謝宇山

（廣州市地下鐵道總公司，廣東廣州 510308）

自動(dòng)售票機(jī)發(fā)售車(chē)票流程耗時(shí)分析與優(yōu)化

謝宇山

（廣州市地下鐵道總公司，廣東廣州 510308）

隨著城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)模逐步發(fā)展，線路的客流量顯著上升。提高設(shè)備運(yùn)行效率，減輕客流壓力，成為原線路的一個(gè)關(guān)注點(diǎn)。從自動(dòng)售票機(jī)單程票發(fā)售流程入手，探討如何在不改變硬件設(shè)備的基礎(chǔ)上，對(duì)流程進(jìn)行分解、再組合，加快單程票發(fā)售速度，達(dá)到減輕客流壓力的目的。

自動(dòng)售票機(jī)（TVM）；任務(wù)分解；時(shí)間網(wǎng)絡(luò)圖

自動(dòng)售票機(jī)（TVM）是自動(dòng)售揀票系統(tǒng)（AFC）中四大站級(jí)設(shè)備（自動(dòng)售票機(jī)、票房售票機(jī)、閘機(jī)、驗(yàn)票機(jī)）之一，具有向乘客發(fā)售單程車(chē)票和對(duì)地鐵儲(chǔ)值票充值的功能。隨著廣州地鐵線路的不斷建設(shè)，地鐵線網(wǎng)不斷擴(kuò)展，地鐵客流量也隨之上升，現(xiàn)有線路客流壓力顯著上升。TVM承擔(dān)發(fā)售單程票的功能，提高TVM發(fā)售車(chē)票的速度，減少乘客購(gòu)票時(shí)間，能有效地減緩車(chē)站非付費(fèi)區(qū)的客流壓力。

受人口結(jié)構(gòu)影響，廣州地鐵單程票使用比例一直維持在20%～30%，廣州地鐵一、二號(hào)線已開(kāi)通超過(guò)十年，受站廳布局限制，要減緩車(chē)站客流壓力，減少TVM購(gòu)票時(shí)間也是主要考慮方向之一。本文主要討論在既有硬件條件下，如何設(shè)計(jì)單程票發(fā)售流程，減少整體購(gòu)票時(shí)間。

1 需求分析

廣州地鐵一、二號(hào)線TVM可支持紙幣、硬幣購(gòu)買(mǎi)單程票，找零模式為硬幣找零，暫不支持紙幣找零。乘客選擇目的車(chē)站和購(gòu)票張數(shù)后，根據(jù)TVM提示投入足夠面額的紙幣、硬幣。TVM自動(dòng)發(fā)售相應(yīng)票價(jià)的單程票，并且將乘客投入的紙幣、硬幣送入錢(qián)箱；如需找零，則將硬幣找零箱中相應(yīng)數(shù)量的硬幣投出給乘客。如果乘客在投入足額鈔票前取消交易，TVM需具備原幣返回功能。乘客正常購(gòu)票所需時(shí)間可分為兩部分：乘客選擇站點(diǎn)及投幣時(shí)間和自動(dòng)售票機(jī)出票找零時(shí)間。前一部分主要與乘客的操作有關(guān)，時(shí)間長(zhǎng)短受乘客操作影響比較大；后一部分完全是自動(dòng)售票機(jī)自己在操作，是乘客在等待的時(shí)間，本文主要針對(duì)后一部分時(shí)間開(kāi)展分析與優(yōu)化。

自動(dòng)售票機(jī)的發(fā)售流程優(yōu)化應(yīng)該是在確保自動(dòng)售票機(jī)數(shù)據(jù)與現(xiàn)金準(zhǔn)確、安全的前提下，盡量減少硬件處理上的串行環(huán)節(jié)，縮短乘客等待時(shí)間，使自動(dòng)售票機(jī)能盡快為下一次發(fā)售做好準(zhǔn)備。

圖1 TVM發(fā)售流程任務(wù)分解圖

2 流程設(shè)計(jì)

乘客投入足額鈔票后，TVM的操作包括停止錢(qián)幣接收流程、單程票賦值出票流程、硬幣找零流程、錢(qián)幣入箱流程、生成交易文件流程。整個(gè)過(guò)程涉及TVM三個(gè)模塊：紙幣、硬幣、單程票。過(guò)程期間需在TVM顯示屏上出現(xiàn)相應(yīng)提示。對(duì)TVM的操作流程進(jìn)行任務(wù)分解，可由圖1所示。

從現(xiàn)金安全、數(shù)據(jù)完整、TVM硬件結(jié)構(gòu)以及乘客信息提示等方面考慮，TVM出票找零流程中的各個(gè)子任務(wù)之間需滿足以下幾個(gè)要求。

（1）TVM進(jìn)入出票找零流程時(shí)，應(yīng)第一時(shí)間停止接收硬幣、紙幣，避免乘客投入多余的現(xiàn)金。與此同時(shí)，TVM應(yīng)有相應(yīng)的狀態(tài)顯示，提醒乘客不要嘗試投入現(xiàn)金。

（2）為保障TVM現(xiàn)金安全，TVM的紙幣模塊和硬幣模塊都有安裝了釣魚(yú)設(shè)置。在單程票模塊操作前，應(yīng)查詢模塊的狀態(tài)，確認(rèn)現(xiàn)金是否進(jìn)入安全位置。

（3）單程票模塊操作完成前，TVM仍有可能因?yàn)閱纬唐背銎辈怀晒?dǎo)致退回現(xiàn)金。因此在出票結(jié)束之前，紙幣、硬幣都不能進(jìn)入錢(qián)箱。

（4）硬幣模塊受結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)限制，收入硬幣與找出硬幣不能同時(shí)進(jìn)行。個(gè)別情況下，必須先把投入的硬幣導(dǎo)入錢(qián)箱才能進(jìn)行找零操作。

（5）發(fā)售結(jié)果信息內(nèi)容至少包括收入現(xiàn)金金額、發(fā)售單程票的面值及數(shù)量、找零金額，因此，必須在出票、找零操作完成后才能顯示發(fā)售結(jié)果信息。該信息需在TVM乘客顯示器上維持一定時(shí)間，維持的時(shí)間可由TVM參數(shù)控制。

（6）紙幣模塊、硬幣模塊及單程票模塊的全部操作完成后，TVM再進(jìn)行交易數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)處理完畢后，TVM才可返回等待界面，準(zhǔn)備為下一位乘客服務(wù)。由于數(shù)據(jù)處理與TVM硬件機(jī)械運(yùn)動(dòng)相比時(shí)間極短，在此忽略不計(jì)。

（7）在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中，根據(jù)乘客購(gòu)票投入的現(xiàn)金組合方式以及是否需要找零，流程中的部分子任務(wù)可以不必執(zhí)行。

根據(jù)以上要求，對(duì)流程中各子任務(wù)的前后順序進(jìn)行梳理，可以得到各子任務(wù)的前置任務(wù)，如表1。

表中各任務(wù)的耗時(shí)根據(jù)實(shí)際設(shè)備測(cè)試得出，為了便于測(cè)試結(jié)果的比較分析，每次測(cè)試時(shí)找零和出票兩個(gè)任務(wù)都設(shè)定固定的找零數(shù)量（兩枚一元硬幣）和出票數(shù)量（購(gòu)買(mǎi)一張單程票）。另外，停止接收硬幣和查詢硬幣模塊狀態(tài)為連續(xù)任務(wù)，可將兩任務(wù)耗時(shí)統(tǒng)一計(jì)算。同樣處理的還有停止接收紙幣和查詢紙幣模塊狀態(tài)、單程票賦值和出票兩組任務(wù)。

根據(jù)表1中任務(wù)之間的前后關(guān)系，可以得到時(shí)間網(wǎng)絡(luò)圖如圖2所示。

表1 各任務(wù)前置關(guān)系表

從時(shí)間網(wǎng)絡(luò)圖上可以看出，TVM出票找零流程可分為出票前和出票后兩部分。在出票前，硬幣模塊的處理和紙幣模塊的處理可以并行執(zhí)行。在出票后，顯示發(fā)售結(jié)果信息需要在找零后才可執(zhí)行，與硬幣進(jìn)入錢(qián)箱、找零兩個(gè)任務(wù)串行處理；紙幣進(jìn)入錢(qián)箱可在出票后立即處理。另一方面，紙幣進(jìn)入錢(qián)箱和硬幣進(jìn)入錢(qián)箱兩個(gè)任務(wù)根據(jù)乘客投入的現(xiàn)金組合判斷是否需要執(zhí)行，對(duì)整個(gè)流程的執(zhí)行時(shí)間有一定影響。

分析原TVM程序發(fā)現(xiàn)，賦值出票之前的紙幣模塊和硬幣模塊處理也采用并行方式，不需要修改；賦值出票之后的流程采用串行方式處理，即硬幣進(jìn)入錢(qián)箱、找零、紙幣進(jìn)入錢(qián)箱、顯示發(fā)售結(jié)果信息四個(gè)任務(wù)依次執(zhí)行，按上述流程修改程序，并根據(jù)乘客投入的現(xiàn)金組合以及是否需要找零共五種情況分別測(cè)試，得到測(cè)試結(jié)果如表2所示。

從結(jié)果分析，測(cè)試值與理論值相差大約0.3秒左右，考慮到理論分析的時(shí)候未計(jì)算購(gòu)票過(guò)程中交易、日志等文件等的讀寫(xiě)、多進(jìn)程之間的數(shù)據(jù)交換、主控與硬件模塊之間的通訊所消耗的時(shí)間，誤差在接受范圍內(nèi)。減少的時(shí)間主要來(lái)自于賦值出票后的流程處理，與理論計(jì)算基本吻合。

3 進(jìn)一步優(yōu)化

以上討論的優(yōu)化方案僅涉及TVM主程序的修改，并未涉及硬件模塊程序或結(jié)構(gòu)。由于修改后的TVM主程序測(cè)試值與理論值已相差不大，進(jìn)一步的優(yōu)化需考慮硬件模塊程序的修改。從時(shí)間網(wǎng)絡(luò)圖分析，如需進(jìn)一步優(yōu)化，應(yīng)優(yōu)先從關(guān)鍵時(shí)間路徑入手。例如停止接收硬幣、查詢硬幣模塊狀態(tài)兩個(gè)連續(xù)任務(wù)，如能減少任務(wù)時(shí)間，將直接影響整個(gè)購(gòu)票流程時(shí)間。同樣的，單程票賦值、出票兩個(gè)連續(xù)任務(wù)以及找零任務(wù)都屬于優(yōu)先考慮對(duì)象。

圖2 TVM購(gòu)票流程時(shí)間網(wǎng)絡(luò)圖

表2 測(cè)試結(jié)果s

4 結(jié)束語(yǔ)

線網(wǎng)的擴(kuò)展帶來(lái)客流量的上升，客流密度的增加要求系統(tǒng)處理速度加快，以保持城市軌道交通快速的特點(diǎn)。使用任務(wù)分解圖，將復(fù)雜籠統(tǒng)的大任務(wù)分解成簡(jiǎn)單獨(dú)立的小任務(wù)，再分析各個(gè)小任務(wù)之間的依賴(lài)關(guān)系和先后順序，從而得到合理的時(shí)間網(wǎng)絡(luò)圖，以此作為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù)。從時(shí)間網(wǎng)絡(luò)圖中還可發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)瓶頸，根據(jù)需要再做進(jìn)一步優(yōu)化。

The Optimal Analysis of TVM Token Vending Process

XIE Yu-shan
（Guangzhou Metro Corporation，Guangzhou510308，China）

With the urban railway system network grow，the volume of passenger transport of the original lines increased significantly. How to improve the operating efficiency of metro equipments，reduce traffic pressure，become a focus of the original lines.This paper brought out a way by breakdown and reengineering of SJT vending flow without hardware rectification，for the purpose of shorten the SJT vending time and reduce traffic pressure.

ticket vending machine（TVM）；work breakdown；time network diagram

U231.92

：A

：1009－9492(2014)10－0085－04

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.10.23

謝宇山，男，1980年生，廣東東莞人，碩士，工程師。研究領(lǐng)域：自動(dòng)售檢票系統(tǒng)。已發(fā)表論文2篇。

(編輯：王智圣)

2014－04－04