自動(dòng)售檢票系統(tǒng)中自動(dòng)充值機(jī)數(shù)量的計(jì)算

摘　要　在地鐵自動(dòng)售檢票系統(tǒng)中自動(dòng)售票機(jī)數(shù)量確定的前提下,假定自動(dòng)售票機(jī)和自動(dòng)充值機(jī)在相同的時(shí)間內(nèi)服務(wù)完自己所服務(wù)的乘客,研究自動(dòng)售票機(jī)和自動(dòng)充值機(jī)數(shù)量比例關(guān)系。考慮乘客在地鐵的消費(fèi)心理因素和地鐵票價(jià)因素對(duì)自動(dòng)充值機(jī)數(shù)量的影響,提出了自動(dòng)充值機(jī)數(shù)量的計(jì)算式。
關(guān)鍵詞　自動(dòng)售檢票系統(tǒng),自動(dòng)售票機(jī),自動(dòng)充值機(jī), 計(jì)算公式
自動(dòng)售檢票系統(tǒng)(Automated Fare Collection Sys2 tem , 簡(jiǎn)稱AFC 系統(tǒng)) 是地鐵運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)。其終端設(shè)備的數(shù)量及在站廳層的布局是站廳層布局設(shè)計(jì)的重要組成部分,直接決定客流組織形式。AFC 系統(tǒng)終端設(shè)備數(shù)量越多, 客流組織越容易,需要的投資也越多。自動(dòng)售票機(jī)和自動(dòng)充值機(jī)服務(wù)的乘客群體不相同。在乘客使用單程票和儲(chǔ)值票預(yù)測(cè)比例和投資確定的前提下,研究自動(dòng)售票機(jī)和自動(dòng)充值機(jī)比例,確定自動(dòng)充值機(jī)的數(shù)量,可充分利用AFC 終端設(shè)備、有效組織客流。
1 　自動(dòng)售票機(jī)數(shù)量確定
地鐵車站AFC 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,車站自動(dòng)售票機(jī)數(shù)量的確定以車站高峰小時(shí)客流量為依據(jù)。設(shè)計(jì)時(shí),一般用上下行客流預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)確定,計(jì)算公式如下:
k × P
Nv = INT[ μv] (1) 式中:Nv 為自動(dòng)售票機(jī)的數(shù)量,一般用取整結(jié)果, 取整時(shí)采用四舍五入; k 為車站超高峰系數(shù),選用1.2 ～ 1.4 ; P 為使用自動(dòng)售票機(jī)的人數(shù)或上下行上車的客流總量(按高峰小時(shí)計(jì));μv 為自動(dòng)售票機(jī)的處理能力,一般選用600 人/(h ·臺(tái)) 。
深圳地鐵一期工程AFC 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中使用的計(jì)算車站自動(dòng)售票機(jī)數(shù)量的公式如下: k × Pe ×α ×β
Nv = INT[ μv] (2)
式中:Nv 、k、μv 定義同式(1) ; Pe 為入站高峰客流量;α為使用單程票的比例系數(shù),0 <α ≤1 ;β為使用自動(dòng)售票機(jī)賣票的比例系數(shù),0 < β ≤1 。
式(1) 和(2) 為標(biāo)準(zhǔn)高峰客流中單人次賣票所需要的自動(dòng)售票機(jī)的數(shù)量。隨著地鐵票務(wù)管理組織形式的改變和社會(huì)售票點(diǎn)的增多,售票點(diǎn)不再局限于地鐵車站,使用單程票的比例會(huì)越來(lái)越小,而使用儲(chǔ)值票的比例會(huì)越來(lái)越大,單程票也可以在票務(wù)處理機(jī)出售。深圳地鐵一期工程AFC 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中, 充分考慮了α和β這兩個(gè)影響因素。
2 　自動(dòng)售票機(jī)和自動(dòng)充值機(jī)的數(shù)量關(guān)系及計(jì)算
　　自動(dòng)售票機(jī)和自動(dòng)充值機(jī)是一個(gè)典型的M/M/ n 排隊(duì)系統(tǒng)。自動(dòng)售票機(jī)的數(shù)量確定后,根據(jù)使用儲(chǔ)值票和單程票的比例(γ) 、乘客每次使用自動(dòng)充值機(jī)充值用來(lái)坐地的人民幣數(shù)( C) 和乘客每次乘坐地鐵消費(fèi)的人民幣數(shù)(c) 可以確定自動(dòng)充值機(jī)的數(shù)量。
2.1 　自動(dòng)充值機(jī)處理能力確定
自動(dòng)充值機(jī)具有紙幣識(shí)別器,可以接受紙幣, 對(duì)儲(chǔ)值票進(jìn)行充值;也可以接受銀行卡,通過(guò)銀行轉(zhuǎn)帳對(duì)儲(chǔ)值票進(jìn)行充值。因此乘客的消費(fèi)方式直接影響自動(dòng)充值機(jī)的處理能力。
自動(dòng)充值機(jī)處理能力的計(jì)算公式如下:
μa= INT[ m ×μ1 +(1 -m) ×μ2 ](3)
式中:μa 為自動(dòng)充值機(jī)的處理能力,一般用取整結(jié)果,取整時(shí)采用四舍五入; m 為使用現(xiàn)金充值的比例系數(shù),0 ≤m ≤1 ;μ1 為使用現(xiàn)金充值時(shí)自動(dòng)充值機(jī)的處理能力,一般選用10 人/(min ·臺(tái));μ2 為使用銀行卡轉(zhuǎn)帳時(shí)自動(dòng)充值機(jī)的處理能力,一般選用5 人/(min ·臺(tái)) 。
2. 2 　自動(dòng)售票機(jī)和自動(dòng)充值機(jī)數(shù)量比例關(guān)系
假設(shè)自動(dòng)售票機(jī)的處理速度為10 人/ min , 自動(dòng)充值機(jī)的處理速度為5 人/ min ,票務(wù)處理機(jī)(在地鐵車站中,票務(wù)處理機(jī)可以賣單程票和儲(chǔ)值票, 也可以給儲(chǔ)值票充值) 對(duì)自動(dòng)售票機(jī)和自動(dòng)充值機(jī)的影響程度相同。此處假定影響程度為零,即票務(wù)處理機(jī)不工作,進(jìn)地鐵的高峰客流中有一半人用儲(chǔ)值票。如果自動(dòng)售票機(jī)和自動(dòng)充值機(jī)在相同的時(shí)間內(nèi)服務(wù)完各自的乘客,使用儲(chǔ)值票的人每次充值50 元,能用5 次,那么自動(dòng)售票機(jī)和自動(dòng)充值機(jī)的比例為2. 5 ∶1 。計(jì)算結(jié)果如下表:
表1 　自動(dòng)售票機(jī)和自動(dòng)充值機(jī)的比例關(guān)系

　　計(jì)算方法說(shuō)明:第一種情況,假設(shè)有200 人進(jìn)站,100 人到自動(dòng)售票機(jī)前買票,20 人到自動(dòng)充值機(jī)前充值,自動(dòng)售票機(jī)處理完100 人需要10 min , 自動(dòng)充值機(jī)處理完20 人需要4 min , 如果在同一時(shí)間內(nèi)服務(wù)完各自的乘客,自動(dòng)售票機(jī)和自動(dòng)充值機(jī)的比例為2. 5 ∶1 。隨著儲(chǔ)值票應(yīng)用的推廣以及社會(huì)化服務(wù)的擴(kuò)大,這一比例將顯得過(guò)小。如上海在新線工程中這一比例為3. 5 ∶1 。
2. 3 　自動(dòng)充值機(jī)數(shù)量計(jì)算
根據(jù)自動(dòng)售票機(jī)的數(shù)量計(jì)算自動(dòng)充值機(jī)數(shù)量的公式如下: Nv ×γ ×μv ×c Na = INT[C ×μa] (4) 式中:Na 為自動(dòng)充值機(jī)的數(shù)量,一般用取整結(jié)果, 取整時(shí)采用四舍五入;μv 為自動(dòng)售票機(jī)的處理能力,一般選用10 人/(min ·臺(tái)) ; Nv 、γ、μa 、C、c的定義同前。根據(jù)入站高峰客流計(jì)算自動(dòng)充值機(jī)數(shù)量的公式如下: k × Pe ×δ ×λ ×c
Na = INT[ μa ×60 ×C] (5)
式中:Na 、k、Pe 、μa 、C、c 定義同前;δ 為使用儲(chǔ)值票的比例系數(shù),δ > 0 ;λ為使用自動(dòng)充值機(jī)充值的比例系數(shù),0 < λ ≤1 。
從式(4) 和(5) 可以看出,自動(dòng)充值機(jī)的數(shù)量取決于自動(dòng)充值機(jī)的利用率、自動(dòng)充值機(jī)的處理能力、乘客的消費(fèi)心理因素和地鐵票價(jià)。隨著城市一卡通和電子商務(wù)技術(shù)不斷發(fā)展,儲(chǔ)值票的充值功能可以擴(kuò)充到其它領(lǐng)域,這樣車站自動(dòng)充值機(jī)的數(shù)量將大大減少。量與客流量及自動(dòng)售票機(jī)的處理能力有關(guān);而自動(dòng)充值機(jī)的數(shù)量不僅與客流量和自動(dòng)充值機(jī)的處理3 　結(jié)語(yǔ)能力有關(guān),還與乘客的消費(fèi)心理和地鐵票價(jià)有關(guān)。以上自動(dòng)充值機(jī)的計(jì)算為深圳地鐵一期工程AFC 地鐵AFC 系統(tǒng)中終端設(shè)備的數(shù)量對(duì)AFC 系統(tǒng)系統(tǒng)中自動(dòng)充值機(jī)數(shù)量的確定提供了科學(xué)依據(jù)。的實(shí)際運(yùn)用起舉足輕重的作用。
參　考　文　獻(xiàn)
1 　深圳市特發(fā)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)有限公司,鐵道第三勘測(cè)設(shè)計(jì)院. 深圳地鐵一期工程初步設(shè)計(jì). 1999
2 　張慶賀,朱合華,莊榮等. 地鐵與輕軌. 北京:人民交通出版社,2002