摘要在自動(dòng)售檢票系統(tǒng)中，自動(dòng)售票機(jī)數(shù)量確定的前提下，假定自動(dòng)售票機(jī)和自動(dòng)增值機(jī)在相同的時(shí)間內(nèi)服務(wù)完自己所服務(wù)的乘客，研究自動(dòng)售票機(jī)和自動(dòng)增值機(jī)數(shù)量比例關(guān)系，考慮乘客在地鐵的消費(fèi)心理因素和地鐵票價(jià)因素對(duì)自動(dòng)增值機(jī)數(shù)量的影響，提出了自動(dòng)增值機(jī)數(shù)量的計(jì)算模型。
　　關(guān)鍵詞地鐵自動(dòng)售檢票系統(tǒng)，售票機(jī)，增值機(jī)，比例關(guān)系，計(jì)算模型
　　1．地鐵自動(dòng)售檢票系統(tǒng)概述
　　地鐵自動(dòng)售檢票系統(tǒng)（AutomatedFareCollectionSystem，簡(jiǎn)稱(chēng)AFC系統(tǒng)）是地鐵運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)。AFC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)就是要建立一個(gè)高度安全、可靠、保密性能良好的地鐵自動(dòng)售檢票網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，完成售票、檢票、計(jì)費(fèi)、收費(fèi)、結(jié)算和統(tǒng)計(jì)全過(guò)程自動(dòng)化管理。AFC系統(tǒng)采用控制中心和車(chē)站兩級(jí)管理模式。AFC系統(tǒng)由中央計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、車(chē)站計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和AFC終端設(shè)備三部分組成。中央計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對(duì)車(chē)站計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和AFC終端設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；對(duì)采集到的車(chē)站的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，完成票務(wù)收入審計(jì)、客流量統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)分類(lèi)保存和打印相關(guān)報(bào)表等功能。車(chē)站計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)監(jiān)控AFC終端設(shè)備，采集和存儲(chǔ)AFC終端設(shè)備數(shù)據(jù)。通過(guò)地鐵廣域網(wǎng)系統(tǒng)將車(chē)站計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和中央計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連在一起，完成數(shù)據(jù)傳輸和參數(shù)指令傳遞。AFC系統(tǒng)終端設(shè)備由自動(dòng)售票機(jī)，票務(wù)處理機(jī)（也稱(chēng)半自動(dòng)售票機(jī)），自動(dòng)增值機(jī)，進(jìn)出站閘機(jī)，自動(dòng)驗(yàn)票機(jī)和便攜式驗(yàn)票機(jī)等組成。
　　AFC系統(tǒng)終端設(shè)備的數(shù)量和AFC系統(tǒng)終端設(shè)備在站廳層布局是站廳層布局設(shè)計(jì)的重要組成部分，直接決定客流組織形式，AFC系統(tǒng)終端設(shè)備數(shù)量越多，客流組織越容易，需要的投資也越多。自動(dòng)售票機(jī)和自動(dòng)增值機(jī)服務(wù)的乘客群體不相同，在乘客使用單程票和儲(chǔ)值票預(yù)測(cè)比例和投資確定的前提下，研究自動(dòng)售票機(jī)和自動(dòng)增值機(jī)比例，確定自動(dòng)增值機(jī)的數(shù)量，對(duì)充分利用AFC終端設(shè)備和客流組織有著十分重要的意義。
　　
　　2．自動(dòng)售票機(jī)數(shù)量確定
　　在地鐵車(chē)站AFC系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，對(duì)車(chē)站自動(dòng)售票機(jī)數(shù)量的確定都是以車(chē)站高峰小時(shí)客流量為依據(jù)。在設(shè)計(jì)時(shí)，一般用上下行客流預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)確定，計(jì)算機(jī)公式如下：
　　                                      （1）
　　式中：Nv——自動(dòng)售票機(jī)的數(shù)量，一般用取整結(jié)果，取整時(shí)采用四舍五入；
　　k——車(chē)站超高峰系數(shù)，選用1.2~1.4；
　　P——使用自動(dòng)售票機(jī)的人數(shù)或上行和下行上車(chē)的客流總量（按高峰小時(shí)計(jì)）；
　　Uv——自動(dòng)售票機(jī)的處理能力，一般選用600人/小時(shí)/臺(tái)。
　　深圳地鐵一期工程AFC系統(tǒng)設(shè)計(jì)中使用的計(jì)算車(chē)站自動(dòng)售票機(jī)數(shù)量的公式如下：
　　                                            （2）
　　式中：Nv——自動(dòng)售票機(jī)的數(shù)量，一般用取整結(jié)果，取整時(shí)采用四舍五入；
　　k——車(chē)站超高峰系數(shù)，選用1.2~1.4；
　　Pe——入站高峰客流量；
　　a——使用單程票的比例系數(shù)，0＜a≤1；
　　B——使用自動(dòng)售票機(jī)賣(mài)票的比例系數(shù)，0＜B≤1；
　　Uv——自動(dòng)售票機(jī)的處理能力，一般選用600人/小時(shí)/臺(tái)。
　　公式（1）和（2）為標(biāo)準(zhǔn)高峰客流中單人次賣(mài)票所需要的自動(dòng)售票機(jī)的數(shù)量，隨著地鐵票務(wù)管理組織形式的改變和社會(huì)售票點(diǎn)的增多，售票點(diǎn)不局限于地鐵車(chē)站，使用單程票的比例會(huì)越來(lái)越小，使用儲(chǔ)值票的比例會(huì)越來(lái)越大，單程票也可以在票務(wù)處理機(jī)出售。深圳地鐵一期工程AFC系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，充分考慮了使用單程票的比例系數(shù)和使用自動(dòng)售票機(jī)賣(mài)票的比例系數(shù)這兩個(gè)影響因素。
　　
　　3．根據(jù)自動(dòng)售票機(jī)和自動(dòng)增值機(jī)的比例關(guān)系確定自動(dòng)增值機(jī)數(shù)量
　　自動(dòng)售票機(jī)和自動(dòng)增值機(jī)是一個(gè)典型的M/M/n排隊(duì)系統(tǒng)，自動(dòng)售票機(jī)的數(shù)量確定后，根據(jù)使用儲(chǔ)值票和單程票的比例、乘客每次使用自動(dòng)增值機(jī)增值用來(lái)坐地鐵的人民幣數(shù)量C和乘客每次坐地鐵消費(fèi)的人民幣數(shù)量c可以確定自動(dòng)增值機(jī)數(shù)量。
　　假定自動(dòng)售票機(jī)數(shù)量已確定，自動(dòng)售票機(jī)處理速度為10人/分鐘，自動(dòng)增值機(jī)處理速度為5人/分鐘，票務(wù)處理機(jī)（在地鐵車(chē)站中，票務(wù)處理機(jī)可以出售單程票和儲(chǔ)值票，也可以給儲(chǔ)值票增值）對(duì)自動(dòng)售票機(jī)和自動(dòng)增值機(jī)影響程度相同，此處假定影響程度為零，即票務(wù)處理機(jī)不做增值業(yè)務(wù)，進(jìn)地鐵的高峰客流中有一半人用儲(chǔ)值票，如果自動(dòng)售票機(jī)和自動(dòng)增值機(jī)在相同的時(shí)間內(nèi)服務(wù)完各自的乘客，使用儲(chǔ)值票的人每次增值50元，這50元能用10次，那么自動(dòng)售票機(jī)和自動(dòng)增值機(jī)的比例為5:1（即一個(gè)車(chē)站如果配置5臺(tái)自動(dòng)售票機(jī)時(shí)，可以考慮配置2臺(tái)自動(dòng)增值機(jī)）。計(jì)算機(jī)結(jié)果如下表：
　                                                                 　表1自動(dòng)售票和自動(dòng)增值機(jī)的比例關(guān)系計(jì)算表

                       
　　　　上表第一種情況的計(jì)算方法說(shuō)明：假設(shè)有200人進(jìn)站，100人到自動(dòng)售票機(jī)前賣(mài)票，10人到自動(dòng)增值機(jī)前增值，自動(dòng)售票機(jī)處理完100人需要10分鐘，自動(dòng)增值機(jī)處理完10人需要2分鐘，如果在同一時(shí)間內(nèi)服務(wù)完各自所服務(wù)的乘客，自動(dòng)售票機(jī)和自動(dòng)增值機(jī)配置的比例為5:1。該方法適合在新建城市軌道交通的城市應(yīng)用，從深圳一期開(kāi)通運(yùn)營(yíng)的情況來(lái)看，不配置自動(dòng)增值機(jī)比較合理。
　　4．自動(dòng)增值機(jī)數(shù)量精確計(jì)算模型
　　4.1自動(dòng)增值機(jī)處理能力確定
　　自動(dòng)增值機(jī)處理能力的計(jì)算公式如下：
　　                                （3）
　　式中：　Ua——自動(dòng)增值機(jī)的處理能力，為計(jì)算方便一般用取整結(jié)果，取整時(shí)采用四舍五入；
　M1——使用現(xiàn)金增值的比例系數(shù)，0≤M1≤1；
　　M2——使用銀行卡增值的比例系數(shù)，0≤M2≤1；
　　U1——使用現(xiàn)金增值時(shí)自動(dòng)增值機(jī)的處理能力，一般選用10人/分鐘/臺(tái)；
　　U2——使用銀行卡轉(zhuǎn)帳時(shí)自動(dòng)增值機(jī)的處理能力，一般選用5人/分鐘/臺(tái)；
　　M1+M2=1。
　　 自動(dòng)增值機(jī)具有紙幣識(shí)別器，可以接受紙幣，對(duì)儲(chǔ)值票進(jìn)行增值；也可以接受銀行卡，通過(guò)銀行轉(zhuǎn)帳對(duì)儲(chǔ)值票進(jìn)行增值。因此乘客的消費(fèi)方式（適用現(xiàn)金和銀行卡）直接影響自動(dòng)增值機(jī)的處理能力。
　　4.2根據(jù)自動(dòng)售票機(jī)的數(shù)量計(jì)算自動(dòng)增值機(jī)的數(shù)量的公式如下：
　　        （4）
　　式中：Na——自動(dòng)增值機(jī)的數(shù)量，一般用取整結(jié)果，取整時(shí)采用四舍五入；
　　M——車(chē)站自動(dòng)售票機(jī)的數(shù)量；
　　Y——儲(chǔ)值票和單程票的比例系數(shù)，Y＞0；
　　Uv——自動(dòng)售票機(jī)的處理能力，一般選用10人/分鐘/臺(tái)；
　　Ua——自動(dòng)增值機(jī)的處理能力，選用5~10人/分鐘/臺(tái)；
　　C——乘客每次使用自動(dòng)增值機(jī)增值用來(lái)坐地鐵的人民幣數(shù)量；
　　c——乘客每次坐地鐵消費(fèi)的人民幣數(shù)量。
　　該公式適合在城市軌道交通的二期及二期以后的建設(shè)中應(yīng)用，可以從開(kāi)通的線路上直接獲取、C和c數(shù)據(jù)，計(jì)算精確度高。
　　4.3根據(jù)入站高峰客流計(jì)算自動(dòng)增值機(jī)的數(shù)量的公式如下：
　　                              （5）
　　式中：Na——自動(dòng)增值機(jī)的數(shù)量，一般用取整結(jié)果，取整時(shí)采用四舍五入；
　　k——車(chē)站超高峰系數(shù)，選用1.2~1.4；
　　Pe——入站高峰客流量（按高峰小時(shí)計(jì)）；
　　——使用儲(chǔ)值票的比例系數(shù)，＞0；
　　——使用自動(dòng)增值機(jī)增值的比例系數(shù)，0＜≤1；
　　Ua——自動(dòng)增值機(jī)的處理能力，選用5~10人/分鐘/臺(tái)；
　　C——乘客每次使用自動(dòng)增值機(jī)增值用來(lái)坐地鐵的人民幣數(shù)量；
　　c——乘客每次坐地鐵消費(fèi)的人民幣數(shù)量。
　　該公式適合在已運(yùn)行的線路上進(jìn)行設(shè)備改造時(shí)應(yīng)用，可以從要改造的線路上直接獲取、 、、C和c數(shù)據(jù)，計(jì)算精確度高。
　　從公式（4）和（5）可以看出，自動(dòng)增值機(jī)的數(shù)量取決于自動(dòng)增值機(jī)的利用率、自動(dòng)增值機(jī)的處理能力、乘客的消費(fèi)心理因素和地鐵票價(jià)。隨著城市一卡通和電子商務(wù)技術(shù)不斷發(fā)展，儲(chǔ)值票的增值功能可以擴(kuò)充到其它領(lǐng)域，這樣車(chē)站的自動(dòng)增值機(jī)的數(shù)量將大大減少。
　　5．結(jié)語(yǔ)
　　 地鐵AFC系統(tǒng)中終端設(shè)備數(shù)量對(duì)AFC系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)用起舉足輕重的作用，自動(dòng)售票機(jī)的數(shù)量與客流量和自動(dòng)售票機(jī)的處理能力有關(guān)，而自動(dòng)增值機(jī)的數(shù)量不僅與客流量和自動(dòng)增值機(jī)的處理能力有關(guān)，還與乘客的消費(fèi)心理和地鐵票價(jià)有關(guān)。以上自動(dòng)增值機(jī)的計(jì)算模型為深圳地鐵AFC系統(tǒng)中的自動(dòng)增值機(jī)數(shù)量確定提供了科學(xué)依據(jù)。
　　參考文獻(xiàn)
　　1． 深圳市特發(fā)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)有限公司鐵道部第三勘測(cè)設(shè)計(jì)院，深圳地鐵一期工程《初步設(shè)計(jì)》第十七篇《自動(dòng)售檢票》，深圳，1999.7
　　2． 張慶賀朱合華莊榮等，地鐵與輕軌，人民交通出版社，北京，2002.3