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摘要：深圳地铁自动售票机纸币找零功能在2013年11月正式上线投入使用，本文基于深圳地铁三款自动售票机的内部构造，主要介绍对比了不同设备增加纸币找零模块的技术方案，通过对设计需求、工作原理、改造过程的分析，得出该技术实施的安全控制策略，并论述了纸币找零在深圳地铁运营方面的重要意义。
关键词：自动售票机；纸币找零；技术方案；分析
中图分类号： u231 文献标识码： A
引言：深圳地铁运营线路的陆续开通，方便了市民出行带来客运量的猛增，同时也为运营服务质量的提升带来了前所未有的考验。自动售检票系统（Automatic Fare Collection，简称AFC）实现了乘客自助购票、检票、验票、充值等一系列自动化自助服务，增强了乘客的参与性和体验性，但如何应对银行硬币短缺、提高自动售票机（Ticket Vending Machine，简称TVM）服务效率是深圳地铁一直以来面对的重要问题。
由于TVM开通以来一直采用纸币+硬币购票、硬币找零的售票模式，月均硬币消耗已达到200万，该数据已直逼银行的硬币供应极限。为保证深圳地铁票务管理的正常运转、缓解硬币消耗压力，加快推进TVM找零模式的技术优化研发，最大化实现车站找零票款自给自足，采取必要的技术保障和管理措施势在必行。
1 深圳地铁现状背景
1.1 硬币供应及票务服务现状
随着深圳地铁日均客运量从原来12万增至目前的180万，单程票使用率约22%，TVM日均单程票售票量也从原来10万增至现阶段的40万，全线830台次的TVM日均售出单程票达480张，设备的硬币找零量日益增大。以罗湖23台TVM为例，每天单台TVM硬币消耗量由一期700枚增至二期1500枚，目前该站日均消耗硬币达3.5万枚。面对硬币持续增长的需求和银行巨大的兑零压力，三期工程开通后，深圳将运营近180个车站时，客运量和设备数量也近乎翻倍，票务管理的难度将难以预测。
目前投入运营的一期、二期工程的TVM均采用了模块化设计思想，主要采用了单独的纸币接收模块、硬币模块实现了TVM的自动收币、找零功能。硬币的短缺，管理方面对外加大宣传逐步提升储值卡使用率，技术方面车站在TVM纸币入币接受时设置限额。全线仅5个站点约100台TVM接受10元纸币，其余TVM设置停收10元、20元纸币，仅接收5元纸币和1元硬币。在多数车站仅设一个客服中心的情况下，排队兑零将大大延长了乘客的购票时间。由此影响了票务服务质量，对提升深圳地铁形象不利，运营方需从长远角度考虑这一亟待解决的难题。
1.2 纸币找零的成熟应用
据调查，北京地铁初期应对硬币短缺问题，解决方案是设置部分TVM甚至只接收硬币购票，导致多数车站的TVM只能闲置。针对日益提高的服务需求，北京地铁于2012年在昌平线、房山线、亦庄线、15号线、8号线北段等既有地铁线路的TVM推广纸币找零功能，从现场的表现来看，纸币找零很大程度上提高了TVM的利用率，节省了乘客的购票时间，也减少了车站人工处理票务事件的工作量。
2 纸币找零分类对比
纸币找零可分为循环纸币找零和后备纸币找零。循环纸币找零需要借助专用纸币找零模块实现高速循环出钞，设备接收的纸币可以继续用于找零，它最大优势就是可持续、和良性循环。
后备纸币找零指设备接收纸币和找零纸币完全独立，接收的纸币无法在设备内循环用于找零，易于实现和管理，有效降低运营和维护成本。只要TVM内部空间设计合理，仅需在设备内部加装一个找零模块，修改TVM业务软件找零算法就可实现，成本相对较低改造可行性高。后备找零的关键就是结合现有设备的内部构造，进行巧妙精良的工艺设计及技术改造；它最大优势是结合高可靠性和可维护性的设计理念，零钞自备、不需鉴钞模块、减少压钞频次、减少卡钞，适合对既有设备的改造。
深圳地铁现场使用的TVM共有三种类型，通过对比分析设备的内部结构，结合市场应用的成熟度，深圳地铁最终确定了后备找零的纸币找零整改方案。
3TVM紙币找零改造方案分析
3.1 一期工程1号线既有线TVM改造分析
1号线既有线TVM选择了一款横向出钞的纸币找零模块，从设备后维护看，受原有内部结构影响，只能选择设备右侧偏中下的位置，此处原来放置工控机，本地改造移动工控机至设备底部空闲空间，将新增模块安装在原工控机位置。这样改造可以保证新增纸币找零模块出钞口与原来找零兜保持在同一水平线，从前维护看整体变化不大，大方美观。
从一期设备后维护门看，模块安装位置偏右，原找零兜位置中偏左，故该方案的难点问题是找零口选择。如果纸币找零需要出钞到原找零兜，一方面需要对原硬币模块出币装置、单程票出票机构等部件进行改造，另一方面需加大原找零兜的宽度，以适应纸币找零的横向出钞，同时纸币找零模块还需加装定做的传送装置将纸币传输到新的找零兜。
3.2 二期工程1号线续建TVM改造分析
1号线续建TVM应用的是一款竖向出钞的纸币找零模块，从设备后维护看根据原有结构，只能选择在设备左侧原纸币模块的正上方位置，此处原设备为空闲空间，经测量空间大小能够在不影响其他模块的基础上安装悬挂导轨和新增模块。
这种改造需关注两个问题：1）找零口的选择：受新增模块安装位置限制，纸币找零出钞位置离原找零兜位置太远，且不在同一垂直线上，因此就近新增纸币找零口为首选；另外由于纸币找零模块安装在纸币模块正上方，新增的找零口从设计上不能与纸币模块入币口冲突。同时从人体工程学角度考虑，找零口高度需合理设计，否则影响乘客拿取找零纸币。2）找零口防飞钞设计：由于出钞方向为竖向出钞，为保证纸币出钞后不掉落，找零口设计首先应包含一个足够长的通道，且通道水平方向可适当向设备内部后仰，同时，在找零口靠设备内部的后端，可增设一个压钞装置。
3.3 二期工程2、5号线TVM改造分析
2、5号线TVM机型一样，选型为类似1号线续建的竖向出钞纸币找零模块，从设备后维护看，安装位置只能选择在设备底部，通过横向移动设备的电源箱，可保证纸币找零模块安装在原找零口的正下方，如果能将找零纸币传送到原找零兜的高度，就可实现出票口、硬币找零口、纸币找零口的三口合一。
解决方案是另增加一个提升机构做通道，上端连接原找零兜，下端连接纸币找零模块出币口，配合纸币找零模块动作，方可实现。在提升机构的的设计上需注意几个问题：1）提升机构的固定方式：尽量保证提升机构固定在设备的关键结构梁上，否则容易发生移位、受冲击变形等；2）提升机构属于纸币找零模块以外的定做装置，从现金安全的角度看，需在提升机构增设传感器，否则提升机构会成为设备软件无法监控的盲区，增加现金管理风险。
4 研究成果及现场应用
经过软/硬件联合研发、测试、修改、调试等工作，6台试点纸币找零功能的TVM于13年11月在试点车站上线并投入使用。从乘客购票角度看，现场试点设备已完全开放5元、10元、20元的购票，乘客在改造后的设备购票，大部分时间无需去客服中心兑换零钱，大大的节省了乘客的购票时间，设备使用率有能有效提升。从硬币消耗角度看，经统计分析6台试点TVM改造前后交易数据，得出改造前后在售票交易量持平的情况下，设备硬币实际消耗量由原来的日均900枚下降至560枚，硬币消耗量减幅达38%，且通过长期观察消耗量处于持续下降状态。
5 结束语
纸币找零技术的成功应用是深圳地铁以技术强管理、以管理促服务的里程碑标志，它为该技术的推广和三期技术招标打下了坚实的基础，对乘客出行多样化、灵活性服务具有深远的影响和积极的意义，值得推广应用。
6 参考文献
[1]曾庆宁，肖大海. AFC纸币处理热点问题及对策[J].现代城市轨道交通.2009(6)
[2]何青，崔日婷，黄善智.AFC系统硬币找零研究与分析[J].科技风.2013(16)
[3]李开.自动售票机的创新设计与应用.中国电子商务[J].2011(11)
关键词：自动售票机；纸币找零；技术方案；分析
中图分类号： u231 文献标识码： A
引言：深圳地铁运营线路的陆续开通，方便了市民出行带来客运量的猛增，同时也为运营服务质量的提升带来了前所未有的考验。自动售检票系统（Automatic Fare Collection，简称AFC）实现了乘客自助购票、检票、验票、充值等一系列自动化自助服务，增强了乘客的参与性和体验性，但如何应对银行硬币短缺、提高自动售票机（Ticket Vending Machine，简称TVM）服务效率是深圳地铁一直以来面对的重要问题。
由于TVM开通以来一直采用纸币+硬币购票、硬币找零的售票模式，月均硬币消耗已达到200万，该数据已直逼银行的硬币供应极限。为保证深圳地铁票务管理的正常运转、缓解硬币消耗压力，加快推进TVM找零模式的技术优化研发，最大化实现车站找零票款自给自足，采取必要的技术保障和管理措施势在必行。
1 深圳地铁现状背景
1.1 硬币供应及票务服务现状
随着深圳地铁日均客运量从原来12万增至目前的180万，单程票使用率约22%，TVM日均单程票售票量也从原来10万增至现阶段的40万，全线830台次的TVM日均售出单程票达480张，设备的硬币找零量日益增大。以罗湖23台TVM为例，每天单台TVM硬币消耗量由一期700枚增至二期1500枚，目前该站日均消耗硬币达3.5万枚。面对硬币持续增长的需求和银行巨大的兑零压力，三期工程开通后，深圳将运营近180个车站时，客运量和设备数量也近乎翻倍，票务管理的难度将难以预测。
目前投入运营的一期、二期工程的TVM均采用了模块化设计思想，主要采用了单独的纸币接收模块、硬币模块实现了TVM的自动收币、找零功能。硬币的短缺，管理方面对外加大宣传逐步提升储值卡使用率，技术方面车站在TVM纸币入币接受时设置限额。全线仅5个站点约100台TVM接受10元纸币，其余TVM设置停收10元、20元纸币，仅接收5元纸币和1元硬币。在多数车站仅设一个客服中心的情况下，排队兑零将大大延长了乘客的购票时间。由此影响了票务服务质量，对提升深圳地铁形象不利，运营方需从长远角度考虑这一亟待解决的难题。
1.2 纸币找零的成熟应用
据调查，北京地铁初期应对硬币短缺问题，解决方案是设置部分TVM甚至只接收硬币购票，导致多数车站的TVM只能闲置。针对日益提高的服务需求，北京地铁于2012年在昌平线、房山线、亦庄线、15号线、8号线北段等既有地铁线路的TVM推广纸币找零功能，从现场的表现来看，纸币找零很大程度上提高了TVM的利用率，节省了乘客的购票时间，也减少了车站人工处理票务事件的工作量。
2 纸币找零分类对比
纸币找零可分为循环纸币找零和后备纸币找零。循环纸币找零需要借助专用纸币找零模块实现高速循环出钞，设备接收的纸币可以继续用于找零，它最大优势就是可持续、和良性循环。
后备纸币找零指设备接收纸币和找零纸币完全独立，接收的纸币无法在设备内循环用于找零，易于实现和管理，有效降低运营和维护成本。只要TVM内部空间设计合理，仅需在设备内部加装一个找零模块，修改TVM业务软件找零算法就可实现，成本相对较低改造可行性高。后备找零的关键就是结合现有设备的内部构造，进行巧妙精良的工艺设计及技术改造；它最大优势是结合高可靠性和可维护性的设计理念，零钞自备、不需鉴钞模块、减少压钞频次、减少卡钞，适合对既有设备的改造。
深圳地铁现场使用的TVM共有三种类型，通过对比分析设备的内部结构，结合市场应用的成熟度，深圳地铁最终确定了后备找零的纸币找零整改方案。
3TVM紙币找零改造方案分析
3.1 一期工程1号线既有线TVM改造分析
1号线既有线TVM选择了一款横向出钞的纸币找零模块，从设备后维护看，受原有内部结构影响，只能选择设备右侧偏中下的位置，此处原来放置工控机，本地改造移动工控机至设备底部空闲空间，将新增模块安装在原工控机位置。这样改造可以保证新增纸币找零模块出钞口与原来找零兜保持在同一水平线，从前维护看整体变化不大，大方美观。
从一期设备后维护门看，模块安装位置偏右，原找零兜位置中偏左，故该方案的难点问题是找零口选择。如果纸币找零需要出钞到原找零兜，一方面需要对原硬币模块出币装置、单程票出票机构等部件进行改造，另一方面需加大原找零兜的宽度，以适应纸币找零的横向出钞，同时纸币找零模块还需加装定做的传送装置将纸币传输到新的找零兜。
3.2 二期工程1号线续建TVM改造分析
1号线续建TVM应用的是一款竖向出钞的纸币找零模块，从设备后维护看根据原有结构，只能选择在设备左侧原纸币模块的正上方位置，此处原设备为空闲空间，经测量空间大小能够在不影响其他模块的基础上安装悬挂导轨和新增模块。
这种改造需关注两个问题：1）找零口的选择：受新增模块安装位置限制，纸币找零出钞位置离原找零兜位置太远，且不在同一垂直线上，因此就近新增纸币找零口为首选；另外由于纸币找零模块安装在纸币模块正上方，新增的找零口从设计上不能与纸币模块入币口冲突。同时从人体工程学角度考虑，找零口高度需合理设计，否则影响乘客拿取找零纸币。2）找零口防飞钞设计：由于出钞方向为竖向出钞，为保证纸币出钞后不掉落，找零口设计首先应包含一个足够长的通道，且通道水平方向可适当向设备内部后仰，同时，在找零口靠设备内部的后端，可增设一个压钞装置。
3.3 二期工程2、5号线TVM改造分析
2、5号线TVM机型一样，选型为类似1号线续建的竖向出钞纸币找零模块，从设备后维护看，安装位置只能选择在设备底部，通过横向移动设备的电源箱，可保证纸币找零模块安装在原找零口的正下方，如果能将找零纸币传送到原找零兜的高度，就可实现出票口、硬币找零口、纸币找零口的三口合一。
解决方案是另增加一个提升机构做通道，上端连接原找零兜，下端连接纸币找零模块出币口，配合纸币找零模块动作，方可实现。在提升机构的的设计上需注意几个问题：1）提升机构的固定方式：尽量保证提升机构固定在设备的关键结构梁上，否则容易发生移位、受冲击变形等；2）提升机构属于纸币找零模块以外的定做装置，从现金安全的角度看，需在提升机构增设传感器，否则提升机构会成为设备软件无法监控的盲区，增加现金管理风险。
4 研究成果及现场应用
经过软/硬件联合研发、测试、修改、调试等工作，6台试点纸币找零功能的TVM于13年11月在试点车站上线并投入使用。从乘客购票角度看，现场试点设备已完全开放5元、10元、20元的购票，乘客在改造后的设备购票，大部分时间无需去客服中心兑换零钱，大大的节省了乘客的购票时间，设备使用率有能有效提升。从硬币消耗角度看，经统计分析6台试点TVM改造前后交易数据，得出改造前后在售票交易量持平的情况下，设备硬币实际消耗量由原来的日均900枚下降至560枚，硬币消耗量减幅达38%，且通过长期观察消耗量处于持续下降状态。
5 结束语
纸币找零技术的成功应用是深圳地铁以技术强管理、以管理促服务的里程碑标志，它为该技术的推广和三期技术招标打下了坚实的基础，对乘客出行多样化、灵活性服务具有深远的影响和积极的意义，值得推广应用。
6 参考文献
[1]曾庆宁，肖大海. AFC纸币处理热点问题及对策[J].现代城市轨道交通.2009(6)
[2]何青，崔日婷，黄善智.AFC系统硬币找零研究与分析[J].科技风.2013(16)
[3]李开.自动售票机的创新设计与应用.中国电子商务[J].2011(11)