AFC系统闸机通行模式研究

摘要：文章对扇门常开和扇门常闭两种模式进行对比，详细阐述了扇门常开模式相对于扇门常闭模式的优缺点，并提出了两种模式的适应线路。文章是理论研究，旨在为以后的实践提供理论依据，所有数据都是从现场得到的，具有普遍性。

关键词：闸机；通行模式；扇门常开；扇门常闭

中图分类号：U231文献标识码：A文章编号：1009-2374（2012）24-0013-03

1闸机通行模式类型

闸机的通行方式有两种：扇门常开模式和扇门常闭模式，在两种模式下，乘客都必须验票进闸或出闸。在扇门常闭模式下，闸机扇门始终保持关闭，仅当乘客通过合法验票进出闸时，扇门才会打开；在扇门常开模式下，闸机扇门始终保持开放，仅当乘客非法进出闸时，扇门才会关闭。目前中国几乎所有地铁线路都采用扇门常闭模式。

2扇门常开模式相对常闭模式的优点

2.1提高通行速度

提高通行速度是扇门常开模式最大的优点。随着地铁客流的增加，为了使乘客更方便快捷地进、出付费区，将要提高闸机的通行速度。特别对于一些客流大的站点，在上班高峰期间乘客往往要排着长队出闸，不但浪费了乘客宝贵的时间，也影响了地铁公司的形象，在这种情况下，提高闸机的通行速度尤为重要。在闸机总数量没办法再增多的情况下，提高每台闸机的通行速度将是唯一的方法，而提高每台闸机的通行速度最有效地方法就是把闸机设置成扇门常开模式。

以某地铁五号线闸机为例，当设成扇门常开模式时，在理想的情况下，扇门将不用重复打开和关闭，而是一直保持打开，这样通行速度将大大提高，扇门常闭模式的理论通行能力为：

不回收车票：45名/分 ，即平均时间为1.33秒

全部回收车票：28名/分，即平均时间为2.14秒

扇门开关闭的理论操作时间为0.3秒，加上中间停顿，一次完整的扇门开关闭最少要0.7秒，那么扇门常开模式的理论通行速度应该为：

不回收车票：平均时间为1.33－0.7=0.63秒，即95名/分

全部回收车票：平均时间为2.14－0.7=1.44秒，即41名/分

可见扇门常开模式的理论通行速度是扇门常闭模式的两倍左右，而且当扇门模块磨损后，扇门开关闭门的操作时间将变长，这样扇门常闭模式的通行速度将慢于理论值。而对于扇门常开模式，主要影响通行速度的是读票卡速度，而这个基本上可以保持不变，所以扇门常开模式的通行速度稳定性比扇门常闭模式强很多。

2.2节省用电

在扇门常闭模式下，乘客每次进出闸，扇门都必须动作两次；而在常开模式下，理想情况下闸机扇门马达完全不用动作，马达的耗电量几乎为零。虽然没办法精确计算由于扇门经常开关闭所损耗的电量，但可以想象，以一条线路每天50万客流量计算，每个乘客要使用两台闸机，一台闸机有两边扇门，就相当于扇门马达动作了200万次，一天的耗电量将是一个非常可观的数目。

2.3减少维护成本

作为运行状态与客流量密切相关的扇门模块，整体动作次数也在升高。以某地铁5号线一个客流大站2011年的季度客流统计数据显示，平均每台闸机扇门动作频率达到30万次/季度，其中最高客流的单台闸机达到了100万次/季度。在扇门模块动作频率整体升高的情况下，部分扇门模块出现了在非正常状态工作的现象，开关门时异响、噪音大，关门后扇体晃动等情况。而每台闸机出现故障后的维护时间都较长，明显加大人力成本。同时扇门模块部件的损坏是比较严重的，且这些部件一般只有供货商才有，价格都比较贵。如果能够减少闸机扇门的开关闭次数，就能减少损耗，为运营公司节省一笔开支。

2.4降低故障率

由于扇门的频繁动作，势必会造成一些故障，特别在要更换备件的情况下，闸机将不得不停用一段时间，这样造成的影响就会更大。扇门抖动出现的概率也比较高，而扇门抖动是有可能造成乘客受伤的，扇门维护只能缓解这个问题。在扇门常开模式下，假如扇门开关门的概率很低，扇门模块的故障率将会大为下降，将可节省很多人力和物力。

3扇门常开模式相对于常闭模式的缺点

3.1乘客逃票

在扇门常开模式下，乘客逃票会比扇门常闭模式容易，所以逃票率将会大大增高。特别是针对现今国内环境，恶意逃票的乘客是有一定数量的，所以在扇门常开模式下，逃票率估计会较高，每天由于乘客逃票造成的损失就相当严重。

3.2冲撞扇门

现在闸机扇门灵敏度已经很高，能实现在常开状态下，及时关闭扇门，阻止乘客非法通过。但如果乘客不清楚扇门常开模式，特别是第一次搭地铁的乘客，有可能导致乘客冲撞扇门，对扇门造成一定的影响。乘客并不是有意要冲撞扇门，只是他们不知道不验票进闸时，扇门会关闭，或者以为已成功验票，如果他们走得太快的话就会来不及停下来，就会撞上扇门了。

4非法进闸与非法出闸

为了讨论的方便，定义一个概念：非法进闸与非法出闸。非法进闸与非法出闸就是乘客没验票，就试图进闸或出闸，当乘客进入到闸机传感器感应区内，闸机会发出报警声，且进入暂停服务，不能验票。进闸机和出闸机都会同时出现非法进闸和非法出闸。通过现场观察，造成乘客出现非法进出闸的原因是：

乘客的进出闸习惯所致，有些乘客为了赶时间，他们从验票到入闸是一个连贯动作，而不会停下来看有没有验到票再进闸，所以当乘客走得比较快时，读卡器还没验到票，就出现了非法进出闸。不熟悉地铁的人有可能不知怎么验票，他们就有可能先走进到闸机里面再试图验票，从而出现非法进出闸。

进闸机的非法出闸和出闸机的非法进闸有两种情况：一是乘客从反方向走进来。二是乘客拖着行李或有人并闸出站或进站时。

经过在某地铁车站进行抽样调查，得出下列结论：

在扇门常闭模式下，非法进出闸的概率在4%左右，且有两个特点：从总体上看，储值票使用率越高，非法进出闸概率就越小，两者有一定的比例关系，这主要是由于使用储值票的乘客对闸机比较熟，所以比较少出现非法进出闸。与上下班高峰期有关的闸机的非法进出闸概率小，这是因为这时候进出闸的乘客多是天天搭地铁上下班的上班族，他们对闸机已经很熟，基本上不会出现非法进出闸。

5扇门常开模式的实现方法

目前大部分闸机无论是扇门的灵敏度还是通道传感器的检测能力都具备了扇门常开模式的硬件条件，从扇门常闭模式改为扇门常开模式只需改动其中一部分软件就行。主要变动其中的两个方面：一是当乘客非法进闸或非法出闸时，在扇门常闭模式下，只发出报警声；在扇门常开模式下，除发出报警声外，乘客处理模块还向扇门发出关闭命令。当解除非法进闸或非法出闸状态时，在扇门常闭模式下，停止报警声；在扇门常开模式下，除停止报警声外，乘客处理模块还向扇门发出开放命令。二是当主控发出乘客可以通过信息给乘客处理模块时，在扇门常闭模式下，乘客处理模块会向扇门发出开放命令；在扇门常开模式下不发出任何命令。当传感器检测到乘客已通过时，在扇门常闭模块下，乘客处理模块会向扇门发出关闭命令；在扇门常开模式下不发出任何命令。

从上面分析可以看出，在扇门常闭模式下，乘客处理模块会不断向扇门发出开放/关闭命令；而在扇门常开模式下，只有当乘客非法进闸或非法出闸时，乘客处理模块才会向扇门发出开放/关闭命令，这在一定程度上也可以提高乘客处理模块的使用寿命。

6降低非法进出闸概率的方法

非法进闸与非法出闸出现的概率直接影响到扇门常开模式通行效率，对于两个极限值：一是所有乘客都先非法进闸或非法出闸后再正常通过，这种情况下，扇门每次都要开放/关闭，通行速度达到最慢。二是所有乘客都没有出现非法进闸或非法出闸，正常通过，这种情况下，扇门完全不用动作，通行速度达到最快。

在扇门常闭模式下，非法进出闸出现的概率是4%左右，在扇门常开模式下，出现非法进出闸的概率除了与前面“4 非法进闸与非法出闸”所讨论的原因有关，还会多一个因素，就是扇门常开模式对乘客验票习惯的影响，可分为两个方向：一是对经常搭地铁的乘客，当他们在扇门常开模式下搭过一次地铁后，下次他们都会主动验票进闸了，所以这一部分乘客（绝大部分都是这种乘客）在扇门常开模式下，并不会对非法进出闸概率造成影响。二是对于不熟悉地铁的乘客，在扇门常闭模式下，他们可能会先验票，但在扇门常开模式下，他们不验票就进闸（即冲闸）的概率会较高。但也不会高很多，因为只有他们不知道要验票才能进闸的情况下才会冲闸，而一般地铁站都是比较多人的，当他们看出别人要验票才能进闸时，他们就会跟着验票了，这就是群体效应。

为了使在扇门常开模式下的非法进出闸概率接近甚至低于扇门常闭模式下的，要做到两点：一是明显提示乘客进闸要先验票，并且要站在黄线外验票，只要能让乘客一看到闸机就知道要验票进闸，他们就不会冲撞扇门了。二是当乘客验票成功后，能给予乘客明显提示，包括图像显示与声音显示。

7结语

扇门常开模式的优点有很多，最主要的是能提高通行速度；缺点就是会造成逃票率的增加，造成公司的票务流失以及可能加大乘客冲撞扇门的概率，造成扇门的损伤。

两个缺点中，冲撞扇门可以通过降低非法进出闸概率的方法来解决，在实施的前期可以通过车站人员、广播的宣传等措施让乘客尽快适应扇门常开模式。但恶意逃票是一个世界难题，只有当市民的素质提高到一定的程度后才能从根本上解决这个问题。造成的票务流失是也是大部分地铁公司不允许的，所以即使扇门常开模式有很多好处，大部分地铁线路都不采用。

在效率高于一切的现代社会，当社会监督体系完善后，扇门常开模式肯定是发展的必然选择。而对于面对的乘客一般是上班族或商业人士等比较多乘坐地铁且赶时间的乘客，有些乘客甚至一天会在这条线路上来回很多次，对闸机的通行速度的要求会较高，且乘客素质较高，逃票的可能性会

很小。

作者简介：李秋丰（1984-），男，广东揭阳人，广州地铁通号中心助理工程师，研究方向：自动售检票系统。

（责任编辑：周加转）