浅谈南京地铁（一号线南延线）硬币系统改造研究与应用

2021-09-10陈啸

科学与生活 2021年14期

陈啸

摘要：硬币系统是自动售票机的重要组成部分之一，为确保其安全、可靠地运行，需要不断升级和优化其功能、结构。本文正是从南京地铁一号线南延线硬币系统的实际问题出发，通过科学地分析、研究为其升级、改造制定最优方案，并落实改造实施。

关键词：硬币系统、射频识别、安全性、可靠性

一、AFC系统及设备简介

AFC是Automatic Fare Collection（自动售检票）的缩写。AFC系统又称自动售检票系统。自动售检票系统是基于计算机、通信、网络、自动控制等技术，实现轨道交通售票、检票、计费、收费、统计、清分、管理等全过程的自动化系统。其基本功能包括：

售票功能：用于乘客自助式购买地铁单程票和乘客自助查询车票。

检票功能：乘客持车票在非付费区进站通道右侧闸机刷卡区域上方出示票卡，验证票卡有效后扇门打开，乘客进入付费区。出站步骤相同，单程票需回收。

统计功能：车站的AFC设备通过网络将数据传与车站SC，各车站SC将数据传给线路中央计算机OCC，继而传给ACC。

自动售票机（缩写为TVM）设于车站非付费区，用于乘客自助式购买地铁单程票和乘客自助查询车票。自动售票机应可通过参数设置为接受硬币、纸币、各种储值类票卡等支付方式，并可以硬币找零。

二、现状分析

随着南京地铁一号线南延段运营年限的增加以及客流的不断增长，设备使用量逐年增加。南延线的硬币系统同经过了长达8年的运行，设备老化导致的问题已经凸显，现存在以下几个问题：

1、现用MEI硬币模块识别器停产，备件无法采购。正线上的硬币识币器老化严重，故障率高。从2014年起，南延线硬币故障量逐年增长，从2014年的1200起，增长到2020年的2200起;数据差异方面由于识别器的老化，硬币计数不准，数据差异故障也在逐年增加。以上两类故障的分析与故障处理均需耗费大量人力物力，尤其是数据差异故障，每台出现数据差异的设备跟踪周期都达到月以上，且容易造成车站现金的差异，影响现金安全。由于MEI硬币识别模块已停产，现场节能设备的硬币识别器已全部更换到在用机器替换使用，工班库存已无识别器备件，如不进行识别器的更换，后续硬币故障的处理会越发困难。

2、硬币回收箱问题。采用硬币回收箱采用探针接触式读取ID。由于频繁插拔，探针易受到撞击而变形，从而导致接触不良而无法获取ID。目前工班采用短接的方法使系统默认识别到钱箱，容易造成钱箱不到位导致硬币散落。此类故障呈现出逐年上升的趋势，通过ID改造可以一劳永逸的解决回收箱ID问题。

3、新版人民币识别。随着第五套人民币的发行、流通，南京地铁也随之进行了设备的升级。然而南延线设备由于所使用的MEI识别器已经停产多时，厂家无法对其进行升级，影响了乘客使用新版人民币购票。

三、改造思路

通过对南延线硬币模块现状和痛点的分析，在结合了设备使用情况初步决定针对进行以下改造：

1、识别器

由于本次改造只是在原有硬币系统框架下进行的局部改造，识别器的选型必须兼顾与原系统的兼容性以及可维护性等方面，最终在众多品牌中选择了NRI品牌识别器。其与原识别器采用了相同的10PIN AWP 标准工业接口和cctalk通讯协议，最接近的结构尺寸和硬件接口，使得改造优化可达最优。同时，配套新版人民币和回收箱识别模式的改变更新了硬币模块的主控制板。

2、硬币回收箱

原有硬币回收箱采用探针接触式，频繁插拔后探针易受到撞击而变形从而反复故障，经过研究比选决定在本次改造中将其改造为安全性、可靠性更高的射频识别（RFID）式识别模式[1]。

射频识别（RFID）是一种无线通信技术，可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。其优点如下：

1）快速扫描、RFID辨识器可同时辨识读取数个RFID标签;

2）体积小型化、形状多样化、RFID在读取上并不受尺寸大小与形状限制;

3）抗污染能力和耐久性、传统条形码的载体是纸张，因此容易受到污染，但RFID对水、油和化学药品等物质具有很强抵抗性;

4）穿透性和无屏障阅读、在被覆盖的情况下，RFID能够穿透纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质，并能够进行穿透性通信;

5）安全性、由于RFID承载的是电子式信息，其数据内容可经由密码保护，使其内容不易被偽造及变造[2]。

四、实施过程

1、线缆改造

CAS-006X使用RS232串口与上层通信，运行电压为24V及12V直流电源，与原有电气相同，因此只需增加用于结构改造的线，即可做好所需的电气连接。硬币回收箱支架的RFID读卡器及到位开关线缆，可以通过CAS-006X对外接口的线缆进行转接并引至整机内的回收箱RFID读卡器支架即可。

2、模块安装改造