地鐵支付系統的演變及改進措施

鐘 育

（廣州地鐵集團有限公司廣東城際鐵路運營有限公司，廣州 510000）

自動售檢票系統（Automatic Fare Collection-AFC）是將計算機技術、信息收集和信息處理技術及機械制造技術融合在一起形成自動化售票、檢票的一種智能化系統。該系統是交通運輸發展的必然趨勢，更是城市智能化發展的重要體現，是軌道交通自動化管理不可缺少的重要組成部分。通過多項技術的整合，自動售票檢索系統能有效地把售票、檢票、計費、收費、統計、清分及管理等全過程自動化[1]。

十幾年來，我國城市軌道交通自動售檢票系統事業從無到有，從小到大，經歷了啟蒙、實踐及調整3個階段。

20世紀80年代末，我國的城市軌道交通在自動售檢票系統領域還是處于一片空白。上海地鐵籌建1號線時發布可行性研究報告，宣布票務收益方式采用自動系統方式運營。期間，對自動售檢票系統的各項功能系統設置主要來自于國外自動控制系統的運營模式和經驗。

20世紀90年代，我國上海、廣州等城市軌道交通才剛剛起步，所采用的自動售檢票系統是國際上已使用多年的成熟的磁卡自動售檢票系統。與此同時，法國巴黎地鐵和香港地鐵也悄然開始考慮將更高技術的非接觸電子芯片IC卡應用到軌道和其他公共交通收費方面上來。由于當時電子芯片IC卡成本非常高，所以很多城市都傾向于選擇磁卡。

從20世紀90年代末期開始，我國各大城市軌道交通建設全部采用這套自動售票系統。此系統在票務管理水平和客流處理能力上展現出良好性能。地鐵公司在票務收益和管理方面，明顯有效降低成本，實現以最少的人力物力創造出最高效的票務收益。自動售檢票系統所發揮出來的效果讓設計者、建設者和乘客都感覺到便捷與高效。在此階段，由于國內的軌道交通蓬勃發展，自動售檢票系統大量的使用，通過大量用戶的使用、摸索和不斷的總結，在掌握原有系統各種功能的基礎上，有序地歸納整理出更適用于我國城市軌道交通票務管理上的新功能，為我國后期在自動售檢票系統功能上的研發積累了寶貴的經驗。

短短幾年時間，我國的城市軌道交通大力發展，也帶動了自動售檢票系統的變革，功能單一的磁卡介質車票改為非接觸式電子芯片IC卡技術車票介質。非接觸式電子芯片IC卡的優點是保密性強、儲存量大和可實現一卡多用等功能特性，如今各大城市軌道交通收費系統將非接觸式電子芯片IC卡作為首選車票介質。

非接觸式電子芯片IC卡技術在城市軌道交通自動售檢票系統的大規模應用，強烈沖擊以磁卡為車票介質的使用，同時也推動各大城市軌道在新線建設上對自動售檢票系統各功能和性能上擴展和提升，使系統功能結構更為簡捷、高效，成本更低。

全國各地的城市在軌道建設時，都非常重視對現用收益系統的整改，將原有的磁卡自動售檢票系統進行改造。通過多方面的分析和對比得出已建線網系統越簡單，進行電子芯片IC卡系統改造越便利。所以很多城市的軌道公司將現有票務收益系統升級改造為非接觸式電子芯片IC卡系統，并將其作為以后新籌建線路在自動售檢票系統編寫出統一的技術規范。目前地鐵的非接觸式電子芯片IC卡自動售檢票系統已大量投入使用?，F非接觸式電子芯片IC卡技術不但在地鐵行業使用，也在發展到各公共行業，為廣大乘客帶來更大便利。

1 地鐵支付系統存在的主要問題

在調整上述自動售檢票系統的過程中，地鐵服務最大的問題是票務收益問題。根據過往經驗，乘客意見最多是出在車站的客服問題，這當然就包括目前的自動售檢票系統服務問題。由于這個系統的買車票、檢驗車票和回收車票都由計算機自動完成，所以現在在地鐵行業統稱為“自動售檢票系統AFC”。

經過長時間的觀察，組成自動售檢票系統設備在運作時給乘客帶來的諸多問題。這些設備給乘客出行帶來較大影響的主要設備是自動售票機設備，雖然自動檢票機也存在問題，但對乘客和地鐵公司的收益帶來的影響并不大，站在整個支付系統前沿的設備，就是每天給公司帶來最大收益的自動售票機。

（1）地鐵公司屏蔽了20元紙幣購買車票的功能，降低了服務乘客的水平，造成乘客購買車票不方便，違背了地鐵公司提出的“方便、快捷”的服務宗旨。

（2）乘客使用硬幣購買車票和找零等功能不穩定，乘客用硬幣購票時，需要重復投放才能成功檢測確認硬幣的有效性。有些乘客使用娛樂城的“游戲幣”也能成功購買車票。乘客找零時還會收到異幣或殘幣等。

（3）乘客顯示屏顯示的“請按左邊線路圖上的目的地”給乘客提示信息不夠明確，導致新客戶不能直觀購買車票。有相當數量乘客不熟悉購票程序，部分乘客甚至更長時間才能成功購票。相比30 s購票的正常情況，車站的客流組織面臨巨大壓力，特別是在大客流情況下，車站將經受極其嚴峻的考驗。

（4）自動售票機的功能過多，設備不堪重負。

上述（3）與（4）問題通過改造當前設備能夠有效改善，而（1）與（2）就是地鐵支付系統的重要難點，需要從方法與設備上進行重點處理，這主要牽涉到硬幣短缺問題的處理。

現實生活實踐證明，地鐵自動售檢票系統所存在的硬幣短缺原因，不外乎兩個方面。一是外部原因，二是內部因素。外部原因是硬幣發行量還未跟得上市場的需求量，而且市場上大量硬幣沉淀、丟失，造成回收困難，進一步增加了硬幣短缺的壓力。硬幣存在攜帶、保管及清點不方便等許多缺陷。我國大部分地區都不習慣使用硬幣，對硬幣流通有抵觸情緒，認為硬幣沉且硬，感覺不舒服，攜帶不方便、容易丟失，量大時行走有碰撞聲音，而且面值又不大，這就是由于硬幣的缺陷造成的。在我國非硬幣試點城市，地鐵TVM是獲得硬幣的主要渠道。但每天乘客的流量上千百萬，當他們獲取找零的硬幣后，回家隨手丟在桌面抽屜里，下次再乘地鐵時，如果沒有隨身帶出，又要使用新的硬幣，造成更多的硬幣沉淀于市場外面。雖然每天投放入大量的硬幣，可現實中仍呈現使用量不足的情況[2]。

造成的硬幣短缺內部因素是地鐵TVM的設計理念。地鐵TVM初始采用國外慣例，基本支付和找零方式為5角、1元硬幣支付加5元、10元、20元紙幣支付加5角及1元硬幣找零。硬幣支付的數量與硬幣找零的數量缺口較大，使得銀行和地鐵都不堪重負。

2 解決對策

雖然配置了國際知名的硬幣、紙幣識別器，能夠識別全套人民幣幣別，但實際上僅接收1元硬幣和5元、10元紙幣，難以滿足用戶的多樣化要求。當硬幣不足進入無找零模式，則明顯降低了服務水平，也嚴重影響了地鐵公司的經濟和社會效益。既然硬幣短缺問題將長期存在，根本的解決辦法應該是從設計上減少對硬幣的大量單向需求，盡可能達到大致平衡。其中的解決方法包括：

（1）增加5元、10元紙幣找零。用10元購買3元車票，需找零7枚硬幣，增加5元紙幣找零后，可找零5元紙幣加2元硬幣，可大幅度減少硬幣需求，緩解硬幣缺口壓力。增加10元紙幣找零后，還可以開放接收較大面值紙幣，如20元、50元、100元，以滿足乘客的需求，徹底解除線路擴展后票價以超過10元卻仍不能接收20元紙幣的尷尬局面。

（2）增加1元紙幣找零。在保留1元硬幣找零基礎上增加1元紙幣找零，即實行硬幣/紙幣混合找零。對1元面額可以設置優先找零紙幣。

（3）純紙幣找零。對既有線路，現有只具備硬幣找零的TVM進行混合找零的改造成本很高?？稍鲈O部分純紙幣找零TVM，緩解硬幣缺口壓力。

（4）接收1元紙幣。增加1元紙幣找零后，可以緩解硬幣缺口壓力，但增加了對1元紙幣的需求?？赏ㄟ^接收一元紙幣加以緩解。接收1元紙幣面臨的最大問題是部分地區的小面額紙幣破損嚴重，可能導致頻繁的卡鈔現象。

（5）增加兌零機。提供大面額紙幣兌小面額紙幣功能的兌零機可顯著降低硬幣需求。如提供10元兌換2個5元，20元、50元、100元兌兩個5元加n個10元，可滿足持有大面額紙幣乘客的需求，又可以實現所有現金購票乘客找零量不大于4枚，預計找零枚數可下降60%左右。提供硬幣兌紙幣功能可方便持有大量硬幣的客戶兌換，如能像納斯達克上市的硬幣之星公司那樣與第三方合作提供適當的利益，有可能激活海量的硬幣民間沉淀，在徹底解決硬幣短缺問題的同時也為運營方提供可觀的利潤。

（6）發售定期票。中心城市地鐵乘客中的通勤人員大多使用城市交通卡或地鐵儲值卡，約占50~60%，城市常住人口的非通勤人員和臨時外來人員使用單程票，約占40~50%。從國外經驗看，發售定期票并采取適當的優惠政策，可吸引60%以上的單程票乘客改用定期票。實際上定期票發行對行業主要有以下收益：減少設備磨損、提高工作效率和提高服務水平。目前國內尚未開始發售定期票，但預計2~3年內會逐步普及。

（7）提高儲值卡服務水平。目前多數城市采用交通卡，個別城市采用地鐵儲值卡。提高交通卡和儲值卡持卡比例顯然是緩解硬幣缺口壓力的有效措施。但對單程票乘客而言，吸引他們改用交通卡和儲值卡的前提是有較明顯的優惠，卡押金合理，退卡方便。但因多數城市的卡發行缺乏市場競爭，處于壟斷運營狀態，還是缺少合理進展。預計今后幾年在獲得合理進展的前提下持卡比例會顯著提高。

3 解決方案

自動售票機功能的核心技術由硬幣識別器、硬幣找零、紙幣識別、紙幣找零技術，與自動檢票機中的扇門控制系統及車票讀寫模塊并稱為自動售檢票系統6大核心技術。國內自動售檢票系統在上述核心技術關聯模塊上都是采用進口名牌公司的產品，這些核心技術模塊的成本在自動售檢票系統總成本中占比很高。國內的企業在6大核心技術的研發方面也有很大的成果。其核心技術分別由多家公司研發，經過幾年的不斷探索目前已進入批量生產階段。上述6大核心技術的國內廠商將逐步參與自動售檢票系統領域的競爭，將促使自動售檢票系統設備成本逐年下降。

廣電運通主業是自動柜員機（ATM，automatic teller machine），目前在中國ATM市場銷量和市場存量上均為第一。廣電運通在紙幣識別、紙幣找零技術上有研發的優勢，肩負自動售檢票系統紙幣識別、紙幣找零核心技術國產化的任務。經過多年的努力，廣電運通公司在紙幣識別模塊和紙幣找零模塊取得很大的成就，產品已進入批量化生產階段。而ATM領域已經進軍海外市場，現已在地鐵、鐵路和其他領域自動售檢票系統中選擇試點試驗，取得一系列改進成果后，占領了國內的自動售檢票系統市場。針對鐵路客運自動售檢票系統的需求，廣電運通研制的帶紙幣識別/紙幣找零功能的自動售票機，已在鐵路項目上正式投入運營。

廣電運通在紙幣找零研制出兩個系列，分別是單張紙幣找零器的CDM6240和疊加紙幣找零器CDM8240，均可支持6種不同面值紙幣找零。廣電運通研制的BA-15紙幣識別器，是對紙幣的幣種、面額和真偽識別進行處理的模塊，同時具有鈔票暫存功能，在人民幣防偽識別上具有國際領先水平。

針對城市軌道自動售檢票系統的需求，廣電運通開發出的全功能自動售票機，在原有的硬幣、紙幣、銀行卡和儲值卡支付功能的前提下，新開發的產品兼容了硬幣、紙幣找零功能和紙幣、銀行卡對儲值卡進行充值功能。廣電運通還開發出多功能的自動兌零機，可用大面額紙幣兌小面額紙幣、硬幣兌換紙幣和紙幣兌硬幣等功能，在天津、武漢等地投入運營，緩解城市硬幣短缺壓力。針對地鐵、鐵路之外的其他8大自動售檢票系統應用領域，廣電運通研制了5個序列40余種型號的自動售票類產品。其中有自主核心技術的紙幣模塊（紙幣識別/紙幣找零）的自動售票機，可實現全紙幣系列的支付和找零，已經在市場上投入使用，滿足用戶的多樣化使用需求。

針對鐵路客運自動售檢票系統的需求，廣電運通研制的帶紙幣識別/紙幣找零功能的TVM設備已在京津、滬寧、滬杭及石太等鐵路項目上正式投入運營。由于票卡面額的不同，導致兩大類TVM中現金支付和找零設備的配置有顯著差異。對于高面額類應用領域，TVM一般不設硬幣支付，采用紙幣支付+硬幣/紙幣找零的方式，發展趨勢是紙幣支付+紙幣找零方式。高面額類應用領域使用銀行卡支付需求會逐步強化。而對于低面額類應用領域，TVM早期以硬幣支付為主，后采用硬幣/紙幣支付+硬幣找零的方式，過渡期內采用硬幣/紙幣支付+硬幣找零+預留紙幣找零的方式，發展趨勢是硬幣/紙幣支付+硬幣/紙幣找零。低面額類應用領域使用銀行卡支付、充值交通卡或儲值卡以及使用交通卡或儲值卡作為支付手段購買車票的需求會逐步強化。隨著物價的上漲和地鐵線路的郊區化，地鐵TVM具有向高面額類轉變的可能，此所謂量變引起質變[3]。今年已經出現地鐵業要求TVM采用硬幣/紙幣支付+紙幣找零+預留硬幣找零的需求。地鐵如啟動定期票發售，實際上自動售定期票機應屬于高面額類應用領域，應采用紙幣支付+紙幣找零的方式。廣電運通為滿足將來用戶的需求，研制了自動售定期票機、自動補票機等產品。

4 結束語

綜上所述，自動售檢票系統事業符合城市信息化建設的發展方向，人們可以憑借一張卡享受各項公共服務。無論是正在擴展線網的一線城市還是正在起步建設線網的二、三線城市，都正在策劃各自的自動售檢票系統建設項目，全面實現自動售檢票系統的國產化。展望我國城市軌道交通自動售檢票系統的前景充滿信心，相信以其完善的系統功能和性能，能夠在城市信息化建設中，早日實現城市一卡通，為市民出行和生活帶來更多便利。