成都地铁自动售检票系统单程票箱技术改造

谢 峰 范 敏 周胡彬(成都地铁运营有限公司,610081,成都//第一作者,工程师)



成都地铁自动售检票系统单程票箱技术改造

谢 峰 范 敏 周胡彬
(成都地铁运营有限公司,610081,成都//第一作者,工程师)

摘 要地铁单程票卡发售和回收装置是自动售检票系统终端设备的关键模块之一。结合一种新型单程票箱改造技术在成都地铁1号线自动售检票系统中的应用及其项目实施情况,对新型单程票箱改造技术在地铁自动售检票系统中应用的必要性和可行性进行了分析。技术改造项目所采用的新型塑料票箱均为模具注塑一次成型,不仅具有成本低、外形美观、质量轻和耐用性强等特点,而且具备能够在各城市既有线路中直接进行改造的优点。

关键词地铁;自动售检票系统;单程票箱;技术改造

Author′s address Chengdu Metro Co.,Ltd.,610081, Chengdu,China

城市轨道交通自动售检票(AFC)系统,是一种由计算机集中控制的自动售票(包括半自动售票)、自动检票,以及自动清分对账和统计的封闭式自动化网络系统。而作为车站AFC系统重要组成部分的单程票箱(以下简称“票箱”)主要用于自动售票机、自动检票机、半自动售票机的发卡、回收模块,是AFC系统实现自动发售和回收票卡的主要部件。同时,AFC设备又属于使用频率高、操作频繁、故障率相对较高的车站设备,因此,AFC系统单程票卡发售和回收模块的良好工作状态对车站的运营组织以及确保乘客的顺畅出行有重要的作用。

1　单程票箱技术改造项目实施的必要性分析

1.1成都地铁单程票箱故障情况分析

成都地铁1号线AFC系统单程票箱由原承包商提供,采用不锈钢材质。设计人员出于对空白票卡的安全性考虑(目前各城市的地铁运营对于空白票卡的安全顾虑已经逐渐消除),票箱采用互锁装置、防票卡卡死结构,这种结构设计导致了车站人员每日装卸单程票的操作较为繁琐。进入网络化运营阶段后,车站客流量不断加大,更换票箱的频率也不断增加,频繁操作也加剧了票箱的故障。票箱在使用过程中经常出现铜锁芯损坏卡死、票箱变形、互锁机构卡死等故障。不锈钢票箱一旦因故障造成变形,修复工作量巨大,现场维修难以开展,导致票箱报废率很高。同时,由于不锈钢票箱的成本较高,损坏的数量也较大,造成车站的周转票箱数量不足,给车站的正常运转带来了巨大影响。成都地铁1号线单程票箱仅整个票箱的净重就达到4.35 kg,满载车票的箱重达到了6.5 kg,而目前车站站务人员又以女员工为主,每次更换票箱的操作对站务人员来讲都是一次心理和体力的考验。因此,为了提高AFC设备的使用效率,提高车站的运营效率,降低人力成本,迫切需要对AFC系统进行改进,以方便设备操作和维护。

1.2单程票箱改造项目实施的紧迫性分析

城市轨道交通属于快速轨道交通系统,快速通过是其显著的特。AFC系统的稳定性决定了乘客通过的速度,因此通过技术改造减少AFC系统设备的故障率是实现乘客快速通行的重要手段。

成都地铁1号线的火车北站、世纪城站和体育馆站都属于客流量大的重点车站,每日平均客流都在4万人次以上,特别是在节假日期间,客流输送压力更大。由于1号线不锈钢票箱损坏数量巨大,出站闸机一般都人为地只配置了1个回收票箱。每台出站检票机每日更换回收票箱次数多达4次之多,且很多票箱都是带故障运行,不仅增加了车站更换票箱的频率,而且AFC系统设备因反复出现故障,严重影响了车站的正常运营。据2013年AFC检修工班维修记录统计结果,1号线全线车站全年共报修损坏票箱867个,现场维修350个,车辆段检修工班维修329个。由于不锈钢材质变形缘故,报废票箱达到288个,设备报废总价值接近百万元。鉴于该型号单程票箱的采购价格昂贵,以及综合运营安全及维修成本的要求,不锈钢单程票箱技改工作急需予以实施,以解决AFC系统正常运行所面临的问题。

截止2014年年底,成都地铁1号线AFC系统设备运营已经接近四年多,车站AFC系统设备的单程票箱已经暴露出了质量过重、不易操作、故障率高、易损坏和采购成本高的缺点。基于降低AFC系统终端设备故障率、方便站务人员现场操作、提高工作效率以及降低运营成本的总体思想,对AFC系统车站设备的单程票箱实施技术改造势在必行。

2　技术改造方案及项目实施的关键点

2.1技术改造方案

本次单程票箱技术改造项目是成都地铁AFC系统运营以来第一次大规模设备技术改造,没有现成的经验可循,在项目的设计以及施工风险点卡控上都需要探索和创新,不仅要满足原有部件的正常运行,还要保证改造后的设备能迅速投入正常运营,以确保项目的顺利完成。所提出的技术改造方案具有以下特点:

(1)改造成本及费用较少。成都地铁1号线单程票箱技术改造合同要求完成1号线所有车站自动售检票设备的发卡模块、回收模块的技术改造,改造后所有模块配备新型塑料票箱。平均每套发卡、回收模块的改造费用以及配备新型票箱的费用总和约为2 000元人民币左右。相对于原厂每个不锈钢单程票箱2999元人民币来说,价格优势相当明显。

(2)模块采用新型塑料单程票箱。将原不锈钢票箱替换成塑料票箱,既降低票箱成本,又方便站务员操作,还有利于及时排除票箱造成的故障。新型塑料票箱采用亚克力材质(ACRYLIC),化学名称为聚甲基丙烯酸甲酯。该票箱透明、阻燃、稳定性好,耐多种化学品腐蚀。新型塑料票箱质量轻,方便车站站务人员的日常操作。达到了降低票箱故障、降低成本、循环利用、保护环境、节能减排的目的。

(3)对原单程票发卡、回收模块的兼容性改造。本次技术改造不涉及原厂发卡、回收模块的软件参数更改,仅在不影响原有模块整体结构的前提下,对可再利用的部件进行兼容性改造,增加部分新制的部件,实现在原有模块条件下运行新型票箱的功能,确保对发卡、回收设备的影响降到最低。

(4)加强了对空白单程票卡流失风险的管控。设备在进行技术改造之后,采用了亚克力材质的新型开放式单程票箱,淘汰了原厂不锈钢封闭式票箱。为避免单程票箱技术改造后出现空白单程票卡流失的风险,成都地铁在空白票卡的管理机制上,参照车站备用金的管理办法,在车站无纸化报表管理系统中将车站备用金和车站票卡均纳入每日流量统计分析。该系统每天对本站每台自动售票机、自动检票机的每次票箱操作以及操作人员帐号进行自动对应汇总计数,对于本站当日出现的票卡差异帐以及操作人员帐号进行报警显示记录。同时,车站也制定了相应的票卡差异帐赔偿管理办法,实行操作人员责任制,从设备技术和管理制度上杜绝了空白单程票卡的流失。

2.2项目实施的关键点

新型票箱技改所涉及的原单程票发卡、回收模块的兼容性改造是本次技术改造项目在项目实施方面的重要关键点,其内容主要包括以下两点:

2.2.1票箱通道的兼容性改造

由于原厂的不锈钢票箱长度尺寸大于新型塑料票箱,为保证新票箱与旧模块票箱通道的兼容性,原发卡、回收模块的票箱通道底座就需要做升高调整,以满足新票箱的安装尺寸。在原模块底座高度调整的设计中,涉及多个新老机械部件的重新设计改造,在缺乏原厂设计图纸的情况下,开发工程需要用千分尺来测量原模块的尺寸参数,再在测量所得参数的基础上进行新模块部件的设计和开发。图1为票箱通道底座改造前后对比图。由图1可见,改造后的票箱底座采用侧边增加支撑挡板、挡板上方增加票箱托盘的设计方式。

图1　票箱通道底座的改造前后对比

由于原不锈钢票箱采用不锈钢材质四周包围,不锈钢材质厚度仅为0.1 mm,而新型塑料票箱为保证硬度、韧度,在采用特殊塑料材质的条件下,厚度至少为0.5 mm。为保障新老设备的兼容性,就必须将原发卡、回收模块的票箱通道卡板进行加工改造,将原票箱挡板进行切削,以满足新型塑料票箱的厚度尺寸。图2为票箱通道改造前后对比图。

图2　票箱通道改造前后对比

2.2.2票箱口固定方式的兼容性改造

因原不锈钢票箱设计有专门用于票箱口固定的卡槽,通过卡槽和卡扣的密闭结合来使不锈钢票箱固定,以避免设备运行造成票箱的晃动。而新型塑料票箱则无票箱口卡槽,不能和原设备安装的卡扣完成相互固定配合。由于原票箱的卡扣同模块的传输通道采用了一体化设计,如果要对卡扣进行拆除加工则必须对票卡传输通道进行拆除。为保障新票箱与原模块的票箱卡扣的兼容性,经反复测试,最终采用了将塑料票箱放置低于卡扣下方,然后通过两侧的票箱卡子固定票箱,解决了票箱口不能固定的问题。图3为票箱限位块改造前后对比图。

3　项目实施效果

从成都地铁1号线AFC系统单程票箱技术改造的情况来看,新型单程票箱技术在减少设备故障、保障车站正常运营秩序方面取得了明显的效果。以1号线客流量最大的世纪城站为例,在技改前(即2014年1月份)其单程票设备故障总数为247个,其中票箱故障115个,占故障总数的46.5%;技改后(即2014年3月份),单程票故障总数为232个,其中票箱故障23个,占故障总数的10%。由此可以看出,经过单程票箱技术改造后,因为票箱故障造成的单程票设备故障降低了36.5%左右。

图3　票箱限位块改造前后对比

另外,新型单程票箱技术在降低运营维修成本方面也很明显。随着各城市地铁运营对空白单程票卡安全性顾虑的逐步消除,结构复杂的带互锁功能的不锈钢单程票箱已经在各城市新建地铁项目中逐步被新设备所取代。这对AFC系统单程票卡设备设计的简易化、操作便捷化和设备可靠性提出了更高的要求。成都地铁1号线原厂提供的不锈钢单程票箱的复杂结构导致了设备维护成本过高、维修工作量较大的缺点,消耗巨大的维护成本所换来的运营效率却很低。本次新型单程票箱技术改造项目的实施,在降低地铁运营维修成本、提高地铁运营的安全和质量方面取得了良好的效果。成都地铁1号线在实施单程票箱技术改造项目前后,全线单程票箱设备报废价值对比情况如表1所示。

表1　成都地铁1号线单程票箱报废价值表

由表1可见,在经过票箱技改后,成都地铁1号线仅单程票箱设备维护费用一项,年均节省运营维护成本就达80多万元,为成都地铁的安全、可靠和快速运营以及公司未来的良性发展打下了坚实的基础。

4　结语

综上所述,本次成都地铁1号线单程票箱技术改造项目主要针对1号线AFC系统原发卡、回收模块进行改造,对票箱通道、底座、传感器的位置进行重新设计和加工,包括对票箱通道的改造、对票箱口的固定改造等内容。项目所采用的新型塑料票箱均为模具注塑一次成型,不仅具有成本低、外形美观、质量轻和耐用性强等特点,而且具备能够在各城市既有线路中直接进行改造的优点。目前,成都地铁1号线单程票箱技术改造项目已经顺利完成,成都地铁2号线以及正在建设的3、4、7号线也将采用该新型塑料票箱改造技术的设计思想。本文所介绍的新型单程票箱改造技术在成都地铁AFC系统中的应用情况也为各城市轨道交通AFC系统的新线建设和既有线运营提供有价值的参考依据。

参考文献

[1] 赵时旻.轨道交通自动售检票系统[M].上海:同济大学出版社,2007.

[2] 何宗华,汪松滋,何其光.城市轨道交通车站机电设备运行与维修[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.

Technical Reform of One-way-ticket Box in Chengdu Metro AFC System

Xie Feng,Fan Min,Zhou Hubin

AbstractOne-way-ticket fare collection equipment is a very important part in the terminal device of AFC system. According to a new technical reform of one-way-ticket box in the AFC system on Chengdu Metro Line 1 AFC system, including the application and practical effect,the necessity and feasibility of the new technique are discussed.Since the new type ticket box is made through injection modeling,it features low cost,good appearance,light weight and strong durability,and has the advantages of further improvement applicable to the existing lines in other Chinese cities.

Key wordsmetro;AFC system;one way ticket box;technical reform

(收稿日期:2015-02-28)

DOI:10.16037/j.1007-869x.2016.02.027

中图分类号U 293.22