地鐵自動售票機系統(tǒng)設計研究

摘 要：隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，自動售票系統(tǒng)因其安全、快捷、方便等優(yōu)點在地鐵中的應用越來越廣泛。本文從地鐵自動售票機系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)出發(fā)，探討了地鐵自動售票機系統(tǒng)的硬件設計、軟件設計及其可靠性和可維護性設計，以期為自動售票系統(tǒng)設計人員提供參考。

關鍵詞：地鐵自動售票機；系統(tǒng)；設計

近年來，城市化進程不斷加劇，城市人口流量也在不斷增加。作為現(xiàn)代城市中的重要交通工具，地鐵在人們的日常生活中起著重要作用。然而隨著人流量的增加，如何提高售票檢票效率成為每個地鐵運輸管理人員日益關注的問題。而自動售票系統(tǒng)具有快捷、方便、安全等優(yōu)點，且能大量節(jié)省人力，所以在地鐵中的應用越來越廣泛。加強有關地鐵自動售票機系統(tǒng)設計的有關研究，對于拓展自動售票系統(tǒng)的應用范圍和使用質(zhì)量具有重要意義。

一、地鐵自動售票機系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

（一）模塊組成：自動售票機主要由乘客顯示器與觸摸屏、主控單元、票卡讀卡器、LED狀態(tài)顯示器、紙幣接收模塊、硬幣模塊、不間斷電源、憑條打印機、單程票售票模塊等組成。

（二）功能架構(gòu)：自動售票機系統(tǒng)其主要采用完全集中式、分級集中式、區(qū)域式三種架構(gòu)方式，其要完成的物理功能有：能夠接受乘客的購票選擇，并根據(jù)信息和操作的指導完成相應步驟；能夠自動實現(xiàn)車票的出票和發(fā)票；能夠?qū)Τ丝褪褂玫膬π羁?、現(xiàn)金、信用卡等付費方式進行識別，無法識別的能夠予以退回；能夠自動完成對乘客投入現(xiàn)金的計算，并根據(jù)計算結(jié)果進行找零；能夠?qū)C器各部件的工作狀態(tài)進行監(jiān)控，并將監(jiān)控結(jié)果輸送到中央計算機系統(tǒng)中。

（三）自動售票機的工作流程：第一，乘客在顯示器中地圖的引導下選擇要到達的目的地，顯示器會根據(jù)乘客選擇信息對購票所需金額進行顯示；第二，主控單元會向硬幣和紙幣模塊發(fā)送允許接受的命令信息，這是乘客可以根據(jù)需要選擇兩種方式進行購票，將硬幣或紙幣放入模塊接受裝置中，顯示器會對乘客投入的金額數(shù)量進行顯示，對于不能識別的會及時予以退還，如果金額足夠，主控單元會將指令發(fā)送給票卡讀卡器，讀卡器會完成相應的讀寫票卡動作，票卡讀取完成后，主動單元會將出票命令發(fā)送給單程票發(fā)售模塊，如果需要找零，主動單元會將找零命令發(fā)送給硬幣模塊，與票卡同時發(fā)出。

二、地鐵自動售票機系統(tǒng)的設計

（一）自動售票機系統(tǒng)的硬件模塊功能

1.LED狀態(tài)顯示器。LED狀態(tài)顯示器的基本功能是完成對當前售票機系統(tǒng)工作狀態(tài)的顯示，通常要求其顯示距離在25m范圍內(nèi)有效，以保證排在隊伍后面的乘客也可以及時了解售票機的工作狀態(tài)。其主要在售票機前面板頂部進行安置。[

2.紙幣接收模塊。紙幣接收模塊主要由紙幣暫存器、紙幣識別器、紙幣接收裝置、紙幣錢箱四部分構(gòu)成，其基本功能是能夠完成對紙幣的接收和識別。當乘客進行購票時，會將鈔票放入紙幣接收裝置中，紙幣識別器會對紙幣進行判斷，如果是真幣則予以接收，如果是假幣則予以退回。交易完成后紙幣會存入紙幣錢箱。

3.硬幣處理模塊。硬幣處理模塊主要有硬幣暫存器、硬幣錢箱、換向器、硬幣機芯、出幣器等構(gòu)成。其基本功能是完成對硬幣的接收和識別，并進行找零。乘客在購票時會將硬幣放入投幣口，硬幣識別器在辨別真假后會選擇接收或退回的命令。在接受到找零的指令后會自動進行找零。

4.不間斷電源。不間斷電源的基本功能是能夠?qū)⑹燮睓C系統(tǒng)與外界的供電進行隔離，并不間斷提供給售票機系統(tǒng)個模塊進行供電；在主電源斷開后能夠提供備用電源保證售票機繼續(xù)工作部分時間，以順利對最后的交易數(shù)據(jù)進行保存。

5.單程票發(fā)售模塊。單程票發(fā)售模塊的基本功能是在接收指令后正常發(fā)售單程票的票卡；在運營完成后及時進行票卡回收；如果票箱內(nèi)票卡不夠則自動進行補票操作。

6.主控單元。主控單元主要采用全密閉無風扇的嵌入式計算機V2401型號，具有散熱好、能耗低、性能穩(wěn)定可靠的優(yōu)點。其基本功能是對自動售票機系統(tǒng)的各項業(yè)務軟件進行操控，并對各模塊之間的工作進行協(xié)調(diào)，保證售票等功能的完成。

7.票卡讀卡器。票卡讀卡器是自動售票系統(tǒng)的主要硬件模塊，其基本功能是及時實現(xiàn)所有票卡業(yè)務的各項功能，并在根據(jù)相應交易規(guī)則順利實現(xiàn)各種數(shù)據(jù)的處理。

（二）軟件設計

1.用戶界面設計。用戶界面設計要以人性化原則為基礎，從而合理、科學的完成各種操作。

2.軟件開發(fā)平臺和系統(tǒng)構(gòu)架。作為專業(yè)操作系統(tǒng)的組件化版本，Microsoft Windows XP Embeded操作系統(tǒng)可以實現(xiàn)對嵌入式設備的迅速可靠開發(fā)，其能夠選擇所需要的特性對設備進行準確定制。在綜合分析考慮穩(wěn)定性、程序開發(fā)效率和可維護性等因素的基礎上，將自動售票機系統(tǒng)軟件開發(fā)為具有獨立控制功能的基本模塊。

三、可維護性設計

可維護性設計是指當自動售票機系統(tǒng)出現(xiàn)故障時維修人員能夠及時根據(jù)系統(tǒng)相關設計對故障進行診斷和維修，以充分保證系統(tǒng)能夠繼續(xù)正常穩(wěn)定運行。

（一）硬件的可維護性設計。其設計的基本要求有：要確保系統(tǒng)各設備內(nèi)部表面相對平整，沒有裸露的毛刺和毛邊，以防止在人員操作或維護過程中受到傷害；硬件之間盡可能采用串行口連接的模塊化方式進行設計，這樣可以提高設備間的獨立性，方便與各設備的維護和升級；故障排除時間應當保持在半小時以內(nèi)，這是硬件的主要可維護性指標。

（二）軟件的可維護性設計。其設計的基本要求有：軟件設計是應當根據(jù)對象特點采用適宜設計方式，要利用動態(tài)鏈接庫和組件技術對功能模塊和驅(qū)動設備進行設計，以保證軟件模塊能夠正常升級和維護；在軟件設計中添加維護終端，如果售票機出現(xiàn)故障，維修人員可以在合并維護開關后運用后臺維護終端進行操作維護，這樣可以利用界面顯示的錯誤代碼快速查找故障原因，并能夠檢測其他模塊運行狀況，且界面顯示直觀，容易操作；在系統(tǒng)的維修面板應當設計相應的模塊測試功能。

四、可靠性設計

可靠性設計主要針對系統(tǒng)的軟件部分，其設計要求有：應當采用嵌入式工業(yè)級別操作系統(tǒng)作為整個售票機的操作系統(tǒng)，這樣可以完成對系統(tǒng)的特性定制，提高系統(tǒng)的運行質(zhì)量；設備驅(qū)動采用獨立的模塊化設計，這樣可以形成良好的擴展性以方便維護；在單片機軟件內(nèi)添加軟件陷阱和軟件看門狗的程序，提高系統(tǒng)的自動復位功能；加強對維修人員輸出輸入和系統(tǒng)設備運行狀況的實時記錄，提高系統(tǒng)軟件的記錄能力，以方便故障處理；加強系統(tǒng)的模塊恢復處理功能，在正當程序業(yè)務出現(xiàn)故障時能夠完成自動恢復，如果在超過設定恢復次數(shù)后仍不能正?；謴拖到y(tǒng)，則可對系統(tǒng)做降級處理。

五、結(jié)語

地鐵自動售票機系統(tǒng)的設計關系到地鐵售票系統(tǒng)自動化程度能否得到提高。其設計應用在幫助克服城市交通擁擠問題的同時，也在向地鐵交通其他相關設備的自動化程度提出要求。因此，相關設計人員應當以交通功能和用戶需求為出發(fā)點，切實加強有關地鐵自動售票機系統(tǒng)的研究，以逐步提高系統(tǒng)的應用能力和范圍。

參考文獻：

[1]方錦煌 提高地鐵自動售檢票系統(tǒng)設備的技術性能 《城市軌道交通研究》2011年第12期.

[2]徐恒 您了解地鐵自動售檢票嗎 《鐵道知識》2011年第13期.