自動售檢票系統中自動充值機數量的計算

摘　要　在地鐵自動售檢票系統中自動售票機數量確定的前提下,假定自動售票機和自動充值機在相同的時間內服務完自己所服務的乘客,研究自動售票機和自動充值機數量比例關系。考慮乘客在地鐵的消費心理因素和地鐵票價因素對自動充值機數量的影響,提出了自動充值機數量的計算式。
關鍵詞　自動售檢票系統,自動售票機,自動充值機, 計算公式
自動售檢票系統(Automated Fare Collection Sys2 tem , 簡稱AFC 系統) 是地鐵運營系統中的一個子系統。其終端設備的數量及在站廳層的布局是站廳層布局設計的重要組成部分,直接決定客流組織形式。AFC 系統終端設備數量越多, 客流組織越容易,需要的投資也越多。自動售票機和自動充值機服務的乘客群體不相同。在乘客使用單程票和儲值票預測比例和投資確定的前提下,研究自動售票機和自動充值機比例,確定自動充值機的數量,可充分利用AFC 終端設備、有效組織客流。
1 　自動售票機數量確定
地鐵車站AFC 系統設計中,車站自動售票機數量的確定以車站高峰小時客流量為依據。設計時,一般用上下行客流預測數據來確定,計算公式如下:
k × P
Nv = INT[ μv] (1) 式中:Nv 為自動售票機的數量,一般用取整結果, 取整時采用四舍五入; k 為車站超高峰系數,選用1.2 ～ 1.4 ; P 為使用自動售票機的人數或上下行上車的客流總量(按高峰小時計);μv 為自動售票機的處理能力,一般選用600 人/(h ·臺) 。
深圳地鐵一期工程AFC 系統設計中使用的計算車站自動售票機數量的公式如下: 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,0 <α ≤1 ;β為使用自動售票機賣票的比例系數,0 < β ≤1 。
式(1) 和(2) 為標準高峰客流中單人次賣票所需要的自動售票機的數量。隨著地鐵票務管理組織形式的改變和社會售票點的增多,售票點不再局限于地鐵車站,使用單程票的比例會越來越小,而使用儲值票的比例會越來越大,單程票也可以在票務處理機出售。深圳地鐵一期工程AFC 系統設計中, 充分考慮了α和β這兩個影響因素。
2 　自動售票機和自動充值機的數量關系及計算
　　自動售票機和自動充值機是一個典型的M/M/ n 排隊系統。自動售票機的數量確定后,根據使用儲值票和單程票的比例(γ) 、乘客每次使用自動充值機充值用來坐地的人民幣數( C) 和乘客每次乘坐地鐵消費的人民幣數(c) 可以確定自動充值機的數量。
2.1 　自動充值機處理能力確定
自動充值機具有紙幣識別器,可以接受紙幣, 對儲值票進行充值;也可以接受銀行卡,通過銀行轉帳對儲值票進行充值。因此乘客的消費方式直接影響自動充值機的處理能力。
自動充值機處理能力的計算公式如下:
μa= INT[ m ×μ1 +(1 -m) ×μ2 ](3)
式中:μa 為自動充值機的處理能力,一般用取整結果,取整時采用四舍五入; m 為使用現金充值的比例系數,0 ≤m ≤1 ;μ1 為使用現金充值時自動充值機的處理能力,一般選用10 人/(min ·臺);μ2 為使用銀行卡轉帳時自動充值機的處理能力,一般選用5 人/(min ·臺) 。
2. 2 　自動售票機和自動充值機數量比例關系
假設自動售票機的處理速度為10 人/ min , 自動充值機的處理速度為5 人/ min ,票務處理機(在地鐵車站中,票務處理機可以賣單程票和儲值票, 也可以給儲值票充值) 對自動售票機和自動充值機的影響程度相同。此處假定影響程度為零,即票務處理機不工作,進地鐵的高峰客流中有一半人用儲值票。如果自動售票機和自動充值機在相同的時間內服務完各自的乘客,使用儲值票的人每次充值50 元,能用5 次,那么自動售票機和自動充值機的比例為2. 5 ∶1 。計算結果如下表:
表1 　自動售票機和自動充值機的比例關系

　　計算方法說明:第一種情況,假設有200 人進站,100 人到自動售票機前買票,20 人到自動充值機前充值,自動售票機處理完100 人需要10 min , 自動充值機處理完20 人需要4 min , 如果在同一時間內服務完各自的乘客,自動售票機和自動充值機的比例為2. 5 ∶1 。隨著儲值票應用的推廣以及社會化服務的擴大,這一比例將顯得過小。如上海在新線工程中這一比例為3. 5 ∶1 。
2. 3 　自動充值機數量計算
根據自動售票機的數量計算自動充值機數量的公式如下: Nv ×γ ×μv ×c Na = INT[C ×μa] (4) 式中:Na 為自動充值機的數量,一般用取整結果, 取整時采用四舍五入;μv 為自動售票機的處理能力,一般選用10 人/(min ·臺) ; Nv 、γ、μa 、C、c的定義同前。根據入站高峰客流計算自動充值機數量的公式如下: k × Pe ×δ ×λ ×c
Na = INT[ μa ×60 ×C] (5)
式中:Na 、k、Pe 、μa 、C、c 定義同前;δ 為使用儲值票的比例系數,δ > 0 ;λ為使用自動充值機充值的比例系數,0 < λ ≤1 。
從式(4) 和(5) 可以看出,自動充值機的數量取決于自動充值機的利用率、自動充值機的處理能力、乘客的消費心理因素和地鐵票價。隨著城市一卡通和電子商務技術不斷發展,儲值票的充值功能可以擴充到其它領域,這樣車站自動充值機的數量將大大減少。量與客流量及自動售票機的處理能力有關;而自動充值機的數量不僅與客流量和自動充值機的處理3 　結語能力有關,還與乘客的消費心理和地鐵票價有關。以上自動充值機的計算為深圳地鐵一期工程AFC 地鐵AFC 系統中終端設備的數量對AFC 系統系統中自動充值機數量的確定提供了科學依據。的實際運用起舉足輕重的作用。
參　考　文　獻
1 　深圳市特發現代計算機有限公司,鐵道第三勘測設計院. 深圳地鐵一期工程初步設計. 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