IC卡技术、自动化控制技术、数据库技术等很多项高端技术为一体的技术集成，在交通运输过程中实现了购票、收费、检票、计费、清分、统计、管理等乘客购票过检，运营公司售票、验票等全过程的自动化系统。因此这项自动售检票系统在城市轨道交通中的广泛应用是一项技术的集成，更是现代化信息技术带来的人们生活、工作的便利。

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