摘要在自动售检票系统中，自动售票机数量确定的前提下，假定自动售票机和自动增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增值机数量比例关系，考虑乘客在地铁的消费心理因素和地铁票价因素对自动增值机数量的影响，提出了自动增值机数量的计算模型。
关键词地铁自动售检票系统，售票机，增值机，比例关系，计算模型
1．地铁自动售检票系统概述
地铁自动售检票系统（AutomatedFareCollectionSystem，简称AFC系统）是地铁运营系统中的一个子系统。AFC系统的设计目标就是要建立一个高度安全、可靠、保密性能良好的地铁自动售检票网络系统，完成售票、检票、计费、收费、结算和统计全过程自动化管理。AFC系统采用控制中心和车站两级管理模式。AFC系统由中央计算机网络系统、车站计算机网络系统和AFC终端设备三部分组成。中央计算机网络系统对车站计算机网络系统和AFC终端设备进行实时监控；对采集到的车站的数据进行分析处理，完成票务收入审计、客流量统计、数据分类保存和打印相关报表等功能。车站计算机网络系统监控AFC终端设备，采集和存储AFC终端设备数据。通过地铁广域网系统将车站计算机网络系统和中央计算机网络系统连在一起，完成数据传输和参数指令传递。AFC系统终端设备由自动售票机，票务处理机（也称半自动售票机），自动增值机，进出站闸机，自动验票机和便携式验票机等组成。
AFC系统终端设备的数量和AFC系统终端设备在站厅层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。自动售票机和自动增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增值机比例，确定自动增值机的数量，对充分利用AFC终端设备和客流组织有着十分重要的意义。
2．自动售票机数量确定
在地铁车站AFC系统设计中，对车站自动售票机数量的确定都是以车站高峰小时客流量为依据。在设计时，一般用上下行客流预测数据来确定，计算机公式如下：
（1）
式中：Nv——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——车站超高峰系数，选用1.2~1.4；
P——使用自动售票机的人数或上行和下行上车的客流总量（按高峰小时计）；
Uv——自动售票机的处理能力，一般选用600人/小时/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：
（2）
式中：Nv——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——车站超高峰系数，选用1.2~1.4；
Pe——入站高峰客流量；
a——使用单程票的比例系数，0＜a≤1；
B——使用自动售票机卖票的比例系数，0＜B≤1；
Uv——自动售票机的处理能力，一般选用600人/小时/台。
公式（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，售票点不局限于地铁车站，使用单程票的比例会越来越小，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，充分考虑了使用单程票的比例系数和使用自动售票机卖票的比例系数这两个影响因素。
3．根据自动售票机和自动增值机的比例关系确定自动增值机数量
自动售票机和自动增值机是一个典型的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、乘客每次使用自动增值机增值用来坐地铁的人民币数量C和乘客每次坐地铁消费的人民币数量c可以确定自动增值机数量。
假定自动售票机数量已确定，自动售票机处理速度为10人/分钟，自动增值机处理速度为5人/分钟，票务处理机（在地铁车站中，票务处理机可以出售单程票和储值票，也可以给储值票增值）对自动售票机和自动增值机影响程度相同，此处假定影响程度为零，即票务处理机不做增值业务，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增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增值50元，这50元能用10次，那么自动售票机和自动增值机的比例为5:1（即一个车站如果配置5台自动售票机时，可以考虑配置2台自动增值机）。计算机结果如下表：
表1自动售票和自动增值机的比例关系计算表
上表第一种情况的计算方法说明：假设有200人进站，100人到自动售票机前卖票，10人到自动增值机前增值，自动售票机处理完100人需要10分钟，自动增值机处理完10人需要2分钟，如果在同一时间内服务完各自所服务的乘客，自动售票机和自动增值机配置的比例为5:1。该方法适合在新建城市轨道交通的城市应用，从深圳一期开通运营的情况来看，不配置自动增值机比较合理。
4．自动增值机数量精确计算模型
4.1自动增值机处理能力确定
自动增值机处理能力的计算公式如下：
（3）
式中： Ua——自动增值机的处理能力，为计算方便一般用取整结果，取整时采用四舍五入；
M1——使用现金增值的比例系数，0≤M1≤1；
M2——使用银行卡增值的比例系数，0≤M2≤1；
U1——使用现金增值时自动增值机的处理能力，一般选用10人/分钟/台；
U2——使用银行卡转帐时自动增值机的处理能力，一般选用5人/分钟/台；
M1+M2=1。
自动增值机具有纸币识别器，可以接受纸币，对储值票进行增值；也可以接受银行卡，通过银行转帐对储值票进行增值。因此乘客的消费方式（适用现金和银行卡）直接影响自动增值机的处理能力。
4.2根据自动售票机的数量计算自动增值机的数量的公式如下：
（4）
式中：Na——自动增值机的数量，一般用取整结果，取整时采用四舍五入；
M——车站自动售票机的数量；
Y——储值票和单程票的比例系数，Y＞0；
Uv——自动售票机的处理能力，一般选用10人/分钟/台；
Ua——自动增值机的处理能力，选用5~10人/分钟/台；
C——乘客每次使用自动增值机增值用来坐地铁的人民币数量；
c——乘客每次坐地铁消费的人民币数量。
该公式适合在城市轨道交通的二期及二期以后的建设中应用，可以从开通的线路上直接获取、
C和c数据，计算精确度高。
4.3根据入站高峰客流计算自动增值机的数量的公式如下：
（5）
式中：Na——自动增值机的数量，一般用取整结果，取整时采用四舍五入；
k——车站超高峰系数，选用1.2~1.4；
Pe——入站高峰客流量（按高峰小时计）；
——使用储值票的比例系数，＞
0；
——使用自动增值机增值的比例系数，0＜
≤1；
Ua——自动增值机的处理能力，选用5~10人/分钟/台；
C——乘客每次使用自动增值机增值用来坐地铁的人民币数量；
c——乘客每次坐地铁消费的人民币数量。
该公式适合在已运行的线路上进行设备改造时应用，可以从要改造的线路上直接获取、
从公式（4）和（5）可以看出，自动增值机的数量取决于自动增值机的利用率、自动增值机的处理能力、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，储值票的增值功能可以扩充到其它领域，这样车站的自动增值机的数量将大大减少。
5．结语
地铁AFC系统中终端设备数量对AFC系统的实际运用起举足轻重的作用，自动售票机的数量与客流量和自动售票机的处理能力有关，而自动增值机的数量不仅与客流量和自动增值机的处理能力有关，还与乘客的消费心理和地铁票价有关。以上自动增值机的计算模型为深圳地铁AFC系统中的自动增值机数量确定提供了科学依据。
参考文献
1． 深圳市特发现代计算机有限公司铁道部第三勘测设计院，深圳地铁一期工程《初步设计》第十七篇《自动售检票》，深圳，1999.7
2． 张庆贺朱合华庄荣等，地铁与轻轨，人民交通出版社，北京，2002.3
