自动售检票系统中自动充值机数量的计算

摘　要　在地铁自动售检票系统中自动售票机数量确定的前提下,假定自动售票机和自动充值机在相同的时间内服务完自己所服务的乘客,研究自动售票机和自动充值机数量比例关系。考虑乘客在地铁的消费心理因素和地铁票价因素对自动充值机数量的影响,提出了自动充值机数量的计算式。

关键词　自动售检票系统,自动售票机,自动充值机, 计算公式

自动售检票系统(Automated Fare Collection Sys2 tem , 简称AFC 系统) 是地铁运营系统中的一个子系统。其终端设备的数量及在站厅层的布局是站厅层布局设计的重要组成部分,直接决定客流组织形式。AFC 系统终端设备数量越多, 客流组织越容易,需要的投资也越多。自动售票机和自动充值机服务的乘客群体不相同。在乘客使用单程票和储值票预测比例和投资确定的前提下,研究自动售票机和自动充值机比例,确定自动充值机的数量,可充分利用AFC 终端设备、有效组织客流。
1 　自动售票机数量确定
地铁车站AFC 系统设计中,车站自动售票机数量的确定以车站高峰小时客流量为依据。设计时,一般用上下行客流预测数据来确定,计算公式如下:
k × P
Nv = INT[ μv] (1) 式中:Nv 为自动售票机的数量,一般用取整结果, 取整时采用四舍五入; k 为车站超高峰系数,选用1.2 ～ 1.4 ; P 为使用自动售票机的人数或上下行上车的客流总量(按高峰小时计);μv 为自动售票机的处理能力,一般选用600 人/(h ·台) 。
深圳地铁一期工程AFC 系统设计中使用的计算车站自动售票机数量的公式如下: k × Pe ×α ×β
Nv = INT[ μv] (2)
式中:Nv 、k、μv 定义同式(1) ; Pe 为入站高峰客流量;α为使用单程票的比例系数,0 <α ≤1 ;β为使用自动售票机卖票的比例系数,0 < β ≤1 。
式(1) 和(2) 为标准高峰客流中单人次卖票所需要的自动售票机的数量。随着地铁票务管理组织形式的改变和社会售票点的增多,售票点不再局限于地铁车站,使用单程票的比例会越来越小,而使用储值票的比例会越来越大,单程票也可以在票务处理机出售。深圳地铁一期工程AFC 系统设计中, 充分考虑了α和β这两个影响因素。
2 　自动售票机和自动充值机的数量关系及计算
　　自动售票机和自动充值机是一个典型的M/M/ n 排队系统。自动售票机的数量确定后,根据使用储值票和单程票的比例(γ) 、乘客每次使用自动充值机充值用来坐地的人民币数( C) 和乘客每次乘坐地铁消费的人民币数(c) 可以确定自动充值机的数量。
2.1 　自动充值机处理能力确定
自动充值机具有纸币识别器,可以接受纸币, 对储值票进行充值;也可以接受银行卡,通过银行转帐对储值票进行充值。因此乘客的消费方式直接影响自动充值机的处理能力。
自动充值机处理能力的计算公式如下:
μa= INT[ m ×μ1 +(1 -m) ×μ2 ](3)
式中:μa 为自动充值机的处理能力,一般用取整结果,取整时采用四舍五入; m 为使用现金充值的比例系数,0 ≤m ≤1 ;μ1 为使用现金充值时自动充值机的处理能力,一般选用10 人/(min ·台);μ2 为使用银行卡转帐时自动充值机的处理能力,一般选用5 人/(min ·台) 。
2. 2 　自动售票机和自动充值机数量比例关系
假设自动售票机的处理速度为10 人/ min , 自动充值机的处理速度为5 人/ min ,票务处理机(在地铁车站中,票务处理机可以卖单程票和储值票, 也可以给储值票充值) 对自动售票机和自动充值机的影响程度相同。此处假定影响程度为零,即票务处理机不工作,进地铁的高峰客流中有一半人用储值票。如果自动售票机和自动充值机在相同的时间内服务完各自的乘客,使用储值票的人每次充值50 元,能用5 次,那么自动售票机和自动充值机的比例为2. 5 ∶1 。计算结果如下表:
表1 　自动售票机和自动充值机的比例关系

计算方法说明:第一种情况,假设有200 人进站,100 人到自动售票机前买票,20 人到自动充值机前充值,自动售票机处理完100 人需要10 min , 自动充值机处理完20 人需要4 min , 如果在同一时间内服务完各自的乘客,自动售票机和自动充值机的比例为2. 5 ∶1 。随着储值票应用的推广以及社会化服务的扩大,这一比例将显得过小。如上海在新线工程中这一比例为3. 5 ∶1 。
2. 3 　自动充值机数量计算
根据自动售票机的数量计算自动充值机数量的公式如下: Nv ×γ ×μv ×c Na = INT[C ×μa] (4) 式中:Na 为自动充值机的数量,一般用取整结果, 取整时采用四舍五入;μv 为自动售票机的处理能力,一般选用10 人/(min ·台) ; Nv 、γ、μa 、C、c的定义同前。根据入站高峰客流计算自动充值机数量的公式如下: k × Pe ×δ ×λ ×c

Na = INT[ μa ×60 ×C] (5)
式中:Na 、k、Pe 、μa 、C、c 定义同前;δ 为使用储值票的比例系数,δ > 0 ;λ为使用自动充值机充值的比例系数,0 < λ ≤1 。
从式(4) 和(5) 可以看出,自动充值机的数量取决于自动充值机的利用率、自动充值机的处理能力、乘客的消费心理因素和地铁票价。随着城市一卡通和电子商务技术不断发展,储值票的充值功能可以扩充到其它领域,这样车站自动充值机的数量将大大减少。量与客流量及自动售票机的处理能力有关;而自动充值机的数量不仅与客流量和自动充值机的处理3 　结语能力有关,还与乘客的消费心理和地铁票价有关。以上自动充值机的计算为深圳地铁一期工程AFC 地铁AFC 系统中终端设备的数量对AFC 系统系统中自动充值机数量的确定提供了科学依据。的实际运用起举足轻重的作用。

参　考　文　献
1 　深圳市特发现代计算机有限公司,铁道第三勘测设计院. 深圳地铁一期工程初步设计. 1999
2 　张庆贺,朱合华,庄荣等. 地铁与轻轨. 北京:人民交通出版社,2002