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我国轨道交通AFC系统的现状及发展(2014)

 

邓先平 陈凤敏

 

编者按:2004年在首届AFC论坛召开之际,当时的广州地铁邓先平女士和上海地铁陈凤敏女士发表了“我国轨道交通AFC系统的现状及发展”论文,受到了广泛的关注,该文及时概述了我国的轨道交通AFC系统的市场现状,回顾了走过的国产化之路程,成为当时不可多得的指导文章。如今再回读此文,很多的分析至今仍有价值和见地,为此,特将此文重新刊发以供大家分享,并向作者致敬!

 

一、回顾我国轨道交通AFC事业的发展历程

  经过二十多年的建设和发展,我国轨道交通AFC事业可以说是从无到有,从生疏到熟悉,与轨道交通的其他系统相比,无论在认识水平、技术水平和管理水平上,AFC事业都比其他系统发展得快。我们可将我国轨道交通AFC事业走过的发展历程分为三个阶段,其一是启蒙阶段,其二是实践阶段,其三是调整阶段。

 

1、启蒙阶段

  早在上世纪80年代末,上海地铁凭着在国外收集到的资料,艰难地开始了AFC系统和设备的试制,当时轨道交通AFC系统概念在中国几乎还是一片空白,人们也还看不到该系统在轨道交通大系统中的必要性和重要性;上世纪90年代初广州地铁一号线可行性研究报告中,票务收费方式是采用人工还是自动仍是可研的一个重要章节。在这个阶段,我们需要以相当的篇幅对人工收费和自动收费的利弊作分析,说明自动收费的重要性,对AFC系统的功能设置是以学习国外成功系统经验为主。在此期间香港地铁给予了国内同行很多的帮助,把他们宝贵的建设和运营经验传授给内地,同时国际著名的AFC 专业厂家也通过产品和系统介绍,把其轨道交通AFC系统的许多好的技术特性推荐给了我们,这些都为广州地铁和上海地铁的AFC系统在建设之初就拥有基本完善严密的功能奠定了基础。

  我国首个轨道交通AFC系统供货合同签订正值上世纪90年代中期,当时国际上的磁卡AFC系统技术已相当成熟,而IC卡技术在交通收费方面的应用研究才刚刚开始,巴黎地铁和香港地铁考虑将非接触IC卡应用到轨道交通以及公交收费,而我国当时对公交IC卡应用的研究还只是处于接触式IC卡水平,并且当时IC卡成本较高。在这样的形势下,车票媒介的选择在磁卡、IC卡、条型码等多种媒介之间几乎是别无他选地非磁卡莫属。

 

2、实践阶段

  从1998年底开始AFC 系统在中国内地的城市轨道交通系统相继投入使用,逐步展现出其良好的票务管理水平和高效的客流处理能力,成为地铁公司票务收益管理实现以最少人力物力、高效低成本运作的基本条件,系统所发挥的作用令设计者、建设者和乘客从根本上接受了它。在此阶段,国内的轨道交通AFC系统用户通过几年的使用和摸索,在掌握原系统丰富多样、科学严谨的功能使用的同时,也整理归纳了许多适用轨道交通票务管理需要的新功能,使系统的功能需求更为完善。经过几年的系统运作实践,我们可以从以下几个方面看到轨道交通AFC系统的优越之处:

  1. A、准确的客流及票务统计分析数据,为运营调控、市场营销、新线建设提供了科学的决策依据,也为提高服务质量和信息处理能力创造了条件;
  2. B、高效的AFC设备使车站客流井然有序,快速通过,大大减少了有意无意的人为逃票,较好地保障了地铁公司的票务收益;
  3. C、自动售检票系统可大大减少现金交易、人工记账及统计工作,人员可精简,并达到较高的准确率和效率;
  4. D、维修管理系统使维修资源得以较好的利用,并可达到反应快,修复快的效果。

3、调整阶段

  电子科技进步一日千里,在短短几年内,IC卡技术在轨道交通AFC系统的应用由研究摸索迅速膨胀为大规模的实际应用,非接触式IC卡以其储存量较大,保密性较强,可实现一卡多个应用的特性逐步取代了磁卡的地位,如今已成为各城市轨道交通收费系统的首选票质媒介。

  非接触式IC卡技术在轨道交通AFC系统的大规模应用猛烈地冲击着以磁卡为车票媒介的现有AFC系统,同时也推动着新建线路的AFC系统在功能上的扩展和性能上的提高,使AFC系统结构更为简单、高效,而成本得以下降。

  面对着这种冲击,广州和上海在建设新线的同时,非常重视已有系统的调整和改造,把改造原有的磁卡AFC系统摆到了重要的议事日程。在这个调整阶段,我们遇到了与国际上许多大都市的轨道交通系统同样面临的抉择:一种选择是一步到位地将系统改为全IC卡系统,即所有票种均为IC卡;另一种选择是先将储值票改为IC卡,单程票仍沿用原有的磁卡,待合适的时机再将系统改为全IC卡系统。

  经分析,我国与国外大都市轨道交通的最大不同点之一在于我们的线网才刚刚开始修建,而国外大都市已建有上百公里基本稳定的线网。在国外大都市线网内储值票改用IC卡,单程票仍沿用磁卡是完全可行的;而我国城市轨道线网才刚刚开始建设,新线采用全IC卡系统是势在必行,如原建线路仍沿用磁卡单程票或只部分增设IC 卡单程票,则磁卡单程票不能在新线通行或造成系统内两种单程票通行,这会使系统变得复杂,乘客容易造成混淆。因此,在已建线网越简单的时候进行全IC卡系统改造越有利。在分析对比了国内外情况后,广州地铁果断地采取了在修建广州地铁二号线AFC系统的同时,改造一号线的原磁卡收费系统,将其改造为全IC卡系统,使后续的新建线路的AFC系统有一个统一的技术标准。上海与广州相比线网较为复杂一些,而且线网内采用了不同的车票媒介,这对系统作IC卡的全面改造和使用会造成更大的困难。但是无论困难如何大,系统的整合是势在必行,否则将会影响新线系统的建设和线网的运行。在2004年,上海地铁AFC系统已成功改造和运作IC卡储值票,并启用IC卡单程票。

 

4、现状

  轨道交通事业的迅速发展,使得我国成为全球轨道交通规模最大的国家,据中国城市轨道交通协会统计,截止到2014年末,我国内地已有北京、上海、天津、重庆、广州、深圳、武汉、南京、沈阳、长春、大连、成都、西安、昆明、苏州、杭州、佛山、哈尔滨、郑州、无锡、宁波、长沙、昆山23个城市建成投运城轨线路101条,运营线路长度3155公里,2014年新增长沙、宁波、无锡等三个运营城市;全国新增9条运营线路,409公里运营线路长度。在3155公里运营线路长度中,地铁2438公里,占线路总长的77.3%;轻轨239公里,占线路总长的7.6%;现代有轨电车134公里,占线路总长的4.2%;磁浮交通30公里,占线路总长的1%;市域快轨227公里,占线路总长的7.2%。另外,香港、台北和高雄三地共运营里程达377.7公里。

  轨道交通的规模建设也带动着AFC系统的发展,AFC系统已经成为轨道交通建设必选的一个管理系统,在轨道交通日常运营管理中发挥着重要作用。现在全国新建的轨道交通AFC系统都态度鲜明地选用了非接触式IC卡技术,使各系统上了一个新的管理台阶,具有很高的信息处理能力和更高的安全性,系统设备更为简化,卡票现象大为减少,机械维修和调整维修的工作量也相应减少,同时非接触式IC卡技术的应用也为乘客带来方便,甚至乘客不需从挂包中取出车票也能方便地检票通过。

  IC卡技术的应用使公共交通行业联营成为可能,并成为一个发展趋势,为广大乘客带来更大的利益和便利。目前,我国很多的城市公共交通收费系统已拓展到了多个交通领域,实现在公交、地铁、出租车、轮渡、停车场以及轻轨交通一卡通。

  经过启蒙、实践、调整阶段,我国的轨道交通AFC事业已经进入到大规模发展阶段,应用更为成熟。今天,各地铁公司都将AFC系统放在举足轻重的位置,上至总公司领导的关注,下至项目的策划、管理,都将AFC系统视为公司的收益命脉,在AFC系统的必要性认识上有了完全的统一,并认为AFC系统是直接面向大众的服务系统,其性能的优劣,将直接影响地铁的形象,必须更多地考虑人性化服务。在这样一个上下共识的基础上,我们的AFC技术和管理水平才得以迅速提高。

 

二、我国AFC事业的展望,把握系统发展中的关键

 

  我国AFC事业的发展方向是符合城市信息化建设的发展方向,今后人们可以凭借一卡享受公共交通、市政、金融、医疗、购物、园林等等服务,同时将为提高城市的管理水平产生显著的社会效益和经济效益。但我们还要看到,无论对于正在扩展线网的一些城市,或正起步建设线网的其他新兴城市以及正在策划AFC建设项目的城市,在系统建设时应把握以下7个方面:

 

1.系统的安全性应放在首位。

  系统安全是城市交通一卡通成功的关键,它关系到市民、乘客切身利益的保护,也关系到各营运方的经济收益。在系统设计时必须把系统安全放在首位,建立一套严格的安全管理体系,制定一系列规范要求,从防范对卡的攻击、健全密钥管理体系、强化设备及网络安全等方面着手,全面保证系统的安全。密钥管理体系是系统安全的重要组成部分,由于系统对各运营商是开放的,要考虑各运营商的独立性和安全性,既保证密钥的高安全性,同时要方便相关运营商的加盟,以保证系统合理健康地发展。因此,城市一卡通必须具有统一的密钥管理标准和IC卡结构规范,在项目的各个环节以密钥的安全机制和标准加密算法来保证系统的安全性能,以及采用同样的安全技术解决方案。

 

2AFC系统功能要基于线网的票务政策

  修建每个城市轨道交通的AFC系统时,要对系统进行总体规划,确保系统稳定运行和可持续发展。如果我们为乘客提供线网内无障碍搭乘,这意味着AFC系统在整个线网中是一个各线路系统相互兼容,功能统一的大系统,应以规划路网而不是以单条线路来确定系统功能需求,必须把票务政策的确定放在首位,以尽可能完善的票务政策作为系统功能需求制定的基础,这将决定系统的规模、应用和投资。即使现在只是刚刚起步建轨道交通系统的城市也应该从线网角度设置功能需求,可预留部分功能和容量,也切忌将就着建立一个简单系统,待日后再完善,那将造成很大的工作难度和浪费。

  在系统的可扩展性和兼容性方面要考虑电子和计算机技术的更新周期以及信息总量和信息流量的增加;在系统结构方面要考虑到将来多应用系统的特点;在现场设备选型方面要有前瞻性,考虑收费方式多样化的发展,例如手机支付、银行账户自动支付等以及人性化的乘客操作界面,例如自动售票机的简便明了的购票界面;在系统构成方面应按线网发展规划把系统整合,可以区域中央计算机取代每条线路中央计算机,提高管理和指挥的层次。

 

3.组成城市公交大系统

  公交一卡通是城市一卡通的子系统之一,也应遵循有关部委关于IC卡实行“统一规划、统一发卡、统一标准、一卡多用”原则。由于IC卡应用在公交行业发展较快,许多地方建立交通一卡通系统的条件已比较成熟,因此可以首先建立和完善城市公交一卡通,并同时考虑城市一卡通的兼容和接入条件,根据统一的原则和规范再扩展到煤气、自来水、园林、小区物业管理等市政收费、购物等其它服务收费领域。

  然而,我们必须看到在交通一卡通系统中,公交AFC系统与轨道交通AFC系统的需求有着很大的区别。因此,在系统建立之初,运营各方必须从搭建共同的信息平台出发,充分协商系统的功能定位和相互间接口的标准,做好系统的总体规划,避免各自为政或先入为主,造成功能欠缺或不能兼容,重复建设、资源浪费导致投资增加。因此,建立城市轨道交通与地面公交相辅相成的高效率城市大公交系统是我们今后一个时期的工作重点。

  然而,由于系统建立过程涉及多个营运公司的经济利益,为了有效地推进项目的顺利实施,最大限度地发挥城市公共交通的作用以及城市一卡通的早日实现,地方政府须要给予大力的协调。

 

4.加强信息管理和利用

  伴随着信息技术的高速发展,我们步入了经济全球化时期,为了与迅速变化的外部环境相适应,企业必须随时掌握和分析市场信息,使企业总是立于主动地位。 IC卡技术的应用为信息利用开辟了广阔的空间,交通一卡通在给市民带来方便的同时,系统也搜集了大量的公共交通信息。通过这些基础资料可以分析出各公交运营系统的发展趋势,为城市公交资源的利用和调整提供决策参考,促进城市管理水平的提高,同时也促进了各公交系统运营管理、服务水平和经济效益的提高,使企业走上可持续发展的成功之路

  因此,提高信息利用率,增强系统的决策分析能力是AFC系统的发展方向之一,应强化系统的整理分析原始数据和信息的能力,把票务系统与线网的信息管理系统结合,找出票务收益规律,为轨道交通服务和管理提供及时、准确的决策分析意见,促进交通市场的营销推广。

 

5.维修管理方式的优化

  随着线网的形成和发展,在AFC大系统中必然有不同公司的产品不断集成进来,AFC现场设备数量和品种会越来越多,软件维护和硬件维护工作量大,技术难度大,要求有高素质的系统维护人员。因此,我们应将研究如何获得最佳的质量和效率的维修方式作为线网持续发展阶段的工作重点。

  香港地铁的现行维修管理模式非常值得我们借鉴。该模式将车站所有设备(通号及控制系统除外)的站级维护统一交由站级的综合机电维修人员负责,完成AFC现场设备的小故障排除和日常维护;而AFC的专职维修人员则负责车间级的系统维护和零部件维修。综合机电维修人员在技能方面的要求是具备钳工和电工技能,而车间级专职维修人员的要求是精通AFC系统,并具备机电零部件、控制板的维修技能和软件修改和开发能力。该模式是配合香港地铁公司的整个维修策略,将车站一体化管理,资源合理配置,以达到高效运营,这标志着城市轨道交通运营管理逐步走向成熟。

  我们认为当城市具备2条轨道线路以上时,可以将具有AFC维修经验的人员相对集中到车间作技术含量高的系统维修维护工作,而大量的现场设备日常维护工作可由通用机电工种人员完成或委外维护,从而充分利用我们的技术资源和提高业务水平。当然,对于新线系统的一线维护的掌握和新人的现场实践是不可缺的,以使系统维护可良性地运作。

 

6.按标准化建设性系统

  现在,全国许多地方都在为本地的信息化建设而积极推进城市一卡通或交通一卡通,这是一个既令人兴奋也令人关注的态势。

  由于我国IC卡应用发展很快,而相应的技术标准和规范的制定滞后,先行建立的系统缺乏统一的规划,同一地区、同一行业间系统的技术标准和水平相差较大,没有建立统一标准的信息平台,没有统一的密钥系统和数据格式,系统的扩展性和兼容性不足,给城市一卡通和交通一卡通的实施带来很大的困难。因此,一卡通标准化必须引起我们的高度重视。

  目前,国家和行业对IC卡及机具产品已有了明确的标准和规范,今后的IC卡工程建设中用户和系统供应商都要严格按标准和规范执行。为了使城市一卡通和交通一卡通系统健康平稳地发展,我们还要加快AFC系统的有关标准、规范的制定和完善,在项目建设时要保证系统的软、硬件技术标准一致,以有利于系统的扩展、更新和升级,使系统安全、产品质量建立在统一的技术标准平台上,资源共享,互连互通。

 

7.全面实现AFC系统的国产化

  城市轨道交通AFC系统国产化是用户和系统集成商共同关注的问题。纵观我国目前的轨道交通AFC市场,系统设备的国产化正逐步推进,国际知名的专业厂家为获得中国市场的更大份额,纷纷与国内厂家联手,在中国制造高品质的AFC现场设备,一些核心部件也逐步实现国产化,形势非常喜人。

  与此同时,我们也应该清醒地看到,国内目前还没有非常成熟的城市轨道交通AFC系统软件开发商,原因在于这是票务管理系统,开发商必须具备丰富的票务管理经验并将其融入到程序设计中,而不仅仅是简单地按业主的需求编程序。目前,国外的专业厂家对软件设计并没有开放,导致用户在项目的维护和升级方面对其的依赖性很强,而国内厂家也无法给予有效的帮助。

  鉴于这种情况,国内的AFC设备厂家和系统集成商应主动寻找合作机会,弥补系统开发能力不足这一缺陷,使AFC系统国产化得以全面的实现。建议国内AFC设备厂家和系统集成商聘请国际上经验丰富的AFC系统设计专家,参与和指导软件的设计,建立高效、实用、严谨、全面的程序库,逐步实现AFC系统软件的标准化。

 

三、结束语

 

  展望我国轨道交通AFC系统的前景,我们充满信心。相信越来越完善的系统功能和性能,将为我们施展灵活的营销策略和管理手段提供便利的工具,加快城市信息化的步伐,早日实现城市一卡通,为市民带来更多的便利。

 

 

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