自动售票机发售车票流程耗时分析与优化

谢宇山

（广州市地下铁道总公司，广东广州 510308）

自动售票机发售车票流程耗时分析与优化

谢宇山

（广州市地下铁道总公司，广东广州 510308）

随着城市轨道交通线网规模逐步发展，线路的客流量显著上升。提高设备运行效率，减轻客流压力，成为原线路的一个关注点。从自动售票机单程票发售流程入手，探讨如何在不改变硬件设备的基础上，对流程进行分解、再组合，加快单程票发售速度，达到减轻客流压力的目的。

自动售票机（TVM）；任务分解；时间网络图

自动售票机（TVM）是自动售拣票系统（AFC）中四大站级设备（自动售票机、票房售票机、闸机、验票机）之一，具有向乘客发售单程车票和对地铁储值票充值的功能。随着广州地铁线路的不断建设，地铁线网不断扩展，地铁客流量也随之上升，现有线路客流压力显著上升。TVM承担发售单程票的功能，提高TVM发售车票的速度，减少乘客购票时间，能有效地减缓车站非付费区的客流压力。

受人口结构影响，广州地铁单程票使用比例一直维持在20%～30%，广州地铁一、二号线已开通超过十年，受站厅布局限制，要减缓车站客流压力，减少TVM购票时间也是主要考虑方向之一。本文主要讨论在既有硬件条件下，如何设计单程票发售流程，减少整体购票时间。

1 需求分析

广州地铁一、二号线TVM可支持纸币、硬币购买单程票，找零模式为硬币找零，暂不支持纸币找零。乘客选择目的车站和购票张数后，根据TVM提示投入足够面额的纸币、硬币。TVM自动发售相应票价的单程票，并且将乘客投入的纸币、硬币送入钱箱；如需找零，则将硬币找零箱中相应数量的硬币投出给乘客。如果乘客在投入足额钞票前取消交易，TVM需具备原币返回功能。乘客正常购票所需时间可分为两部分：乘客选择站点及投币时间和自动售票机出票找零时间。前一部分主要与乘客的操作有关，时间长短受乘客操作影响比较大；后一部分完全是自动售票机自己在操作，是乘客在等待的时间，本文主要针对后一部分时间开展分析与优化。

自动售票机的发售流程优化应该是在确保自动售票机数据与现金准确、安全的前提下，尽量减少硬件处理上的串行环节，缩短乘客等待时间，使自动售票机能尽快为下一次发售做好准备。

图1 TVM发售流程任务分解图

2 流程设计

乘客投入足额钞票后，TVM的操作包括停止钱币接收流程、单程票赋值出票流程、硬币找零流程、钱币入箱流程、生成交易文件流程。整个过程涉及TVM三个模块：纸币、硬币、单程票。过程期间需在TVM显示屏上出现相应提示。对TVM的操作流程进行任务分解，可由图1所示。

从现金安全、数据完整、TVM硬件结构以及乘客信息提示等方面考虑，TVM出票找零流程中的各个子任务之间需满足以下几个要求。

（1）TVM进入出票找零流程时，应第一时间停止接收硬币、纸币，避免乘客投入多余的现金。与此同时，TVM应有相应的状态显示，提醒乘客不要尝试投入现金。

（2）为保障TVM现金安全，TVM的纸币模块和硬币模块都有安装了钓鱼设置。在单程票模块操作前，应查询模块的状态，确认现金是否进入安全位置。

（3）单程票模块操作完成前，TVM仍有可能因为单程票出票不成功导致退回现金。因此在出票结束之前，纸币、硬币都不能进入钱箱。

（4）硬币模块受结构设计限制，收入硬币与找出硬币不能同时进行。个别情况下，必须先把投入的硬币导入钱箱才能进行找零操作。

（5）发售结果信息内容至少包括收入现金金额、发售单程票的面值及数量、找零金额，因此，必须在出票、找零操作完成后才能显示发售结果信息。该信息需在TVM乘客显示器上维持一定时间，维持的时间可由TVM参数控制。

（6）纸币模块、硬币模块及单程票模块的全部操作完成后，TVM再进行交易数据处理。数据处理完毕后，TVM才可返回等待界面，准备为下一位乘客服务。由于数据处理与TVM硬件机械运动相比时间极短，在此忽略不计。

（7）在实际运营中，根据乘客购票投入的现金组合方式以及是否需要找零，流程中的部分子任务可以不必执行。

根据以上要求，对流程中各子任务的前后顺序进行梳理，可以得到各子任务的前置任务，如表1。

表中各任务的耗时根据实际设备测试得出，为了便于测试结果的比较分析，每次测试时找零和出票两个任务都设定固定的找零数量（两枚一元硬币）和出票数量（购买一张单程票）。另外，停止接收硬币和查询硬币模块状态为连续任务，可将两任务耗时统一计算。同样处理的还有停止接收纸币和查询纸币模块状态、单程票赋值和出票两组任务。

根据表1中任务之间的前后关系，可以得到时间网络图如图2所示。

表1 各任务前置关系表

从时间网络图上可以看出，TVM出票找零流程可分为出票前和出票后两部分。在出票前，硬币模块的处理和纸币模块的处理可以并行执行。在出票后，显示发售结果信息需要在找零后才可执行，与硬币进入钱箱、找零两个任务串行处理；纸币进入钱箱可在出票后立即处理。另一方面，纸币进入钱箱和硬币进入钱箱两个任务根据乘客投入的现金组合判断是否需要执行，对整个流程的执行时间有一定影响。

分析原TVM程序发现，赋值出票之前的纸币模块和硬币模块处理也采用并行方式，不需要修改；赋值出票之后的流程采用串行方式处理，即硬币进入钱箱、找零、纸币进入钱箱、显示发售结果信息四个任务依次执行，按上述流程修改程序，并根据乘客投入的现金组合以及是否需要找零共五种情况分别测试，得到测试结果如表2所示。

从结果分析，测试值与理论值相差大约0.3秒左右，考虑到理论分析的时候未计算购票过程中交易、日志等文件等的读写、多进程之间的数据交换、主控与硬件模块之间的通讯所消耗的时间，误差在接受范围内。减少的时间主要来自于赋值出票后的流程处理，与理论计算基本吻合。

3 进一步优化

以上讨论的优化方案仅涉及TVM主程序的修改，并未涉及硬件模块程序或结构。由于修改后的TVM主程序测试值与理论值已相差不大，进一步的优化需考虑硬件模块程序的修改。从时间网络图分析，如需进一步优化，应优先从关键时间路径入手。例如停止接收硬币、查询硬币模块状态两个连续任务，如能减少任务时间，将直接影响整个购票流程时间。同样的，单程票赋值、出票两个连续任务以及找零任务都属于优先考虑对象。

图2 TVM购票流程时间网络图

表2 测试结果s

4 结束语

线网的扩展带来客流量的上升，客流密度的增加要求系统处理速度加快，以保持城市轨道交通快速的特点。使用任务分解图，将复杂笼统的大任务分解成简单独立的小任务，再分析各个小任务之间的依赖关系和先后顺序，从而得到合理的时间网络图，以此作为系统设计的依据。从时间网络图中还可发现系统瓶颈，根据需要再做进一步优化。

The Optimal Analysis of TVM Token Vending Process

XIE Yu-shan
（Guangzhou Metro Corporation，Guangzhou510308，China）

With the urban railway system network grow，the volume of passenger transport of the original lines increased significantly. How to improve the operating efficiency of metro equipments，reduce traffic pressure，become a focus of the original lines.This paper brought out a way by breakdown and reengineering of SJT vending flow without hardware rectification，for the purpose of shorten the SJT vending time and reduce traffic pressure.

ticket vending machine（TVM）；work breakdown；time network diagram

U231.92

：A

：1009－9492(2014)10－0085－04

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.10.23

谢宇山，男，1980年生，广东东莞人，硕士，工程师。研究领域：自动售检票系统。已发表论文2篇。

(编辑：王智圣)

2014－04－04