摘  要：目前纸币循环找零设备是城市轨道交通TVM设备的主要现金处理模块，纸币循环找零设备将接收纸币用于下一笔交易的找零，实现纸币循环利用，减少纸币在设备中的存量，加大纸币流转，提高现金利用效率，提升自动售票机稳定性，减少补充工作量，优化运营维修成本，但是此类纸币循环找零设备缺乏查询与追溯参与循环纸币的功能，难以解决伪钞纠纷，缺乏现金流转的安全性，在纸币循环找零设备中增加纸币冠字码识别与追踪功能，实时采集、识别与记录参与循环找零的纸币冠字码，建立每一笔交易的流转纸币的关联信息，能够追踪每一张找零纸币的去向，为业主排查可疑交易，避免伪钞纠纷，减少运营费用，可以通过设置冠字码的黑名单，紧急拒收新型伪钞，进一步提高机器识别可靠性。

关键词：城市轨道交通;TVM;纸币循环找零设备;纸币冠字码

中图分类号：TP391.41      文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2020）01-0154-04

Abstract：Currently，the banknote recycling module is the main cash processing module of TVM which can accept note to give change in next transaction，realizing note recycling，reducing note stock in the equipment and increasing note circulation，improve cash utilization efficiency，enhance the stability of ticket vending machines，reduce supplementary workload and optimize operation and maintenance costs.But this kind of banknote recycling module lacks the function of inquiring and tracing the note in circulation. It is difficult to solve the disputes of counterfeit banknotes and lack the security of cash flow. By adding crown code recognizing and tracing function，it can make real-time acquisition，validation and record of crown code on banknotes in circulation，and establish the relevant information of each transaction. Also it can track the whereabouts of each change to sort out suspicious transactions for user，so this solution can effectively eliminate disputes of counterfeit notes，avoid losses caused by suspicious transactions，and reduce the operating costs. By setting rejection rules of crown code，the crown code of current banknotes can be matched with rejection rules，which can play an urgent role in preventing new counterfeit banknotes，reduce the risk of accepting counterfeit banknotes and provide reliable and safe guarantee for cash flow.

Keywords：urban rail transit;TVM;banknote recycling module;banknote crown code

1  技术背景

在现代城市轨道交通领域，AFC自助设备[1]单一的现金找零方式一方面增加了车站现金储备量，阻碍了现金流通，另一方面纸币循环找零方式又缺乏对参与循环的伪钞进行查询与追溯的功能，难以解决伪钞纠纷，因此，在纸币循环找零模块中引入钞票冠字码识别与追踪技术是今后发展的方向，钞票冠字码识别与追踪技术能实时记录流通钞票冠字码，建立交易关联信息，为现金流转提供可靠、安全的保障。目前，钞票冠字码识别与追踪技术在AFC领域的應用有以下三种：

（1）定位可疑钞票，防止恶意欺诈。

（2）钞票清点过程查询与追溯。

（3）新型伪钞紧急预防与追溯。

2  纸币循环找零设备构成

纸币循环找零设备作为TVM（自动售票机）主要的现金处理模块[2]，自动接收乘客投入的纸币，实现对纸币的自动纠正以及对纸币图像和磁信息的扫描，据此识别面额以及真伪，配合软件控制、机械传动换向装置[3]，实现纸币的暂存、循环找零、原币返还、伪钞拒收、真钞自动存入等功能。纸币循环找零设备由纸币入钞纠偏装置、纸币识别模块、暂存装置、钱箱、传输通道、循环找零模块、补钞箱等主要部件构成，图1为纸币循环找零设备结构示意图。

（1）纸币入钞纠偏装置：设备入口接收纸币部分，对已存入的歪斜的纸币通过自动纠偏装置进行纠正。

（2）纸币识别模块：在纸币输送过程中通过对纸币提取多种光学特征信息以及磁特征信息，结合软件的分析和比对，判别纸币的面额、方向及真伪。

（3）暂存装置：纸币的暂时存储部分，可将纸币自动堆叠齐整。

（4）钱箱：将确认存款的纸币整齐堆叠，可单独移动至后台进行清点的安全箱[4]。

（5）传输通道：连接上部机芯和下部框架的传输结构，纸币可以通过传输通道从上部机芯进入下部框架各模块，或从下部框架各模块输出至暂存装置及退钞口。

（6）循环找零模块：纸币以堆栈方式存储在循环鼓中，当设备需要找零时，存储在循环鼓中的纸币按先入后出原则，将单张纸币逐一输出至暂存装置进行堆叠。

（7）补钞箱：将用于补充循环找零模块的纸币整齐堆叠存储在安全箱中，通过箱内的分钞机构将纸币逐一分离安全箱，纸币经过识别模块鉴伪后，补充至循环找零模块。

3  循环找零流程及安全隐患

3.1  循环找零流程

乘客使用自动售票机购票时，把纸币单张逐一插入纸币循环找零设备中，纸币进入设备入口，通过纸币入钞纠偏装置进行纠正后，纸币识别模块对纸币提取多种光学特征信息以及磁特征信息，结合软件的分析和比对，判别纸币的面额、方向及真伪，若为真钞而且匹配循环鼓的存储面额，则纸币被输送至匹配的循环鼓中，反之，若为伪钞则原币退出返还给乘客，图2为存款流程纸币流向示意图。

当乘客存入纸币金额大于购票金额时，自动售票机需要找零给乘客，纸币循环找零设备根据软件设置的找零金额，按对应的找零组合进行配置，从对应的循环鼓中单张逐一输送纸币至暂存装置进行堆叠，当暂存装置暂存的纸币金额达到找零金额时，整叠纸币被输出至退钞口，完成自动找零，图3为找零流程纸币流向示意图。

结合上述存款和找零流程，通过循环鼓暂存纸币，可以让原来存入的纸币能用于下笔交易的找零，从而实现纸币的循环利用。

3.2  安全隐患

在乘客使用纸币循环找零设备进行交易购票过程中，现有设备仅对存入或找零纸币的面额进行识别，缺乏查询与追溯参与循环找零纸币的功能，无法准确跟踪纸币流向，若乘客投诉设备找零出来的纸币为伪钞，设备厂家难以分析及判断乘客所描述的伪钞是否为设备找零的纸币，无法有效解决伪钞纠纷，缺乏现金流转的安全性。

4  纸币冠字码识别与追踪功能应用

在现代城市轨道交通领域，AFC自助设备是提供售票以及充值服务的设备终端，是现金服务的载体。早期的AFC自助设备只能通过纸币、硬币接收功能，实现现金储存，再通过硬币找零实现现金找零。随着城市轨道交通的快速发展，轨道交通的客流量也快速增长，AFC自助设备的现金交易量也随之逐步递增，只通过硬币找零的单一方式进行现金找零，使硬币的需求量剧增，但是地方银行对轨道交通的硬币储存量有一定限制，导致实际的硬币储存量不足以应对硬币交易量，为了缓解硬币找零压力，AFC自助设备增加纸币找零模块，实现纸币找零。虽然纸币找零模块能暂时缓解硬币找零压力，但是长远来说，纸币找零模块增加了纸币需求量，同时也增加了设备维护成本，并不能解决根本问题。未来AFC自助设备的发展方向将是设置纸币循环找零模块，应用纸币循环找零模块不仅能实现现金的循环使用、提高现金周转效率，还能减少钱箱更换和现金清点，是解决轨道交通现金储备量问题的根本方法。但是目前纸币循环找零模块正面临两大困局：无伪钞来源定位机制和无交易分析监控机制，对于涉及伪钞的交易无法进行查询和追溯。因此，在纸币循环找零模块中引入钞票冠字码识别与追踪技术是今后发展的方向，钞票冠字码识别与追踪技术能实时记录流通钞票的冠字码，建立交易关联信息，为现金流转提供可靠、安全的保障。目前，钞票冠字码识别与追踪技术在AFC领域的应用有以下三种：

（1）定位可疑钞票，防止恶意欺诈。

（2）钞票清点过程查询与追溯。

（3）新型伪钞紧急预防与追溯。

4.1  定位可疑钞票，防止恶意欺诈

如图4应用示例1示意图，在使用配置钞票冠字码识别与追踪技术的AFC自助设备进行交易的过程中，如乘客投诉收到可疑钞票，站务人员可以通过冠字码管理系统[5]或设备维护面板实时查询相关交易信息，包括票卡信息、交易时间、钞票冠字号码等，通过对查询结果进行分析，若发现交易信息中存在与可疑钞票冠字码匹配的交易记录，则调出原始冠字码图像进行复核确认，图像确认无误后，按规定对乘客进行赔偿处理，同时联系模块厂家要求紧急处理此类问题，反之，若查询后发现没有与该可疑钞票冠字码匹配的交易记录，则证明是乘客恶意伪造信息，可有效防止恶意欺诈。

4.2  钞票清点过程查询与追溯

如图5应用示例2示意图，在配置钞票冠字码识别与追踪技术的AFC自助设备结束运营后，进行结账清分交易钞票过程中，若发现可疑钞票，则通过钞票冠字码追踪系统查询此可疑钞票的相关交易信息，包括钞票冠字码、终端设备号、交易时间等，通过检索发现存在该可疑钞票冠字码，则可追溯此可疑钞票的来源，若此可疑钞票来源于乘客购票入钞存款，则联系模块厂家要求紧急处理此类问题，若此可疑钞票来源于补钞拒钞，则此可疑钞票属于运营人员人为操作加入，应该调取车站监控并配合相关部门调查处理，另外若通过钞票冠字码追踪系统不能查询到此可疑钞票的任何信息，则此可疑钞票属于机器非运营状态下人为加钞，应该调取车站监控并配合相关部门调查处理。

4.3  新型伪钞紧急预防与追溯

如图6应用示例3示意图，若市面上出现新型高仿真伪钞（如HD90开头的高仿真伪钞），则在钞票冠字码追踪系统中设置黑名单规则，规则通过审核设定后远程下发到指定AFC自助设备，自助设备将按规则拒收可疑钞票，对新型伪钞起到紧急预防作用，同时可以通过调取可疑钞票冠字码原始图像进行确认，监控可疑交易行为，若发现加入多张伪钞或多次使用伪钞，则可判断此行为属于个人恶意行为，可以调取车站监控并配合相关部门调查处理。

5  结  论

综上所述，带纸币冠字码识别与追踪功能的纸币循环找零设备可以为业主排查可疑交易，有效地排除伪钞纠纷，避免可疑交易造成的損失，降低运营成本，且可以通过设定冠字码拒收规则，将当前纸币的冠字码与拒收规则进行匹配，对新型伪钞起到紧急预防作用，降低设备接收伪钞风险，为现金流转提供可靠、安全的保障。

参考文献：

[1] 魏晓东.城市轨道交通自动化系统与技术：第2版 [M].北京：电子工业出版社，2011.

[2] 北京市规划委员会.地铁设计规范：GB/T 50157-2013 [S].北京：中国建筑工业出版社，2014.

[3] 郑志祥，吴洁，曹萍，等.机械零件：第3版 [M].北京：高等教育出版社，2016.

[4] 李宇轩，邓先平，温辛妍.轨道交通票务清分体系的建设 [J].都市快轨交通，2007（1）：30-33.

[5] 严蔚敏，吴伟民.数据结构（C语言版） [M].北京：清华大学出版社，2007.

作者简介：周志远（1984-），男，汉族，广州番禺人，机械工程师，2008年毕业于广东工业大学机械设计及其自动化专业，学士学位，研究方向：机械电子。