陳嘯

摘要：硬幣系統(tǒng)是自動(dòng)售票機(jī)的重要組成部分之一，為確保其安全、可靠地運(yùn)行，需要不斷升級和優(yōu)化其功能、結(jié)構(gòu)。本文正是從南京地鐵一號線南延線硬幣系統(tǒng)的實(shí)際問題出發(fā)，通過科學(xué)地分析、研究為其升級、改造制定最優(yōu)方案，并落實(shí)改造實(shí)施。

關(guān)鍵詞：硬幣系統(tǒng)、射頻識別、安全性、可靠性

一、AFC系統(tǒng)及設(shè)備簡介

AFC是Automatic Fare Collection（自動(dòng)售檢票）的縮寫。AFC系統(tǒng)又稱自動(dòng)售檢票系統(tǒng)。自動(dòng)售檢票系統(tǒng)是基于計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)控制等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)軌道交通售票、檢票、計(jì)費(fèi)、收費(fèi)、統(tǒng)計(jì)、清分、管理等全過程的自動(dòng)化系統(tǒng)。其基本功能包括：

售票功能：用于乘客自助式購買地鐵單程票和乘客自助查詢車票。

檢票功能：乘客持車票在非付費(fèi)區(qū)進(jìn)站通道右側(cè)閘機(jī)刷卡區(qū)域上方出示票卡，驗(yàn)證票卡有效后扇門打開，乘客進(jìn)入付費(fèi)區(qū)。出站步驟相同，單程票需回收。

統(tǒng)計(jì)功能：車站的AFC設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳與車站SC，各車站SC將數(shù)據(jù)傳給線路中央計(jì)算機(jī)OCC，繼而傳給ACC。

自動(dòng)售票機(jī)（縮寫為TVM）設(shè)于車站非付費(fèi)區(qū)，用于乘客自助式購買地鐵單程票和乘客自助查詢車票。自動(dòng)售票機(jī)應(yīng)可通過參數(shù)設(shè)置為接受硬幣、紙幣、各種儲值類票卡等支付方式，并可以硬幣找零。

二、現(xiàn)狀分析

隨著南京地鐵一號線南延段運(yùn)營年限的增加以及客流的不斷增長，設(shè)備使用量逐年增加。南延線的硬幣系統(tǒng)同經(jīng)過了長達(dá)8年的運(yùn)行，設(shè)備老化導(dǎo)致的問題已經(jīng)凸顯，現(xiàn)存在以下幾個(gè)問題：

1、現(xiàn)用MEI硬幣模塊識別器停產(chǎn)，備件無法采購。正線上的硬幣識幣器老化嚴(yán)重，故障率高。從2014年起，南延線硬幣故障量逐年增長，從2014年的1200起，增長到2020年的2200起;數(shù)據(jù)差異方面由于識別器的老化，硬幣計(jì)數(shù)不準(zhǔn)，數(shù)據(jù)差異故障也在逐年增加。以上兩類故障的分析與故障處理均需耗費(fèi)大量人力物力，尤其是數(shù)據(jù)差異故障，每臺出現(xiàn)數(shù)據(jù)差異的設(shè)備跟蹤周期都達(dá)到月以上，且容易造成車站現(xiàn)金的差異，影響現(xiàn)金安全。由于MEI硬幣識別模塊已停產(chǎn)，現(xiàn)場節(jié)能設(shè)備的硬幣識別器已全部更換到在用機(jī)器替換使用，工班庫存已無識別器備件，如不進(jìn)行識別器的更換，后續(xù)硬幣故障的處理會越發(fā)困難。

2、硬幣回收箱問題。采用硬幣回收箱采用探針接觸式讀取ID。由于頻繁插拔，探針易受到撞擊而變形，從而導(dǎo)致接觸不良而無法獲取ID。目前工班采用短接的方法使系統(tǒng)默認(rèn)識別到錢箱，容易造成錢箱不到位導(dǎo)致硬幣散落。此類故障呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢，通過ID改造可以一勞永逸的解決回收箱ID問題。

3、新版人民幣識別。隨著第五套人民幣的發(fā)行、流通，南京地鐵也隨之進(jìn)行了設(shè)備的升級。然而南延線設(shè)備由于所使用的MEI識別器已經(jīng)停產(chǎn)多時(shí)，廠家無法對其進(jìn)行升級，影響了乘客使用新版人民幣購票。

三、改造思路

通過對南延線硬幣模塊現(xiàn)狀和痛點(diǎn)的分析，在結(jié)合了設(shè)備使用情況初步?jīng)Q定針對進(jìn)行以下改造：

1、識別器

由于本次改造只是在原有硬幣系統(tǒng)框架下進(jìn)行的局部改造，識別器的選型必須兼顧與原系統(tǒng)的兼容性以及可維護(hù)性等方面，最終在眾多品牌中選擇了NRI品牌識別器。其與原識別器采用了相同的10PIN AWP 標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)接口和cctalk通訊協(xié)議，最接近的結(jié)構(gòu)尺寸和硬件接口，使得改造優(yōu)化可達(dá)最優(yōu)。同時(shí)，配套新版人民幣和回收箱識別模式的改變更新了硬幣模塊的主控制板。

2、硬幣回收箱

原有硬幣回收箱采用探針接觸式，頻繁插拔后探針易受到撞擊而變形從而反復(fù)故障，經(jīng)過研究比選決定在本次改造中將其改造為安全性、可靠性更高的射頻識別（RFID）式識別模式[1]。

射頻識別（RFID）是一種無線通信技術(shù)，可以通過無線電訊號識別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或者光學(xué)接觸。其優(yōu)點(diǎn)如下：

1）快速掃描、RFID辨識器可同時(shí)辨識讀取數(shù)個(gè)RFID標(biāo)簽;

2）體積小型化、形狀多樣化、RFID在讀取上并不受尺寸大小與形狀限制;

3）抗污染能力和耐久性、傳統(tǒng)條形碼的載體是紙張，因此容易受到污染，但RFID對水、油和化學(xué)藥品等物質(zhì)具有很強(qiáng)抵抗性;

4）穿透性和無屏障閱讀、在被覆蓋的情況下，RFID能夠穿透紙張、木材和塑料等非金屬或非透明的材質(zhì)，并能夠進(jìn)行穿透性通信;

5）安全性、由于RFID承載的是電子式信息，其數(shù)據(jù)內(nèi)容可經(jīng)由密碼保護(hù)，使其內(nèi)容不易被偽造及變造[2]。

四、實(shí)施過程

1、線纜改造

CAS-006X使用RS232串口與上層通信，運(yùn)行電壓為24V及12V直流電源，與原有電氣相同，因此只需增加用于結(jié)構(gòu)改造的線，即可做好所需的電氣連接。硬幣回收箱支架的RFID讀卡器及到位開關(guān)線纜，可以通過CAS-006X對外接口的線纜進(jìn)行轉(zhuǎn)接并引至整機(jī)內(nèi)的回收箱RFID讀卡器支架即可。

2、模塊安裝改造

1）、依次拆卸：（1）原始硬幣模塊及鎖扣組件（2）硬幣模塊鏈條及線纜（3）導(dǎo)軌、安裝座（4）投幣管道（5）硬幣回收箱、ibutton組件及其線纜（6）硬幣找零管道

2）、安裝新的投幣管道、導(dǎo)軌、安裝座、硬幣模塊鏈條及線纜、硬幣回收箱RFID讀卡器組件及其線纜。

3）、拉出導(dǎo)軌，將安裝有左、右固定條的硬幣模塊安裝在導(dǎo)軌上，同時(shí)在硬幣模塊上安裝拖鏈的另一端，并將模塊轉(zhuǎn)接線接到模塊上。

4）、安裝鎖扣組件及剩余零件。

5）將新的帶RFID的硬幣回收箱裝到機(jī)柜內(nèi)。

6）安裝完成后進(jìn)行通電測試試用。

五、結(jié)束語

本次的替代研究與應(yīng)用，充分考慮了南京地鐵一號線南延線硬幣系統(tǒng)當(dāng)前存在的痛點(diǎn)，主要針對了識別器、回收箱等故障頻發(fā)的部件進(jìn)行了優(yōu)化、替代工作。在保證了硬幣系統(tǒng)框架和結(jié)構(gòu)不做大調(diào)整的原則下，有效解決了現(xiàn)場的實(shí)際問題，兼顧了經(jīng)濟(jì)性和社會性的改造優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)：

[1]章璽.帶固態(tài)開關(guān)的有源rfid標(biāo)簽：CN，doi：CN103500355 A[P].2014

[2]張華.射頻識別技術(shù)在“電子標(biāo)簽”讀寫機(jī)具中的應(yīng)用研究[D].中南大學(xué)，2005. DOI：doi：10.7666/d.y991993.