一种多功能地铁自动售票系统的设计

曾险峰（广州铁路职业技术学院,广州　510430）



一种多功能地铁自动售票系统的设计

曾险峰
（广州铁路职业技术学院,广州510430）

摘 要：以地铁为代表的城市轨道交通以安全、准点、舒适、快捷的技术特点越来越受到广大乘客的欢迎，各城市争相发展城市轨道交通，然而，城市轨道交通线路达到一定规模之后，会形成一个非常复杂的地铁网络。网络复杂化之后，会形成多种乘车路径，在众多乘车路径中必然有一个是最优化的，如果乘客没有选择最优化的乘车路径，往往导致在地铁网络里多停留一些时间，造成运营成本的浪费。目前国内外的地铁自动售票系统一般只提供自动售票和找零的功能，并不能为乘客提供最优乘车路径的指引。本文提供一种多功能地铁自动售票系统的设计，最大的优点是能为乘客提供最优乘车路线的指引。

关键词：地铁网络; 最优化; 乘车路径; 自动售票系统

0　引言

随着中国经济的高速发展、城市化进程的加快和城市人口及车辆的急剧增长，城市公共交通问题日益突出。特别是进入20世纪90年代以后，中国城市道路长度和面积年平均增长速度近6%，但机动车的增长速度更快，达到年平均11%，使车均拥有道路面积持续下降。即使在城市道路建设速度较快的“九五”期间，城市道路长度增长了17%，城市道路面积增长了30%，但民用汽车的保有量却增长了40%。

交通拥挤影响了城市经济和社会活动的正常秩序和居民的出行，还带来了环境污染等诸方面的问题。世界各国为解决城市交通拥堵、降低大气污染都做出了不懈的努力，积累了大量好的经验和做法，其途径之一就是发展运量大、快捷、安全、准点、环保的城市轨道交通。在城市公共交通中，轨道交通发挥了重要作用。国内已经有超过35个城市修建了城市轨道交通。而在这些城市轨道交通系统当中，几乎无一例外都要依赖先进的自动售票系统。

以北京、上海、广州为代表的大城市地铁线路规划较多，随着城市地铁网络的逐步组成，线路网络越来越复杂，去往同一个目的地车站的乘车线路有多种选择。而目前的地铁售票系统中，只是提供了起始站与终点站之间的站点选择，还没有对地铁网络的最优乘车线路提供选择。同时，现有的自动售票系统虽然有的提供收据的打印功能，但没有最优乘车线路的乘车指南打印，较少搭乘地铁的乘客或是外地乘客，也需要花费一定时间去确定换乘路线，或向工作人员咨询，而且还可能因为坐错线路而降低出行效率，同时容易造成拥挤，也增加了工作人员的工作强度，增加了地铁的日常运营成本。

1　地铁自动售票系统的现状及存在问题

1.1现状

目前的地铁自动售票系统中，一般是在车站站厅两端配备一定数量的自动售票机（TVM）。TVM的操作流程是：乘客在TVM触摸显示屏上点击目的地站，TVM触摸显示屏给出票价信息，乘客投入纸币或硬币之后，TVM自动出票及找零，有些城市地铁系统的TVM能够提供票据打印。但是这些自动售票机只是提供了起始站与终点站之间的站点选择，还没有对地铁网络的最优乘车线路提供选择。

1.2存在问题

目前的这些自动售票机只是提供了自动售票、找零、打印票据的功能，但并不能为乘客在复杂地铁网络当中的乘车路线提供正确指引。因此造成许多地铁站内大量乘客因为不清楚乘车路线而向工作人员咨询，尤其是外地乘客和年纪较大的乘客，这就给车站的工作人员带来较大的劳动强度，每天大量重复回答同样的简单而又枯燥的问题。

另外，因为乘客不清楚乘车路线而向工作人员咨询、所走乘车路线不是最优而导致在地铁系统当中多停留一些不必要的时间，笔者认为，这种原因导致的乘客不必要停留时间，降低了乘客的出行效率，同时给地铁车站造成不必要的客运压力，也额外增加了整个地铁系统的运营成本（车站电费、设备损耗、人工成本等）。

2　一种多功能地铁自动售票系统的设计

基于此，有必要针对现有技术问题，提供一种能够提供最佳乘车路线、并能够打印乘车路线、实现对乘车路线进行语音输出播报和指引的多功能地铁自动售票系统。

2.1系统结构

笔者所设计的多功能地铁自动售票系统，包括触摸屏显示模块，用于对触摸屏显示模块所输出的信号进行分析和处理的处理器模块以及对处理器模块所输出的信号进行响应的支付模块、出票模块和输出线路打印模块。

在笔者所设计的多功能地铁自动售票系统结构中，处理器模块设置第一读写端口、第二读写端口、第一输出端和第二输出端，第一读写端口连接于触摸屏显示模块的第一检测输入端，第二读写端口连接于支付模块的第二检测输入端，出票模块与第一输出端相连接，输出线路打印模块与第二输出端相连接。其次，多功能地铁自动售票系统还包括语音模块，处理器模块还设有将已选择路线转化为语音信息的第三输出端，语音模块与第三输出端相连接。

再次，多功能地铁自动售票系统还包括通信模块，通讯模块设置第三检测输入端，处理模块还设有第三读写端口，第三检测输入端与第三读写端口相连接。

多功能地铁自动售票系统结构图如图1所示。

对图1的说明如下：

10、处理器模块，101、第一读写端口，102、第二读写端口，103、第三读写端口，104、第一输出端，105、第二输出端，106、第三输出端，20、触摸屏显示模块，201、第一检测输入端，30、支付模块，301、第二检测输入端，40、出票模块，50、输出线路打印模块，60、语音模块，70、通信模块，701、第三检测输入端。

2.2多功能地铁自动售票系统的基本原理

多功能地铁自动售票系统包含触摸屏显示模块、处理器模块、支付模块、出票模块和输出线路打印模块。多功能地铁自动售票系统设置输出线路打印模块，由乘客在触摸显示模块中触摸输入终点站名称，根据处理器模块的最优算法计算得出各种决定条件下（主要包括“乘车时间最短”、“换乘次数最少”、“乘车距离最短”）的最优乘车路线，乘客可选择各种决定条件下（主要包括“乘车时间最短”、“换乘次数最少”、“乘车距离最短”）所对应的最优乘车路线来由输出线路打印模块进行打印。笔者研究认为，一般情况下，这些决定条件中，“乘车时间最短”是对乘客和地铁公司双方最经济合理的决定条件，因为“乘车时间最短”，对于乘客来说，节省了出行时间，提高了出行效率；而对于地铁公司来说，加快了乘客周转，降低了车站工作人员劳动强度，节省了包括电费、人员成本在内的运营成本支出。

多功能地铁自动售票系统设置语音模块，语音模块将乘客所选择的乘车路线进行语音播报，方便乘客乘车。

多功能地铁自动售票系统设置通信模块，通信模块与车站控制室保持联系，随时更新乘车信息。

2.3多功能地铁自动售票系统说明

乘客在触摸屏显示模块20上触摸输入终点站名称，触摸显示模块20将乘客输入信息传输给处理器模块10，处理器模块10进行处理并向触摸屏显示模块20输出最优乘车路线信息，触摸显示模块20将乘客的选择信息输出给处理器模块10，处理器模块10将乘车的选择信息处理后将其反馈给支付模块30，支付模块30提醒乘客进行乘车款项的支付，乘客付款后，支付模块30将其付款信息输送给处理器模块10，付款信息由处理器模块10将其处理后分别向支付模块30、出票模块40和输出线路打印模块50输出相关信息，支付模块30进行找零操作，出票模块40输出乘车车票、输出线路打印模块50打印乘客所选择的乘车路线。

另外，乘客在使用此系统时，还能提供一些辅助功能。多功能地铁自动售票系统还包括语音模块60，处理器模块10还设有将已选择路线转化为语音信息的第三输出端106， 语音模块60与第三输出端106相连接，能对乘客进行语音播报指引。多功能地铁自动售票系统还包括通信模块70，通信模块70设置第三检测输入端701，处理模块10还设有第三读写端口103，第三检测输入端701与第三读写端口103相连接。当乘客在购票时发生不能正常出票或地铁发生紧急情况而停止售票等异常情况，可通过通信模块实现自动售票系统与车站控制室的联系。

3　 结语

随着城市地铁网络的不断壮大，设计一种多功能的自动售票系统，既能售票找零，还能为乘客出行提供最优乘车路线的指引，能为乘客节省出行时间又为地铁公司节省运营成本，这样的地铁自动售票系统将会有非常大的实用价值。

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作者简介：曾险峰（1981-），男，湖北麻城人，硕士，讲师，研究方向:交通运输规划与管理。

DOI :10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.214