一、概述

隨著現代科學技術的發展，自動售票系統因其安全、快捷、方便等優點在地鐵中的應用越來越廣泛。本文從地鐵自動售票機系統的基本結構出發，探討了地鐵自動售票機系統的硬件設計、軟件設計及其可靠性和可維護性設計，以期為自動售票系統設計人員提供參考。

1.1自動售檢票系統 （AFC）

     Automatic Fare Collection system就是“自動售檢票系統”，簡稱AFC。         AFC系統實現軌道交通售票、檢票、計費、收費、統計、清分、管理等全過程的自動處理。     自動售檢票系統通常包括自動控制、計算機網絡通信、現金自動識別、微電子計算、機電一體化、嵌入式系統和大型數據庫管理等高新技術運用. 　　1.2自動售票系統設備組成 　　主要由線路中央AFC系統、車站AFC系統、終端設備和車票四部分組成。 　　終端設備包括出/入站檢票閘機、自動售票機、車站票務系統、自動充值機、自動驗票機等現場設備。 　　應用范圍： 　　AFC系統是國際化大城市軌道交通運行中普遍應用的現代化聯網收費系統，隨著自動售檢票系統的啟用，乘客現在可以通過各入口處的自動售票機購買電子票。 　　目前北京,上海,廣州,天津,深圳,南京等大城市的軌道交通地鐵站都廣泛使用了AFC系統作為重要客運管理應用。 　　更多的應用場合包括電影院，體育館，歌劇院，火車站，機場等。 　　優點： 　　AFC系統開通后增加了自助服務功能，一是在原有人工售票基礎上，增設了自動購票機實現了乘客自助購票，并可減少排隊等候時間。二是增加了自動查詢機的數量，方便乘客自助查詢。三是增設了一卡通卡自動充值機，實現自助充值，方便乘客。

自動售票機（TVM）

    自動售票機是乘客自行操作的自動售票設備，主要完成單程票的發售功能。乘客根據目的地票價，在設備上選擇相應的票價鍵，同時投入相應的錢幣，設備自動將已格式化的卡進行編碼發售，結構如下圖：

自動售票機平面圖

1.3自動售票機的介紹

    自動售票機是AFC的重要組成部分，也是主要的終端設備之一，主要的功能是實現無人自動售票，作為車站設備的一員，自動售票機ATVM，往往被安裝在車站非付費區內，用于軌道交通車票銷售的乘客自助服務。自動售票機具有引導乘客購票的相關操作說明和提示，配備觸模屏、乘客顯示器及運營狀態顯示器，用于顯示地鐵線路、票價、投入錢幣金額、設備運行狀態等信息。目前通用的軌道交通單程車票一般為非接觸式的方形IC卡，自動售票機根據規格型號的不同，可以分別按照硬幣、紙幣進行一到多種進行售票。一次交易中的發卡數量也可以在一到多張間不等。

二、設計要求

1、功能描述

用于地鐵售票自動售票，完成地鐵售票的核心控制功能

2、功能要求

售票機有兩個進幣孔，一個是輸入硬幣，識別的范圍是一元硬幣；一個是紙幣，識別的范圍是一元、二元、五元、十元、二十元（紙幣孔有標準識別種類）。乘客可以連續多次投入紙幣，乘客一次只能選型一個出站口，購買車牌時，乘客選選擇出站口，有多個出站口可供選擇，再選擇所需票數，然后投幣，投入的紙幣達到或者超過所需金額時候，售票機自動出票，并找零。本次交易結束后，等待下一次交易。在選擇出站口、所需票數以及在投幣期間，乘客可以按取消操作，錢幣自動退出。

三、設計方案：

根據起點站和終點站兩站之間的站數計算，判斷出相應的價格。自動售票機可以識別硬幣和紙幣，并具有自動找零功能，乘客可以連續多次投入錢幣，并且可以以任意順序投入硬幣和紙幣。

1.      買票時，乘客按下開始鍵，售票機進入站臺選擇程序，乘客選擇出站口后，可以按取消鍵重新選擇，否則售票機自動進入票數選擇程序，同樣這時可以按下取消鍵重新選擇出站口以及票數。

2.      當選擇好出站口已經所需票數時，乘客可以投入硬幣或者紙幣，當所投的紙幣總額大于或者等于票價時，售票機自動出票以及找零。期間，可以按下取消鍵重新開始選擇，并退出所有的紙幣。

3.      乘客若還沒有選擇出站口或者票數，就投幣或者使用紙幣，售票機會自動退出所有的紙幣。

4.      有多個站臺可供乘客選擇，每個乘客最多可以購買三張票，N個站臺編號為N1到NX，票價從1元依次遞增到max

四、購票流程圖：

五、可編程序控制器（ PLC ）在控制中的應用特點： 

    １）可靠性高　　億維自動化 PLC 在硬件和軟件上采取了一系列抗干擾措施，使它可直接安裝于噪雜現場而穩定可靠的工作，防磁，抗震，防塵。     ２）編程簡單、容易掌握。     ３）適應性強，應用靈活。

    ４）控制系統設計、修改、調試方便，工作量少。     ５）功能強大。　 PLC 具有開關量輸入 / 輸出，模擬量輸入 / 輸出，大量的內部中間繼電器，時間繼電器，特殊繼電器，數據寄存器，可進行邏輯控制、數據處理、模擬量處理。

5.1設計思路

    本次設計的自動售票機，主要是應用深圳億維自動化200型的PLC梯形圖來設計控制程序，根據設計內容和控制要求寫出梯形圖，并用組態王軟件在自動售票機（TVM）上對自動售票進行仿真實現，以地鐵1號線和2號線為例：假設1號線共有A,B,C,D,E,F,G,H,I,J共10站，2號線共有K,L,C,M,O,P,Q,R,S,T共10站，兩條線可以在C站實現換乘。換乘中要求計一個換乘時間30分鐘之內。站與站之間的站點4站之內的票價為3元，以后每增加一站票價增加一元，最高票價為9元

5.2、PLC程序

5.2.1、PLC的I/O點定義

輸入：    開始按鈕        I0.0    

         停止按鈕        I0.1        

         退幣按鈕        I0.2      

         1元投入按鈕   I0.3      

         5元投入按鈕   I0.4    

         10元投入按鈕   I0.5

輸出：    3元   Q0.1

    4元   Q0.2

    5元   Q0.3

    6元   Q0.4

    7元   Q0.5

    8元   Q0.6

    9元   Q0.7

5.2.2、程序以沈陽地鐵為例

5.2.3模擬操作情景：

六.實際應用：

七、結束語

　　該自控系統綜合集成了深圳億維自動化公司的PLC控制技術、畫面監控技術、網絡通訊技術，實現了自動化售票系統過程的自動化控制，可完成售票系統的自動聯鎖控制，數據的通訊處理、故障報警診斷以及售票狀況的在線監控等功能。經過三年多的運行驗證，該系統控制功能先進、安全穩定可靠，有效地提高了勞動生產率，改善了工作人員的工作環境，減輕了工作人員的勞動強度，為乘客的順利出行提供了可靠的保障，并取得了十分顯著的經濟效益。

　參考文獻：

【1】地鐵自動售票系統交互設計研究，陳虹，張微，城市軌道交通研究，2012-07-10

【2】公共設施的尺寸與安全設計，吳翔，王珂，裝飾，2009-04-01

【3】概念公交系統設計，付璐，馬方，神州，2014-05-25

【4】北京市先用支付寶錢包為公交卡充值，互聯網天地，2014-04-15

【5】南京地鐵設施設備RCM系統規劃與實施，毛一軒，南京理工大學，2008-05-01

【6】城市軌道交通中閘機智能識別系統及其識別技術的研究，曲目，天津大學，2005-05-01

【7】北京地鐵車輛車廂內部作為設置的研究，張雋，鄒彥雯，祝月艷，陳凡，顧偉健，科學之友，2013-08-15

【8】深圳億維自動化公司200PLC說明書