地鐵支付系統(tǒng)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(tǒng)（Automatic Fare Collection-AFC）是將計算機技術(shù)、信息收集和信息處理技術(shù)及機械制造技術(shù)融合在一起形成自動化售票、檢票的一種智能化系統(tǒng)。該系統(tǒng)是交通運輸發(fā)展的必然趨勢，更是城市智能化發(fā)展的重要體現(xiàn)，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(shù)的整合，自動售票檢索系統(tǒng)能有效地把售票、檢票、計費、收費、統(tǒng)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(tǒng)事業(yè)從無到有，從小到大，經(jīng)歷了啟蒙、實踐及調(diào)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(tǒng)領(lǐng)域還是處于一片空白。上海地鐵籌建1號線時發(fā)布可行性研究報告，宣布票務(wù)收益方式采用自動系統(tǒng)方式運營。期間，對自動售檢票系統(tǒng)的各項功能系統(tǒng)設(shè)置主要來自于國外自動控制系統(tǒng)的運營模式和經(jīng)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(tǒng)是國際上已使用多年的成熟的磁卡自動售檢票系統(tǒng)。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(shù)的非接觸電子芯片IC卡應(yīng)用到軌道和其他公共交通收費方面上來。由于當(dāng)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(shè)全部采用這套自動售票系統(tǒng)。此系統(tǒng)在票務(wù)管理水平和客流處理能力上展現(xiàn)出良好性能。地鐵公司在票務(wù)收益和管理方面，明顯有效降低成本，實現(xiàn)以最少的人力物力創(chuàng)造出最高效的票務(wù)收益。自動售檢票系統(tǒng)所發(fā)揮出來的效果讓設(shè)計者、建設(shè)者和乘客都感覺到便捷與高效。在此階段，由于國內(nèi)的軌道交通蓬勃發(fā)展，自動售檢票系統(tǒng)大量的使用，通過大量用戶的使用、摸索和不斷的總結(jié)，在掌握原有系統(tǒng)各種功能的基礎(chǔ)上，有序地歸納整理出更適用于我國城市軌道交通票務(wù)管理上的新功能，為我國后期在自動售檢票系統(tǒng)功能上的研發(fā)積累了寶貴的經(jīng)驗。

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

非接觸式電子芯片IC卡技術(shù)在城市軌道交通自動售檢票系統(tǒng)的大規(guī)模應(yīng)用，強烈沖擊以磁卡為車票介質(zhì)的使用，同時也推動各大城市軌道在新線建設(shè)上對自動售檢票系統(tǒng)各功能和性能上擴展和提升，使系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)更為簡捷、高效，成本更低。

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

1 地鐵支付系統(tǒng)存在的主要問題

在調(diào)整上述自動售檢票系統(tǒng)的過程中，地鐵服務(wù)最大的問題是票務(wù)收益問題。根據(jù)過往經(jīng)驗，乘客意見最多是出在車站的客服問題，這當(dāng)然就包括目前的自動售檢票系統(tǒng)服務(wù)問題。由于這個系統(tǒng)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(xiàn)在在地鐵行業(yè)統(tǒng)稱為“自動售檢票系統(tǒng)AFC”。

經(jīng)過長時間的觀察，組成自動售檢票系統(tǒng)設(shè)備在運作時給乘客帶來的諸多問題。這些設(shè)備給乘客出行帶來較大影響的主要設(shè)備是自動售票機設(shè)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(tǒng)前沿的設(shè)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(wù)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(wù)宗旨。

（2）乘客使用硬幣購買車票和找零等功能不穩(wěn)定，乘客用硬幣購票時，需要重復(fù)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(dǎo)致新客戶不能直觀購買車票。有相當(dāng)數(shù)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(jīng)受極其嚴峻的考驗。

（4）自動售票機的功能過多，設(shè)備不堪重負。

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

現(xiàn)實生活實踐證明，地鐵自動售檢票系統(tǒng)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(nèi)部因素。外部原因是硬幣發(fā)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(qū)都不習(xí)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(dāng)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(xiàn)實中仍呈現(xiàn)使用量不足的情況[2]。

造成的硬幣短缺內(nèi)部因素是地鐵TVM的設(shè)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(shù)量與硬幣找零的數(shù)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(dāng)硬幣不足進入無找零模式，則明顯降低了服務(wù)水平，也嚴重影響了地鐵公司的經(jīng)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(yīng)該是從設(shè)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(chǔ)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(shè)置優(yōu)先找零紙幣。

（3）純紙幣找零。對既有線路，現(xiàn)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(shè)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。可通過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(qū)的小面額紙幣破損嚴重，可能導(dǎo)致頻繁的卡鈔現(xiàn)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(xiàn)所有現(xiàn)金購票乘客找零量不大于4枚，預(yù)計找零枚數(shù)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(dāng)?shù)睦?，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(fā)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(jīng)驗看，發(fā)售定期票并采取適當(dāng)?shù)膬?yōu)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(fā)行對行業(yè)主要有以下收益：減少設(shè)備磨損、提高工作效率和提高服務(wù)水平。目前國內(nèi)尚未開始發(fā)售定期票，但預(yù)計2~3年內(nèi)會逐步普及。

（7）提高儲值卡服務(wù)水平。目前多數(shù)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(yōu)惠，卡押金合理，退卡方便。但因多數(shù)城市的卡發(fā)行缺乏市場競爭，處于壟斷運營狀態(tài)，還是缺少合理進展。預(yù)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(shù)由硬幣識別器、硬幣找零、紙幣識別、紙幣找零技術(shù)，與自動檢票機中的扇門控制系統(tǒng)及車票讀寫模塊并稱為自動售檢票系統(tǒng)6大核心技術(shù)。國內(nèi)自動售檢票系統(tǒng)在上述核心技術(shù)關(guān)聯(lián)模塊上都是采用進口名牌公司的產(chǎn)品，這些核心技術(shù)模塊的成本在自動售檢票系統(tǒng)總成本中占比很高。國內(nèi)的企業(yè)在6大核心技術(shù)的研發(fā)方面也有很大的成果。其核心技術(shù)分別由多家公司研發(fā)，經(jīng)過幾年的不斷探索目前已進入批量生產(chǎn)階段。上述6大核心技術(shù)的國內(nèi)廠商將逐步參與自動售檢票系統(tǒng)領(lǐng)域的競爭，將促使自動售檢票系統(tǒng)設(shè)備成本逐年下降。

廣電運通主業(yè)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(shù)上有研發(fā)的優(yōu)勢，肩負自動售檢票系統(tǒng)紙幣識別、紙幣找零核心技術(shù)國產(chǎn)化的任務(wù)。經(jīng)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(chǎn)品已進入批量化生產(chǎn)階段。而ATM領(lǐng)域已經(jīng)進軍海外市場，現(xiàn)已在地鐵、鐵路和其他領(lǐng)域自動售檢票系統(tǒng)中選擇試點試驗，取得一系列改進成果后，占領(lǐng)了國內(nèi)的自動售檢票系統(tǒng)市場。針對鐵路客運自動售檢票系統(tǒng)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?zhèn)巫R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(lǐng)先水平。

針對城市軌道自動售檢票系統(tǒng)的需求，廣電運通開發(fā)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(fā)的產(chǎn)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(fā)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(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域，廣電運通研制了5個序列40余種型號的自動售票類產(chǎn)品。其中有自主核心技術(shù)的紙幣模塊（紙幣識別/紙幣找零）的自動售票機，可實現(xiàn)全紙幣系列的支付和找零，已經(jīng)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(tǒng)的需求，廣電運通研制的帶紙幣識別/紙幣找零功能的TVM設(shè)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(dǎo)致兩大類TVM中現(xiàn)金支付和找零設(shè)備的配置有顯著差異。對于高面額類應(yīng)用領(lǐng)域，TVM一般不設(shè)硬幣支付，采用紙幣支付+硬幣/紙幣找零的方式，發(fā)展趨勢是紙幣支付+紙幣找零方式。高面額類應(yīng)用領(lǐng)域使用銀行卡支付需求會逐步強化。而對于低面額類應(yīng)用領(lǐng)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(nèi)采用硬幣/紙幣支付+硬幣找零+預(yù)留紙幣找零的方式，發(fā)展趨勢是硬幣/紙幣支付+硬幣/紙幣找零。低面額類應(yīng)用領(lǐng)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(qū)化，地鐵TVM具有向高面額類轉(zhuǎn)變的可能，此所謂量變引起質(zhì)變[3]。今年已經(jīng)出現(xiàn)地鐵業(yè)要求TVM采用硬幣/紙幣支付+紙幣找零+預(yù)留硬幣找零的需求。地鐵如啟動定期票發(fā)售，實際上自動售定期票機應(yīng)屬于高面額類應(yīng)用領(lǐng)域，應(yīng)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(chǎn)品。

4 結(jié)束語

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