纸币循环找零技术在自动售检票系统中的应用

范 巍

(中铁第四勘察设计院集团有限公司通信信号研究设计处，430063，武汉∥高级工程师)

1 找零技术的发展

近年来，我国城市轨道交通AFC(自动售检票)系统的单程票发售方式和技术得到了飞速的发展，从20 世纪90年代初主要以人工半自动方式进行售票，到今天基本全部采用自动售票机实现全自动售票。自动售票机从最初单纯的硬币找零，到2008年实现了纸币、硬币的混合找零。2011年，纸币循环找零技术首次在国内城市轨道交通中得到应用，短期内即在一些城市得到了推广。

找零技术的发展，在不断提高售票自动化程度的同时，也为AFC 系统的运营带来便利和工作效率的提高，在减轻运营部门的工作量和提高对乘客的服务水平等方面，效果是非常明显的。如纸币找零技术的使用，在很大程度上缓解了各城市普遍面临的运营中硬币供应不足的压力，同时，与硬币相比，纸币的获取、投放、补充、回收、清点、保存、运输等方面的工作量都大为减轻。

随着城市轨道交通线网的形成和线路的不断延伸，客流量的不断增长，乘客单次购票的金额逐渐增大，使用纸币的比例不断增多，对自动售票机接受和找零纸币的币种需求更加丰富，纸币周转、清点相关的工作量也相应增加。纸币循环找零技术的出现和应用，满足了不断提高的乘客服务要求，和运营部门对纸币的管理和运维需求。

纸币循环找零是从相互独立的纸币识别和纸币出钞相组合的方式演变而来，循环找零模块集成了识别和出钞功能，一般由纸币识别器、钱箱、找币箱、循环找零机构等几个主要部件组成。其设计思想简单来说是将接收到的多种不同小面额的纸币暂存在相互独立的循环找零机构上，而将接收到的大面额纸币直接储存在钱箱中，循环找零机构上的纸币可以作为零钞找给乘客，另设找币箱可以在循环找零机构上纸币不足时补充单面额的零钞。一般来说，纸币循环找零能为城市轨道交通的运营生产带来的优势主要体现在以下几个方面:

(1)丰富了纸币接收和纸币找零的币种;

(2)减少自动售票机内的周转现金量，从而减少纸币钱箱的更换、纸币尤其是小面额纸币的清点和运输等工作量;

(3)减少硬币使用量和相关的管理工作，降低对硬币供应的依赖;

(4)节省自动售票机的内部空间，使自动售票机的设计更加紧凑和小巧;

(5)理论上比独立的纸币识别模块加纸币出钞模块的价格更低廉，从而降低自动售票机的造价。

表1 为纸币循环找零和独立的纸币识别加出钞找零方式的一个简单对比。

表1 循环找零与独立入钞加出钞方式找零对比表

从表1 可以看出，纸币循环找零在提高乘客服务水平和降低运营成本方面具有一定的优势，但循环找零模式对设备本身的质量和市场流通的纸币质量有着更多的依赖。同时，从目前看来，独立入钞加出钞的找零方式仍是各城市轨道交通的主流选择，能较好地满足目前轨道交通的AFC(自动售检票)系统运营需求。因此，如何进一步提高循环找零设备的品质，为纸币在城市轨道交通运营中的流转提供安全、高效、可靠的保证，成为纸币循环找零继续发展的关键。

2 纸币循环找零在国内城市轨道交通的应用

纸币循环找零在我国城市轨道交通中的应用时间并不长，属于新技术和新应用，从2011年以来，主要在重庆、天津、昆明等城市得到了较大规模的应用。

2.1 重庆应用情况

2011年7月，重庆地铁1号线开通，全线20 座车站共157 台自动售票机和2号线的3 座车站共11台自动售票机在国内首次使用了纸币循环找零;2012年，6号线和3号线南沿段先后开通，使用纸币循环找零的车站达到40 多座，自动售票机达300多台。

目前，重庆地铁的票价为2 元至7 元，自动售票机接收 1、5、10、20 元面额的纸币购票以及 10、20、50、100 元充值;1、2、3、6号线主要车站的循环找零面额设定为1 元和5 元，其中，1 元和5 元的循环找零容量各为90 张，全线车站除临江门、较场口、牛角沱3 个站补币箱补充1 元纸币以外，其他车站补充的均为5 元纸币。

重庆在自动售票机中采用了纸币、硬币双循环的运营模式，既迎合了本地1 元纸币流通较多的特点，同时也不排斥硬币的使用。纸币、硬币双循环不但进一步缓解了现金保有量对运营的压力，运营人员的钞、币维护和清点工作量也更为减少。

2.2 天津应用情况

2012年7月，天津地铁2号线开通，全线19 座车站共173 台自动售票机开始使用纸币循环找零;2012年10月，3号线 23 座车站共 211 台自动售票机开通使用纸币循环找零。

天津地铁2、3号线票价为2 元至5 元，自动售票机接收1、5、10、20 元面额的纸币购票，补币箱中补充的为1 元纸币;循环找零设定为1 元、5 元和10元，其中，1 元的循环找零容量为90 张，5 元的循环找零容量为60 张，10 元的循环找零容量为30 张。

天津同样是一个1 元纸币流通广泛的城市。天津地铁1号线自2006年开通运营起，自动售票机就接收1 元纸币购票，而找零模式限于当时的技术发展只采用了硬币找零。随着客流量日益增加，1号线运营可提供的硬币量已远远无法满足正常运营的需要，经常出现TVM 无法找零的情况。为了解决这一问题，天津地铁在2号线和3号线采用了纸币循环找零，只使用纸币找零，把接收到的硬币补充到1号线去使用。纸币循环找零，较好地解决了天津轨道交通1 元纸币流通量大而硬币量相对较小带来的找零不足问题，减轻了运营公司的硬币收集、补币和清点工作量，也减少了2、3号线运营的沉睡资金。

2.3 昆明应用情况

2012年6月，昆明地铁6号线开通运营，2 座站共22 台自动售票机使用了纸币循环找零;2013年5月，1号线一期工程12 座车站共113 台自动售票机和22 台充值验票机开通使用纸币循环找零。1、6号线自动售票机可接收 1、5、10、20、50 元纸币，不接收硬币，补币箱中补充的为1 元和5 元纸币;循环找零设定为 1 元、5 元、10 元、20 元，其中，1 元和 5 元的循环找零容量各为60 张，10 元和20 元的循环找零容量各为30 张。

昆明是一个基本上不流通硬币的城市，昆明地铁也成为唯一一个在自动售票机上不接受硬币购票的城市轨道交通。纸币循环找零在一定程度上较好地迎合了昆明地铁这一运营售票的特点。

从先后开通纸币循环找零的重庆、天津和昆明等城市的实际应用情况来看，不论是循环找零的币种还是补充纸币的币种，都表现出不断丰富的趋势，纸币循环找零的功能优势正不断地被释放出来，同时也体现出使用者信心的不断增强。

3 纸币循环找零的技术特点

纸币循环找零设备集成了纸币入钞和出钞部件，其核心技术主要集中在纸币识别器、钱箱、找币箱、循环找零机构等几个主要部件上，以及整机的小型化设计等方面。表2 为目前几种主流的纸币循环找零设备技术特点的对比。

表2 循环找零设备主要技术特点对比表

4 纸币循环找零的使用分析

纸币循环找零目前在国内城市轨道交通中主要与硬币找零相配合，实现纸币加硬币的混合找零，仅有昆明较为特殊，完全依赖纸币循环找零。在与硬币找零配合使用的典型模式下，以目前已使用的4币种循环补币的容量来看，已能较好地满足运营需求;纸币清空速度方面，循环机构内的纸币清空到回收箱的速度约1 张/s，理论上3 min 内即可完成清空，也可满足实际运营的要求。

重庆等城市纸币循环找零投入运营使用已有2年多的时间，目前最常见的问题主要集中在卡币、硬件故障和信息不符等方面。以图1所示的天津地铁2号线2012年7月～2013年5月运营统计数据为例，这几类故障占到了纸币循环找零模块故障的90%。

图1 天津地铁纸币循环模块故障分类图

通过表3所示的分析可以看出，造成纸币循环找零模块故障的原因主要可归结为以下几类:一是设备自身问题，如锁扣损坏、钱箱清不空、部件故障等;二是乘客和运营、维护人员使用不当等人为因素;三是纸币破旧;四是灰尘、污垢等造成设备失灵。

表3 循环找零模块主要故障原因分析表

排除人为和环境等客观原因，循环找零设备要降低故障率，首先需要解决的是卡币和钱箱清空的问题，不仅因其占故障比重最大，同时也是造成其他如信息不符、虚数、数据错误等故障的主因。卡币是一个伴随纸币设备长期存在的问题，独立的入钞和出钞设备目前也无法完全避免。而对循环找零来说，在如何减少和避免卡币现象，提出了更高的要求。对于钱箱清空，除了钱箱本身的设计，还需配合自动售票机的软件设计，实现对清空更加智能，更加准确的检测。因此，纸币循环找零设备的优化和改进，短期内将集中在如何降低卡币和优化钱箱清空等方面。

同时，加强对票务和设备维护人员的培训和管理，严格按照操作规程使用设备，以及在设备安装、调试以及新线开通运营初期，加强自动售票机成品保护和环境清扫，控制灰尘对此类精密设备的不利影响，对于降低循环找零设备故障率都具有十分积极的作用。

5 结语

随着城市轨道交通的不断发展，纸币的使用越来越多，乘客希望可接收和找零的币种也越来越多样化;对运营人员而言，处理纸币的工作量逐渐增加，通过技术手段减轻运营负担的需求十分迫切。纸币循环找零技术的发展，能较好地适应和满足乘客和地铁运营部门的需求，已在部分城市进行了应用尝试，取得了良好的效果。但同时也应看到，独立的入钞加出钞的找零方式在目前乃至未来较长一段时期内都能很好地满足大多数城市轨道交通的运营需求，而纸币循环找零设备在实际运营中还存在进一步提升品质的空间，在价格上作为集成一体化产品的优势也未充分体现。因此，循环找零技术要取得更大的发展和应用，还须在提高质量，特别是针对国内城市轨道交通AFC 系统运营特点和需求方面做出进一步的努力。

［1］陈凤敏，赵晓蓉，居理，等.城市轨道交通自动售检票系统工程质量验收规范［M］.北京:中国计划出版社，2006.

［2］董晓婷，王炯.城市轨道交通自动售检票系统纸币接收模块的自主研发［J］.城市轨道交通研究，2012(12):45.