城市轨道交通自动售检票系统进一步国产化的路径探究

荣 毅

（武汉地铁集团有限公司建设事业总部通号部，430030，武汉∥工程师）

在我国，城市轨道交通建设起步较晚，但发展速度是超乎寻常的。在早期的建设和运营过程中，由于关键技术和产品被国外供应商垄断，很多机电设备，包括自动售检票（Automatic Fare Collection，简称AFC）系统都要依赖进口。这对我国城市轨道交通的发展形成了阻碍。为保障城市轨道交通的快速有序发展，从1998年以来，国家相继出台了指导国内城市轨道交通装备国产化工作的有关政策，要求“城市轨道交通项目的机电设备的平均国产化率要确保不低于70%”。

1 AFC系统国产化的重要性

我国城市轨道交通系统在发展初期采用人工售检票，不仅效率低，而且不利于客流控制，无法做到对客流的精确统计和分析，从而可能导致影响运营计划和经济收益。AFC系统是基于计算机、通信、网络、自动控制及电子器件等技术，实现城市轨道交通售票、检票、计费、收费、统计、清分、管理等全过程的自动化系统。在城市轨道交通中，AFC系统可为乘客提供方便、快捷的售检票服务，为运营组织提供客流量数据分布和统计分析，可优化运营和提升轨道线路的运输能力，并能够对票务收益和运营数据进行准确清分，既实现精细管理也能保证运营收益的合理分配。

鉴于AFC系统在城市轨道交通系统中应用的众多优点，20世纪90年代末，上海、广州等地先后引进了国外的AFC系统，应用在初期城市建设的轨道交通线路中，实现了从无到有的跨越。但在进口AFC系统的采购、实施及运营过程中，完全依靠进口的种种弊端也逐渐显现出来。比如，按照欧美人的特征和习惯设计的系统架构、人机界面等不适合我国国情，且造价昂贵、维护保养费用高；国外企业的关键技术不公开，造成系统的维护和升级困难，备品备件不足，售后服务难以及时保障等。所以，必须发展具有自主知识产权的、符合中国特色的AFC系统。

在发展国产化的AFC设备过程中，必须解决的问题有：

1）国家政策的针对性不足，对自主创新研制AFC系统的支持力度还不够。

2）所引进、消化和吸收的技术，根本上还是建立在外方的技术体系基础上，与我国的工业基础匹配性不足。

3）对于复杂程度较高的AFC系统，其研发、生产和供应等整个产业链较长，尚未形成健全的体系。

4）一些基础技术和模块，需要跨领域合作攻克，或依托其他的技术体系。

2 AFC系统的国产化进程

我国城市轨道交通的AFC系统从基本完全依赖进口的初期起步，在经历了技术引进、合作开发、独立实施等阶段之后，目前已具备了较强的独立设计和制造能力。

2.1 AFC系统基本依赖进口的起步阶段

在20世纪90年代，国内城市轨道交通AFC系统基本上完全采用进口的方式。进口AFC系统的技术成熟，在建设初期加以有效引进，有助于快速掌握先进技术，对我国AFC行业的发展起到了促进作用，同时也培养了大量人才。但是，系统设备和技术被国外供应商垄断，也导致了一些问题：

1）系统设备昂贵，建设成本和运营成本居高不下。

2）关键技术掌握在外方手中，维护和升级严重依赖于国外供应商，且响应周期不可控。

3）服务质量难以保障，备品备件无法及时获得供应等。

4）针对我国情况的人机因素、形态语意、功能表达等的人机交互贴合性考虑不够。

2.2 AFC系统的技术引进、合作和独立实施阶段

进入21世纪，AFC系统的国产化经历技术引进、合作开发和独立实施的过程。国家发改委也将AFC系统列入了城市轨道交通的国产化计划，并在执行过程中，形成了以下几个步骤：首先，针对技术被国外供应商垄断和相关产品不完备的情况，从技术路线上采取“先行合作、逐步替代”的战略方针；其次，根据此战略要求，在AFC系统技术引进时，要求国外供应商提供切实可行的国产化方案，以促进国外企业与国内企业合作。

这阶段重点是结合我国在管理和清分方面的需要，对系统的架构和产品的使用习惯进行了分析设定，同时，强调中国人身高特征和操作习惯在终端人机界面的操作要求，并在终端设备上大量采用如触摸屏操作、非接触IC（集成电路）票卡、三杆闸机和门式闸机等新技术。

在引进和合作过程中，国内供应商也全面参与了AFC系统施工和集成方面的工作，积累了丰富的经验。在此基础上，开发了国产的售检票设备、IC票卡及部分应用软件。随着项目的增加，国内供应商提供的AFC系统架构和产品逐步完善，并在国内多条既有线的升级改造和新线工程中得到了很好的应用。

但是，在这阶段的国产化过程中，部分核心模块和部件的技术仍然受制于国外供应商的垄断性制约。

2.3 AFC系统设备完全实现国产化阶段

目前，我国已完成能够进行城市轨道交通AFC系统的全系统设计和供货，但在部分应用终端的核心技术和模块还依赖于外方，包括终端设备的关键部件如三杆模块、扇门模块、纸币处理模块、纸币找零模块、硬币识别模块等都采用进口品牌，国产化进程进入到瓶颈期。

在经历了技术引进、合作开发、独立实施阶段后，国内AFC系统集成和设备供应商的能力不断提高，已经具备了较强的独立设计和制造能力，自主研发的一些系统设备和终端设备也日趋成熟，并已广泛应用于北京、上海、广州、深圳、南京、天津等城市轨道交通，整体的国产化率已达到国家的指标要求。但操作系统、扇门模块、纸币处理模块、纸币找零模块、硬币识别模块等附加值高的核心模块的技术和产品，仍然被国外供应商所垄断；国内供应商的产品尚处于研发、试制和逐步试用的阶段，市场占有率非常低。

3 AFC系统终端设备的国产化现状

目前国内已有多个厂商在积极进行AFC系统终端设备模块的研发，以2010年投入运营的国内某城市轨道交通线为例，可以看出已取得了可喜的成效。

从表1可知，AFC系统架构的主体部分已基本实现了国产化，但占系统造价比最高的终端设备，特别是TVM和AG设备的国产化程度还相对偏低。这两种设备的核心模块（表2）主要依赖进口，造成了整机国产化率低的状况。

表1 AFC系统分类子项的造价和国产化情况

城市轨道交通目前主要采用自动售票方式和检票闸机。随着乘客对城市轨道交通运营单位服务便捷性要求的提高，TVM和AG设备在AFC系统中的使用数量大量增加，故该类核心模块的国产化潜力还非常大。

4 AFC系统核心模块国产化的可行性

从目前国内城市轨道交通的需求和AFC系统造价角度看，TVM设备的纸币接收模块、纸币找零模块及AG设备的扇门模块占系统造价的比例较高。由于国内供应商的货币识别技术落后，扇门模块生产经验、电机技术和工艺水平上的不足，导致在核心技术上难与国外供应商抗衡。为保证AFC系统国产终端设备的竞争力，有必要加大研发国产终端设备核心模块的力度，消除国产终端设备产品的瓶颈，以提升我国产品在国际市场的竞争力。

目前，我国供应商已开发的部分核心模块，通过试用验证效果很好，并且在需求目标方面也已形成较为明晰的认识，已具备必要的技术和资源条件，通过进一步工作就能完全替代国外相应的产品。

4.1 国产与进口核心模块的情况分析

以下就技术指标、使用习惯、备件和造价方面，对国内和国外供应商提供的核心模块进行分析。

1）技术指标：国外供应商提供的产品经过长期的发展，性能指标较优，已形成较完整的标准体系，产品可靠性高。国内供应商提供的产品具有后发优势，可以直接应用一些新技术和新材料，对性能指标的掌控能力已经具备，可以通过跟专业厂商合作形成优良的产品，建立新的标准体系。

2）使用习惯：国产产品在研制过程中，更能符合本土使用习惯、贴近用户需求。例如纸币处理模块，国内厂家对人民币的技术特点、流通情况及国民的使用习惯等信息掌握程度更好，防伪处理更为符合环境特点，更有利于提升纸币识别率和伪币拒钞率，可显著降低设备的卡钞率。

3）备件与服务：进口核心模块生产商在国内没有研发生产机构，均采用代理销售的模式。代理商通常只能处理产品的一般故障，对深入的技术维护需要通过“寄往国外—国外维护—寄回国内”的途径来完成，较难保证产品升级、维护、技术配合等的服务质量。国内厂商在提供本地化、原工厂服务等方面具有国外厂商难以比拟的优势，可以建立快速响应服务，对应用需求能够进行彻底的分析与解决，并为长期供货服务提供有效的保障。

4）价格：国外供应商的生产和流通成本较高，提供的产品价格昂贵，也严重影响了城市轨道交通的建设成本，增加了运营商的资金压力。

4.2 国产与进口典型核心模块的性能比较

在AFC系统的终端设备中，国内研发与国外进口的核心模块性能对比见表3。

通过其性能指标和应用对比分析后可见，国内厂商研发的核心模块的性能指标已接近或达到国外相应产品的水平，已经为AFC系统的全面国产化提供了较好的基础。

5 对AFC系统深入国产化的建议

在目前基础上，有必要进行深入的AFC系统国产化工作，以尽快解决对国外供应商的技术和基础模块的依赖瓶颈。开发和形成具有自主知识产权的核心模块和技术体系，可以更好地满足乘客对城市轨道交通发展要求，提高AFC系统的可用性和可靠性。为此，建议如下：

1）加强国家政策的扶持，形成定向支持渠道。加大对企业和研究机构的扶持力度，建立和形成定向的支持渠道，支持企业开发和创新更多具有核心知识产权和竞争能力的产品。

表3 核心模块性能对比表

2）加强核心产品的创新投入。增加政府对自主知识产权创新的资金投入，既可以直接用于AFC系统核心模块的基础技术和关键技术领域的创新，也可用于企业的产品创新、工艺创新。在政策的保驾护航下，为创新的AFC系统核心模块提供应用的环境。

3）形成产业联盟。在“产学研”的环境下，成立城市轨道交通AFC设备核心技术联盟，开展核心模块的技术要求、生产工艺、外部环境的研究，为核心模块的研制创造基础条件。打破国外供应商垄断的局面，形成“产学研”一体化的研制机制，开展跨领域和全产业链的合作。由单一供应商研制走向联盟共同研制，以提升核心模块的性能和竞争能力。

4）制订发展规划和更清晰的技术标准。制订AFC系统终端设备核心模块的国家标准或地方标准，使不同供应商生产的产品和模块具有通用性，实现模块或产品的互换和替代能力，降低AFC系统终端设备的成本，增加市场的整体竞争力。

6 结语

AFC系统作为城市轨道交通重点系统，尽管目前部分的国产AFC核心模块已达到一定的水平，部分技术指标甚至已超过进口同类产品，且在服务和成本上还有着国外供应商无法比拟的优势，但进一步的国产化工作，已经遇到了明显的瓶颈性制约。只有建立必要的政策支持和产业联合协同机制，才能根本克服国产化进入深水区后遇到的瓶颈问题。

在我国大力发展城市轨道交通的同时，也要关注形成我国AFC系统的稳定技术和产品体系，并快速形成能参与国际市场竞争的整体能力。

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