地铁自动售票机系统设计研究

【摘要】随着现代科学技术的发展，自动售票系统因其安全、快捷、方便等优点在地铁中的应用越来越广泛。本文从地铁自动售票机系统的基本结构出发，探讨了地铁自动售票机系统的硬件设计、软件设计及其可靠性和可维护性设计，以期为自动售票系统设计人员提供参考。

【关键词】地铁自动售票机；系统；设计

近年来，城市化进程不断加剧，城市人口流量也在不断增加。作为现代城市中的重要交通工具，地铁在人们的日常生活中起着重要作用。然而随着人流量的增加，如何提高售票检票效率成为每个地铁运输管理人员日益关注的问题。而自动售票系统具有快捷、方便、安全等优点，且能大量节省人力，所以在地铁中的应用越来越广泛。加强有关地铁自动售票机系统设计的有关研究，对于拓展自动售票系统的应用范围和使用质量具有重要意义。

一、地铁自动售票机系统的基本结构

（1）模块组成：自动售票机主要由乘客显示器与触摸屏、主控单元、票卡读卡器、LED状态显示器、纸币接收模块、硬币模块、不间断电源、凭条打印机、单程票售票模块等组成。

（2）功能架构：自动售票机系统其主要采用完全集中式、分级集中式、区域式三种架构方式，其要完成的物理功能有：能够接受乘客的购票选择，并根据信息和操作的指导完成相应步骤；能够自动实现车票的出票和发票；能够对乘客使用的储蓄卡、现金、信用卡等付费方式进行识别，无法识别的能够予以退回；能够自动完成对乘客投入现金的计算，并根据计算结果进行找零；能够对机器各部件的工作状态进行监控，并将监控结果输送到中央计算机系统中。[1]

（3）自动售票机的工作流程：第一，乘客在显示器中地图的引导下选择要到达的目的地，显示器会根据乘客选择信息对购票所需金额进行显示；第二，主控单元会向硬币和纸币模块发送允许接受的命令信息，这是乘客可以根据需要选择两种方式进行购票，将硬币或纸币放入模块接受装置中，显示器会对乘客投入的金额数量进行显示，对于不能识别的会及时予以退还，如果金额足够，主控单元会将指令发送给票卡读卡器，读卡器会完成相应的读写票卡动作，票卡读取完成后，主动单元会将出票命令发送给单程票发售模块，如果需要找零，主动单元会将找零命令发送给硬币模块，与票卡同时发出。

二、地铁自动售票机系统的设计

1、自动售票机系统的硬件模块功能

（1）LED状态显示器。LED状态显示器的基本功能是完成对当前售票机系统工作状态的显示，通常要求其显示距离在25m范围内有效，以保证排在队伍后面的乘客也可以及时了解售票机的工作状态。其主要在售票机前面板顶部进行安置。[2]

（2）纸币接收模块。纸币接收模块主要由纸币暂存器、纸币识别器、纸币接收装置、纸币钱箱四部分构成，其基本功能是能够完成对纸币的接收和识别。当乘客进行购票时，会将钞票放入纸币接收装置中，纸币识别器会对纸币进行判断，如果是真币则予以接收，如果是假币则予以退回。交易完成后纸币会存入纸币钱箱。

（3）硬币处理模块。硬币处理模块主要有硬币暂存器、硬币钱箱、换向器、硬币机芯、出币器等构成。其基本功能是完成对硬币的接收和识别，并进行找零。乘客在购票时会将硬币放入投币口，硬币识别器在辨别真假后会选择接收或退回的命令。在接受到找零的指令后会自动进行找零。

（4）不间断电源。不间断电源的基本功能是能够将售票机系统与外界的供电进行隔离，并不间断提供给售票机系统个模块进行供电；在主电源断开后能够提供备用电源保证售票机继续工作部分时间，以顺利对最后的交易数据进行保存。

（5）单程票发售模块。单程票发售模块的基本功能是在接收指令后正常发售单程票的票卡；在运营完成后及时进行票卡回收；如果票箱内票卡不够则自动进行补票操作。

（6）主控单元。主控单元主要采用全密闭无风扇的嵌入式计算机V2401型号，具有散热好、能耗低、性能稳定可靠的优点。其基本功能是对自动售票机系统的各项业务软件进行操控，并对各模块之间的工作进行协调，保证售票等功能的完成。

（7）票卡读卡器。票卡读卡器是自动售票系统的主要硬件模块，其基本功能是及时实现所有票卡业务的各项功能，并在根据相应交易规则顺利实现各种数据的处理。[3]

2、软件设计

（1）用户界面设计。用户界面设计要以人性化原则为基础，从而合理、科学的完成各种操作。

（2）软件开发平台和系统构架。作为专业操作系统的组件化版本，Microsoft Windows XP Embeded操作系统可以实现对嵌入式设备的迅速可靠开发，其能够选择所需要的特性对设备进行准确定制。在综合分析考虑稳定性、程序开发效率和可维护性等因素的基础上，将自动售票机系统软件开发为具有独立控制功能的基本模块。

3、可维护性设计

可维护性设计是指当自动售票机系统出现故障时维修人员能够及时根据系统相关设计对故障进行诊断和维修，以充分保证系统能够继续正常稳定运行。

（1）硬件的可维护性设计。其设计的基本要求有：要确保系统各设备内部表面相对平整，没有的毛刺和毛边，以防止在人员操作或维护过程中受到伤害；硬件之间尽可能采用串行口连接的模块化方式进行设计，这样可以提高设备间的独立性，方便与各设备的维护和升级；故障排除时间应当保持在半小时以内，这是硬件的主要可维护性指标。

（2）软件的可维护性设计。其设计的基本要求有：软件设计是应当根据对象特点采用适宜设计方式，要利用动态链接库和组件技术对功能模块和驱动设备进行设计，以保证软件模块能够正常升级和维护；在软件设计中添加维护终端，如果售票机出现故障，维修人员可以在合并维护开关后运用后台维护终端进行操作维护，这样可以利用界面显示的错误代码快速查找故障原因，并能够检测其他模块运行状况，且界面显示直观，容易操作；在系统的维修面板应当设计相应的模块测试功能。

4、可靠性设计

可靠性设计主要针对系统的软件部分，其设计要求有：应当采用嵌入式工业级别操作系统作为整个售票机的操作系统，这样可以完成对系统的特性定制，提高系统的运行质量；设备驱动采用独立的模块化设计，这样可以形成良好的扩展性以方便维护；在单片机软件内添加软件陷阱和软件看门狗的程序，提高系统的自动复位功能；加强对维修人员输出输入和系统设备运行状况的实时记录，提高系统软件的记录能力，以方便故障处理；加强系统的模块恢复处理功能，在正当程序业务出现故障时能够完成自动恢复，如果在超过设定恢复次数后仍不能正常恢复系统，则可对系统做降级处理。

结束语

地铁自动售票机系统的设计关系到地铁售票系统自动化程度能否得到提高。其设计应用在帮助克服城市交通拥挤问题的同时，也在向地铁交通其他相关设备的自动化程度提出要求。因此，相关设计人员应当以交通功能和用户需求为出发点，切实加强有关地铁自动售票机系统的研究，以逐步提高系统的应用能力和范围。

参考文献

[1]方锦煌.提高地铁自动售检票系统设备的技术性能[J].城市轨道交通研究，2011，12（29）：62-63

[2]徐恒.您了解地铁自动售检票吗[J].铁道知识，2011，13（14）：74-75

[3]蒋维彬，程英俊.自动售检票系统中自动充值机数量的计算[J].城市轨道交通研究，2010，05（35）：57-58