包俊 張寧

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自動(dòng)檢票機(jī)人性化設(shè)計(jì)新思維

包俊1張寧2

1.常州市軌道交通發(fā)展有限公司，江蘇 常州 2130222.東南大學(xué)智能運(yùn)輸系統(tǒng)研究中心軌道交通研究所，江蘇 南京 210096

自動(dòng)售檢票系統(tǒng)作為城市軌道交通向公眾提供服務(wù)的窗口，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人們對(duì)出行便捷、舒適要求的增高，其自動(dòng)化程度越來(lái)越高，對(duì)管理的支撐作用越來(lái)越大。我國(guó)境內(nèi)開通運(yùn)營(yíng)及建設(shè)地鐵的城市越來(lái)越多，為其他城市提供豐富的地鐵建設(shè)運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)。從“以人為本”的理念出發(fā)，結(jié)合常州在建地鐵1號(hào)線項(xiàng)目，對(duì)自動(dòng)檢票機(jī)設(shè)備的外觀和人機(jī)交互功能的新設(shè)計(jì)思維展開分析和探討。

城市軌道交通；自動(dòng)檢票機(jī)；人性化設(shè)計(jì)

引言

如今，我國(guó)城市軌道交通建設(shè)和發(fā)展已有五十多年的歷史，在其發(fā)展初期基本采用人工售檢票的方式，而自動(dòng)售檢票（Automatic Fare System，AFC）系統(tǒng)起步較晚，設(shè)備技術(shù)相對(duì)落后[1]。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化進(jìn)程的加快，軌道交通的需求迅速增加，這對(duì)AFC系統(tǒng)的需求也日益迫切。20世紀(jì)80年代末上海地鐵開始了自動(dòng)售檢票研制的探索。通過(guò)引進(jìn)美國(guó)Cubic公司磁卡制式的自動(dòng)售檢票系統(tǒng)設(shè)備以及香港地鐵的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)[2]，從此開啟了我國(guó)票務(wù)系統(tǒng)技術(shù)的自動(dòng)化進(jìn)程。通過(guò)近年來(lái)北京、廣州、上海、南京等城市對(duì)AFC系統(tǒng)不斷深入探索嘗試和自主創(chuàng)新，形成了具有本土特色的AFC系統(tǒng)設(shè)備產(chǎn)業(yè)群，達(dá)到了國(guó)際同行業(yè)先進(jìn)水平，同時(shí)也為乘客帶來(lái)更大的方便。但是，早期地鐵AFC設(shè)備受限于當(dāng)時(shí)的物質(zhì)條件和經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，以滿足使用性為前提，其人性化服務(wù)的設(shè)計(jì)、設(shè)備的生產(chǎn)工藝和操作、維護(hù)、維修以及乘客使用等方面，我國(guó)廠商與海外廠商還存在不小的差距。隨著乘客對(duì)AFC設(shè)備各方面的需求越來(lái)越高，設(shè)計(jì)者也越來(lái)越重視提高系統(tǒng)人性化層次[2]。

本文通過(guò)比較分析海內(nèi)外現(xiàn)有自動(dòng)檢票機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，吸取各自的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合正在設(shè)計(jì)制造中的常州軌道交通1號(hào)線AFC設(shè)備樣機(jī)，在保證設(shè)備正常運(yùn)營(yíng)功能的基礎(chǔ)上添加人性化服務(wù)和檢修維護(hù)便利方面的設(shè)計(jì)元素。新設(shè)計(jì)的檢票機(jī)樣機(jī)通過(guò)第三方檢測(cè)、模擬平臺(tái)測(cè)試后，驗(yàn)證其人性化設(shè)計(jì)的合理可靠性，為投入正式批量生產(chǎn)提供了充分的依據(jù)。

1 現(xiàn)有自動(dòng)檢票機(jī)功能設(shè)計(jì)對(duì)比分析

城市軌道交通車站主要解決乘客在該服務(wù)系統(tǒng)中的匯聚和疏解過(guò)程，乘客在短暫的移動(dòng)過(guò)程中充分享受車站所提供的舒適服務(wù)。布置于付費(fèi)區(qū)與非付費(fèi)區(qū)的交界處，具有高技術(shù)、高智能化特征的自動(dòng)檢票機(jī)是與乘客交互最頻繁的設(shè)備之一，在計(jì)時(shí)計(jì)程的收費(fèi)規(guī)則下，進(jìn)出收費(fèi)區(qū)時(shí)都需要進(jìn)行車票檢驗(yàn)，進(jìn)入收費(fèi)區(qū)時(shí)查詢車票的合法性并記錄進(jìn)入的地點(diǎn)和時(shí)間；出收費(fèi)區(qū)時(shí)根據(jù)進(jìn)入和離開位置計(jì)算本次旅程的費(fèi)用，完成車票扣款操作[3]。自動(dòng)檢票機(jī)的設(shè)計(jì)體現(xiàn)了當(dāng)?shù)剀壍澜煌ü镜钠髽I(yè)文化元素和理念。配合車站各類藝術(shù)元素的視覺效果，車站的終端設(shè)備可以通過(guò)統(tǒng)一的外觀風(fēng)格、新穎的工業(yè)設(shè)計(jì)，與之相得益彰[4]。新型的工業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了在終端設(shè)備外觀上的突破，特別是在給乘客提供便捷服務(wù)方面發(fā)揮著關(guān)鍵的作用。

1.1 整機(jī)設(shè)計(jì)分析

海內(nèi)外軌道交通車站設(shè)置的自動(dòng)檢票機(jī)外形和阻擋機(jī)構(gòu)各異，但其主要部件模塊基本相同，一般包含乘客顯示器、通行指示燈、警示燈、車票讀寫器及其面板、車票回收單元、通道阻擋機(jī)構(gòu)、乘客通信監(jiān)控單元、工控機(jī)、維護(hù)鍵盤和電源等模塊組成。自動(dòng)檢票機(jī)的外形需要結(jié)合通行指示燈、乘客顯示器、讀寫器面板、車票回收口以及阻擋機(jī)構(gòu)等主要模塊部件的布局，符合人體工程學(xué)與工業(yè)美學(xué)精美結(jié)合設(shè)計(jì)。阻擋機(jī)構(gòu)主要有三連桿、剪式扇門和擺動(dòng)型拍打門三種模式。檢票機(jī)厚度受阻擋機(jī)構(gòu)體積的影響，擺動(dòng)型拍打門整機(jī)設(shè)計(jì)相對(duì)于采用三連桿和剪式扇門機(jī)構(gòu)的檢票機(jī)具有一定優(yōu)勢(shì)，可以選擇更輕薄、更時(shí)尚、更富有科技感的造型設(shè)計(jì)，同時(shí)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的布置要求也相對(duì)較高。

1.2 人機(jī)界面對(duì)比分析

所謂人機(jī)交互界面，就是指自動(dòng)檢票機(jī)上能夠?qū)崿F(xiàn)人與機(jī)器交流的區(qū)域，主要包括操作界面、信息界面等。一個(gè)擁有良好人機(jī)交互界面的自動(dòng)檢票閘機(jī)能夠有效減少乘客的誤操作，提高整個(gè)系統(tǒng)的效能。

自動(dòng)檢票機(jī)的人機(jī)界面主要有乘客顯示屏、讀寫器面板及單程票回收口組成。通常主要人機(jī)界面的部件高度結(jié)合成年人的身高特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，全部排列在通道右側(cè)，符合多數(shù)乘客右手操作習(xí)慣。乘客顯示器、讀寫器面板、單程票回收口均采用25°傾斜角設(shè)計(jì)，讓乘客操作起來(lái)更加方便。

乘客顯示屏、讀寫器面板及單程票回收口的布局設(shè)計(jì)豐富多樣，形成了各自企業(yè)風(fēng)格。歐美早期建設(shè)投入運(yùn)行的地鐵線路設(shè)備界面凸顯部件的使用功能，例如讀寫器面板及車票回收口布局位置各自獨(dú)立，陌生的旅客操作起來(lái)較為生疏。如今像歐洲、日本一些廠商的主流設(shè)計(jì)思強(qiáng)調(diào)一體化工程塑料面板布局設(shè)計(jì)并附帶LED燈光提示效果，讓乘客使用起來(lái)更加親切、直觀、簡(jiǎn)單。

圖1 自動(dòng)檢票機(jī)人機(jī)界面可視角度設(shè)計(jì)

為了凸顯地鐵車站公共場(chǎng)所設(shè)施的向?qū)Чδ?，車票讀寫器面板使用LED燈映襯，單程票回收口設(shè)置在檢票機(jī)進(jìn)入端的明顯位置，不會(huì)因?yàn)闃?biāo)識(shí)不清使得初次乘坐地鐵的乘客茫然，大大提高了通行效率。面板一般采用柔和色調(diào)的磨砂面工程塑料，面板底色能清晰地反襯出標(biāo)識(shí)文字，整個(gè)面板底色與檢票機(jī)整體不銹鋼材質(zhì)相互協(xié)調(diào)，讓乘客感受到地鐵設(shè)備設(shè)施由內(nèi)而外的一種溫暖的感染力和親和力。

圖2 操作部件獨(dú)立設(shè)計(jì)的人機(jī)界面

在設(shè)計(jì)美學(xué)中，產(chǎn)品設(shè)備的造型要素是吸引人眼球最直觀的因素，設(shè)計(jì)者通過(guò)色彩、形狀、材料等的變化來(lái)引起人們的情緒共鳴，并且不同功用的部件在設(shè)計(jì)過(guò)程中充分考慮接收者的心理承受能力，使得科技和藝術(shù)相結(jié)合，以設(shè)計(jì)的功能化、理性化為前提的基礎(chǔ)上融入藝術(shù)性，使其性能、色彩不僅符合車站環(huán)境的空間感，還能適應(yīng)乘客的生理與心理需求[5]。

1.3 通行控制對(duì)比分析

自動(dòng)檢票機(jī)的通行邏輯控制系統(tǒng)是整個(gè)閘機(jī)設(shè)備中要求最高的部件。門式阻擋裝置檢票機(jī)都需要配置通行傳感器以確定乘客在通道中的位置和通行人數(shù)。在乘客通行過(guò)程中，根據(jù)傳感器的安裝位置，可以把整個(gè)通道劃分為三個(gè)區(qū)域，分別為通道出入監(jiān)視/監(jiān)控區(qū)、安全區(qū)。透過(guò)型傳感器由紅外線發(fā)端和接收端成對(duì)構(gòu)成，如圖4所示。當(dāng)乘客進(jìn)入通道，阻斷紅外線的傳播，傳感器向傳感器邏輯控制板發(fā)送信號(hào)處于開啟狀態(tài)。通過(guò)一組傳感器返回信號(hào)進(jìn)行分析，即可判斷乘客的通行情況。安裝于低位的傳感器，可以檢測(cè)到通道內(nèi)兒童的通行情況，保證兒童的通行安全。

比較常見的剪式扇門與旋轉(zhuǎn)式拍打門都在阻擋機(jī)構(gòu)的周圍設(shè)置了安全區(qū)傳感器，一旦閘門打開后，只要該區(qū)域傳感器被遮擋，閘門就不會(huì)關(guān)閉，直到遮擋解除。檢票機(jī)兩段安裝拍打門的檢票機(jī)通行邏輯與前兩者有差異，由于采用這種機(jī)型的國(guó)家及地區(qū)的特殊性，經(jīng)常將檢票機(jī)設(shè)為閘門常開狀態(tài)，便于加大客流通行效率，因此通行邏輯較為簡(jiǎn)單，傳感器的功能只需引導(dǎo)乘客朝著正確的方向離開監(jiān)控區(qū)[6]。由于這種方案的通行速度快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，用戶體驗(yàn)好，被當(dāng)前大多數(shù)地鐵運(yùn)營(yíng)公司所采用。另一種三棍門型阻擋機(jī)構(gòu)，在機(jī)械結(jié)構(gòu)層面實(shí)現(xiàn)了“一桿一人”的通行控制，不需要較為復(fù)雜的通行控制方法，但用戶體驗(yàn)差，不利于緊急情況下的疏散和乘客攜帶大件行李通行[7]。

圖4 海內(nèi)外常見的三種門式檢票機(jī)傳感器分布

基于上述自動(dòng)檢票機(jī)功能設(shè)計(jì)對(duì)比分析，常州軌道交通1號(hào)線建設(shè)期間，在設(shè)計(jì)自動(dòng)檢票機(jī)的時(shí)候充分考慮本地的文化背景以及人體工程學(xué)設(shè)計(jì)原則，結(jié)合人性化設(shè)計(jì)的發(fā)展方向，從設(shè)備外觀、人體工程學(xué)、人機(jī)交互、新功能設(shè)計(jì)方面進(jìn)行檢票機(jī)設(shè)計(jì)思考，在功能、外觀及人機(jī)界面設(shè)計(jì)上注重人與物之間的關(guān)系，以“人性化”為設(shè)計(jì)的首要準(zhǔn)則，以實(shí)用性為主要目的，以達(dá)到自動(dòng)檢票機(jī)設(shè)計(jì)的“宜人化”要求。

2 基于人性化的自動(dòng)檢票機(jī)空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

乘客與檢修人員在操作機(jī)器時(shí)所需要的操作空間被稱為作業(yè)空間，自動(dòng)檢票機(jī)作業(yè)空間的設(shè)計(jì)，是根據(jù)乘客通行以及設(shè)備部件檢修要求，結(jié)合中國(guó)人體尺寸的相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[8]，對(duì)自動(dòng)檢票機(jī)設(shè)備、部件模塊等進(jìn)行合理的布局與安排，達(dá)到操作安全可靠、方便舒適與高效的目的[9]。

2.1 自動(dòng)檢票機(jī)整機(jī)設(shè)計(jì)

常州軌道交通1號(hào)線的自動(dòng)檢票機(jī)在進(jìn)行整體設(shè)計(jì)時(shí)，就充分考慮了人體工程學(xué)的設(shè)計(jì)原則。通道閘門采用旋轉(zhuǎn)型拍打門形式，外形選用蝴蝶谷造型，整機(jī)設(shè)計(jì)寬度為200?mm。以人體最大肩寬為設(shè)計(jì)依據(jù)，加上服裝修正量和心理空間修正量，確定通道寬度為550?mm，寬通道寬度為900?mm，避免乘客產(chǎn)生空間的壓抑感和緊迫感[9]。以最舒適工作臺(tái)面高度位于肘高以下76?mm處的研究結(jié)論為依據(jù)，確定整機(jī)高度在1100?mm，顯示屏及刷卡界面保持在900～1?000?mm的區(qū)間內(nèi)[9]，保證普通身高成人、年長(zhǎng)者、兒童以及輪椅人士都能無(wú)障礙檢票乘車。整機(jī)外殼采用304L不銹鋼材料，表面經(jīng)拋光及拉絲處理，給乘客帶來(lái)暖和親近的使用觸感；檢票機(jī)上蓋及通行指示燈端面采用統(tǒng)一的深色磨砂半透明的聚碳酸酯材料，配合新穎時(shí)尚的仿車燈元素指示燈，凸顯軌道交通的快捷、時(shí)尚和科技感。整體外觀效果如圖5所示。

圖5 常州軌道交通1號(hào)線自動(dòng)檢票機(jī)外觀效果圖

2.2 主要部件模塊布局與電氣設(shè)計(jì)

如圖6所示，自動(dòng)檢票機(jī)采用機(jī)身中空設(shè)計(jì)，車票回收單元、讀寫器、工控機(jī)、電氣控制板、乘客通信監(jiān)控單元等模塊都集中布置在檢票機(jī)的兩端，內(nèi)部布置較為緊密，各模塊安裝位置互不遮擋，模塊連線貼有標(biāo)簽并統(tǒng)一使用線槽梳理，采用接插件連接電氣控制板。讀寫器的安裝位置靠近非付費(fèi)區(qū)端部維修門，便于拆卸維修和更換密鑰卡。

在自動(dòng)檢票機(jī)的設(shè)計(jì)中，上蓋能自由開啟，內(nèi)側(cè)維修門采用180°全開式設(shè)計(jì)，另一側(cè)維修門也可以通過(guò)扣件自由拆卸，如圖7所示，當(dāng)打開檢修時(shí)內(nèi)部照明燈自動(dòng)亮起，照明范圍覆蓋設(shè)備各維修區(qū)域，便于檢查內(nèi)部線纜連接和更換損壞部件，維修門關(guān)閉后，自動(dòng)切斷維修照明電源。內(nèi)部設(shè)備棱邊棱角進(jìn)行了去毛刺處理，提高了維修人員操作便利性和舒適性，使維修工作更加輕松。

圖6 自動(dòng)檢票機(jī)內(nèi)部模塊布局

圖7 檢票機(jī)部件維修示意圖

如圖8所示，電氣部分主要包括交流電電源濾波器、漏電保護(hù)器、浪涌保護(hù)器、交直流變壓器、電氣控制板、通行邏輯控制單元及閘門電機(jī)機(jī)芯等部件以保障自動(dòng)檢票機(jī)安全可靠地運(yùn)行。閘門電機(jī)機(jī)芯、傳感器、乘客通行邏輯控制單元（ETS22）、車票回收單元、工控機(jī)、以及各類指示燈都由24?V直流供電，顯示器、讀寫器和功放板由12?V直流供電。

3 基于人性化的自動(dòng)檢票機(jī)人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)

常州地鐵1號(hào)線自動(dòng)檢票機(jī)的人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)遵循信息明確、簡(jiǎn)潔直觀以及靈活性的原則[9]，主要由通行方向指示、乘客票卡信息顯示、刷卡和回收指示以及針對(duì)逃票行文的報(bào)警四個(gè)方面構(gòu)成。

在正常工作模式下，檢票機(jī)的方向指示器和乘客顯示器顯示允許乘客使用的信息，且支持多種票卡以及二維碼方式檢票，以適應(yīng)不同乘客的使用習(xí)慣和操作節(jié)奏，如圖9所示。

圖8 自動(dòng)檢票機(jī)內(nèi)部電氣連接示意圖

圖9 自動(dòng)檢票機(jī)車票面板及單程票回收口LED提示燈

車票面板和單程票回收口都在內(nèi)側(cè)增加了LED提示燈照明，能顯著地引導(dǎo)檢票位置；入票口的設(shè)計(jì)緊密結(jié)合自動(dòng)檢票機(jī)的外形，具有內(nèi)陷流暢的引導(dǎo)通道便于乘客塞入回收車票。在暫停服務(wù)、緊急放行、關(guān)閉等運(yùn)行模式下，入票口及相應(yīng)的提示燈將關(guān)閉。

為了增強(qiáng)通行向?qū)У淖饔茫瑱z票機(jī)在通道內(nèi)測(cè)都加裝了內(nèi)嵌提示燈，給乘客帶來(lái)檢票成功的輔助提示，如圖10所示。當(dāng)乘客手持車票接近檢票機(jī)車票面板的讀寫范圍內(nèi)時(shí)，讀寫器讀取車票上的有關(guān)信息，并對(duì)車票進(jìn)行有效性檢查，車票面板LED燈閃爍綠色提示正確，然后打開閘門，通道燈亮起讓乘客通行，并在乘客顯示屏顯示允許通過(guò)的信息。同時(shí)，檢票機(jī)對(duì)乘客的通過(guò)進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)乘客通過(guò)閘門后自動(dòng)關(guān)閉閘門。當(dāng)檢驗(yàn)車票無(wú)效時(shí)，車票面板LED燈閃爍紅色提示錯(cuò)誤，關(guān)閉閘門禁止乘客通行，并發(fā)出警告提示音，同時(shí)乘客顯示器提示錯(cuò)誤信息，乘客可持車票到客服中心進(jìn)行車票分析，根據(jù)不同情況對(duì)車票進(jìn)行更新或替換處理。以上的各種人性化設(shè)計(jì)都是人體工程學(xué)在終端設(shè)備上的集中體現(xiàn)。

圖10 自動(dòng)檢票機(jī)通道燈

4 基于人性化的自動(dòng)檢票機(jī)整機(jī)通行邏輯監(jiān)控設(shè)計(jì)

4.1 通行邏輯監(jiān)控傳感器布局

乘客通行控制傳感器為對(duì)射型傳感器（26對(duì)）和漫反射傳感器（4個(gè)，檢測(cè)1.3?m以下兒童及行李），按檢測(cè)區(qū)域劃分可以分為如表1所示三類。檢票機(jī)上布置的監(jiān)控傳感器能對(duì)成人、兒童或物體位置及其行進(jìn)方向進(jìn)行有效檢測(cè)，當(dāng)成人、兒童或物品進(jìn)入通道時(shí)，傳感器電平信號(hào)將發(fā)生改變，控制板可以依據(jù)檢測(cè)到的傳感器電平變化進(jìn)行有效通行控制。通行示意圖如圖11所示。藍(lán)色箭頭表示人正方向通過(guò)方向，紅色箭頭表示反方向通過(guò)方向。

表1 傳感器分布區(qū)域功能表

檢測(cè)區(qū)域監(jiān)控功能傳感器分布 進(jìn)入探測(cè)區(qū)進(jìn)入探測(cè)區(qū)探測(cè)是否有人進(jìn)入通道，同時(shí)判斷進(jìn)入的是兒童還是成人；是否有人企圖尾隨他人通過(guò)或闖閘通過(guò)；判斷通道內(nèi)行走方向錯(cuò)誤的乘客；區(qū)分乘客、行李、嬰兒車等S1、S2、S3、S11、T1S8、S9、S10、S12、T2 閘門安全區(qū)門扇兩側(cè)傳感器定義了一個(gè)安全區(qū)。如果有物體遮擋該區(qū)域，通行邏輯就會(huì)根據(jù)物體所在位置讓閘門執(zhí)行防夾動(dòng)作S4、S5S6、S7 退出區(qū)該區(qū)域用于探測(cè)乘客是否走出通道，同時(shí)探測(cè)乘客反向闖入行為S8、S9、S10、S12、T2S1、S2、S3、S11、T1

圖11 乘客通行方向與控制傳感器示意圖

其中，S1~S12為對(duì)射型光耦傳感器，用于探測(cè)乘客的通行；S4、S5、S6、S7分別為多光耦組合綁定點(diǎn)。T1和T2為散射型傳感器，用于探測(cè)乘客身高，并且該散射傳感器探測(cè)高度可調(diào)。

4.2 通行邏輯監(jiān)控電器設(shè)計(jì)

通行邏輯監(jiān)控系統(tǒng)主要由輸入輸出擴(kuò)展控制模塊（PAS-IO）及主從核心控制模塊（ETS22）組成。

PAS-IO模塊的輸入輸出端口包括 8路功率輸出，2路功率繼電器輸出，6路干簧繼電器輸出，2路小功率直流有刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)輸出，2個(gè)RS232（串行通信接口）以及1個(gè)CAN（Controller Area Network）總線接口。該模塊連接了所有的光耦傳感器、指示燈、檢票機(jī)需要的開關(guān)量，此外COM1（commercial 1）連接IPC上位機(jī)，當(dāng)檢票機(jī)讀卡器讀到正確卡并且驗(yàn)證通過(guò)后，IPC模塊可以向PAS-IO下發(fā)開門指令，控制檢票機(jī)開門；COM2連接ETS22模塊，可以控制閘門開關(guān)和讀取閘門到位信息。

ETS22模塊是自動(dòng)檢票機(jī)的核心控制器，具有接收各種指令、信息，控制門體電機(jī)、剎車、編碼器及反饋門體狀態(tài)信息的功能。它控制著檢票自動(dòng)檢票機(jī)的一切動(dòng)作邏輯，通過(guò)FCC（Flap Control Center）軟件可以調(diào)節(jié)關(guān)于自動(dòng)檢票機(jī)各種參數(shù)及邏輯的設(shè)置。每臺(tái)檢票機(jī)需要主從2個(gè)ETS22模塊來(lái)控制兩扇閘門，它們之間通過(guò)CAN bus同步?？紤]到電器布線的需要在ETS22模塊上用硬線IO連接了部分指示燈。

圖12為通行邏輯電器設(shè)計(jì)框圖。

4.3 乘客通行邏輯控制

乘客通行邏輯控制主要實(shí)現(xiàn)以下幾種功能。

（1）正常行人通行功能

當(dāng)一位成年行人正方向刷卡后，閘門向正方向打開，行人走過(guò)檢票機(jī)。當(dāng)行人走出S10后閘門關(guān)閉。當(dāng)一位成年行人反方向刷卡后，閘門向反方向打開，行人走過(guò)檢票機(jī)。當(dāng)行人走出S1后閘門關(guān)閉。對(duì)于背后拖著行李箱的乘客，因?yàn)樾欣钕涓叨鹊陀?00?mm，不會(huì)遮擋散射型傳感器，主要依靠安全區(qū)的低位傳感器來(lái)判斷，如果安全區(qū)低位傳感器被遮擋就認(rèn)為有行李箱則允許通過(guò)，直到行李被拖出通道，低位傳感器沒(méi)有遮擋時(shí)再關(guān)閉閘門。

（2）兒童檢測(cè)功能

單獨(dú)兒童進(jìn)入檢票機(jī)，檢票機(jī)不會(huì)將其放行。當(dāng)一個(gè)成人刷卡后，成人跟隨兒童進(jìn)入檢票機(jī)或兒童跟隨成人進(jìn)入檢票機(jī)均可以對(duì)兒童進(jìn)行免票，即可以讓兒童免費(fèi)通過(guò)檢票機(jī)。當(dāng)兒童在成人后時(shí)，成人會(huì)刷卡先進(jìn)入檢票機(jī)，檢測(cè)跟在成人后的是成人還是兒童。如果偵測(cè)到?jīng)]刷卡的是成人時(shí)則判斷為尾隨；如果偵測(cè)為兒童則可以進(jìn)入，當(dāng)兩人都通過(guò)檢票機(jī)后閘門關(guān)閉。兒童高度的探測(cè)是通過(guò)傳感器T1或T2來(lái)實(shí)現(xiàn)的，低于傳感器探測(cè)高度的行人被認(rèn)為是兒童。

如圖13所示，AB兩點(diǎn)之間的距離代表身高為1.2?m的兒童身高，A點(diǎn)是傳感器發(fā)射不同區(qū)域的交合點(diǎn)。當(dāng)兒童的身高高于A點(diǎn)時(shí)，身體有一部分進(jìn)入漫反射傳感器的穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)換區(qū)，這部分身體形成傳感器光線的反射物，接收器接收到反射回來(lái)的光束，使得傳感器的輸出狀態(tài)發(fā)生改變。當(dāng)兒童的身高低于A點(diǎn)時(shí)，傳感器穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)換區(qū)沒(méi)有發(fā)射物，接收器接收不到這個(gè)區(qū)域反射回來(lái)的光線，使得傳感器的輸出狀態(tài)沒(méi)有變化。

通過(guò)檢測(cè)上述漫反射傳感器的輸出狀態(tài)是否變化來(lái)檢測(cè)判斷通行乘客是否為兒童，兒童身高標(biāo)準(zhǔn)1.2?m是可調(diào)的。為了適應(yīng)這種條件，只需調(diào)整傳感器的安裝高度和傳感器的傾角即可，使得AB兩點(diǎn)間的距離等于調(diào)整后的兒童身高標(biāo)準(zhǔn)。

（3）防尾隨功能

當(dāng)一個(gè)行人刷卡后閘門打開，該人正向進(jìn)入檢票機(jī)，第二人尾隨進(jìn)入檢票機(jī)，檢票機(jī)立即報(bào)警并向上位機(jī)上報(bào)尾隨事件，閘門緩慢關(guān)閉，使正常行人通過(guò)檢票機(jī)，尾隨乘客被閘門阻攔。

（4）防反闖功能

當(dāng)一個(gè)行人正方向刷卡后閘門正向打開，一個(gè)反方向行人進(jìn)入檢票機(jī)，檢票機(jī)立即報(bào)警并向上位機(jī)軟件上報(bào)正向反闖事件。閘門緩慢關(guān)閉。當(dāng)闖閘行人退出檢票機(jī)后，閘門會(huì)自動(dòng)打開，正方向刷卡行人可以通過(guò)通道。

（5）速度優(yōu)先或安防優(yōu)先功能

通過(guò)軟件配置可以將檢票機(jī)設(shè)置為速度優(yōu)先或安防優(yōu)先模式。當(dāng)檢票機(jī)設(shè)置為安防優(yōu)先模式后，如果檢票機(jī)發(fā)現(xiàn)乘客非法通過(guò)檢票機(jī)，閘門將緩慢關(guān)閉阻止非法通行。當(dāng)檢票機(jī)設(shè)置為速度優(yōu)先模式后，如果檢票機(jī)發(fā)現(xiàn)乘客非法通過(guò)檢票機(jī)，只要閘門安全區(qū)內(nèi)有乘客，檢票機(jī)將不關(guān)門，只進(jìn)行報(bào)警提醒。

（6）閘門常開模式功能

當(dāng)檢票機(jī)被設(shè)置為常開模式后，正常情況下閘門保持打開。如果乘客正常刷卡通過(guò)檢票機(jī)，那么閘門保持不動(dòng)。如果乘客沒(méi)有刷卡且闖閘、尾隨或反闖，那么閘門將關(guān)閉阻攔乘客非法通行。

（7）免票模式功能

當(dāng)某一方向或雙方向通行免票時(shí)可以將檢票機(jī)設(shè)置為該模式。在該模式下，免票方向乘客可以隨意通過(guò)檢票機(jī)，但非免票方向乘客需要刷票通過(guò)檢票機(jī)，否則檢票機(jī)將報(bào)警并阻攔非法乘客。

（8）乘客長(zhǎng)時(shí)間滯留檢票機(jī)報(bào)警功能

當(dāng)乘客刷卡開門后長(zhǎng)時(shí)間滯留檢票機(jī)內(nèi)不走，在超過(guò)檢票機(jī)設(shè)置的時(shí)間閾值后會(huì)進(jìn)行報(bào)警，催促乘客通過(guò)檢票機(jī)。設(shè)置時(shí)間可在1～30?s任意配置。

5 結(jié)語(yǔ)

國(guó)內(nèi)的低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)往往導(dǎo)致人們對(duì)AFC 設(shè)備的價(jià)格區(qū)間的定位比較低，在如此低的整體價(jià)格上，硬件設(shè)計(jì)和制造工藝受到限制，產(chǎn)品無(wú)法達(dá)到較高的質(zhì)量。對(duì)于地鐵設(shè)備運(yùn)行要求的可靠性和可維護(hù)性是不利的。因此，常州地鐵在充分建設(shè)資金保障的前提下，以提升車站的乘客服務(wù)質(zhì)量為目標(biāo)進(jìn)行自動(dòng)售檢票設(shè)備的設(shè)計(jì)制造。設(shè)計(jì)思路擺脫國(guó)內(nèi)大多數(shù)廠商務(wù)實(shí)主義的陳舊觀念，加強(qiáng)產(chǎn)品本身的可塑性，讓其富有生命。從人的心理出發(fā)，不斷摸索和分析乘客和運(yùn)營(yíng)人員的使用習(xí)慣和使用感受，使人、機(jī)、環(huán)境三者和諧[10]。人性化設(shè)計(jì)是地鐵公共設(shè)施永久不衰的話題，也是所有地鐵公司一直不斷追尋的目標(biāo)，我們都需要以人為本，人性化的設(shè)計(jì)是將來(lái)設(shè)計(jì)的必然趨勢(shì)。

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New Thinking of Humanized Design of Turnstile

Bao Jun1Zhang Ning2

1.Changzhou Rail Transit Development Company Limited, Jiangsu Changzhou 213022 2. ITS Rail Transit Research Institute of Southeast University, Jiangsu Nanjing 210096

As a window for urban rail transit to provide services to the public, the automatic fare collection system is becoming more and more automatic and the support for management is becoming more and more important, with the progress of the science technology and the increasing of the people’s demand for convenient and comfortable travel. More and more cities operate and build subways in China, and provide rich experience in construction and operation of subway to other cities in the future. Based on the concept of “people-oriented”, the paper analyzes and discusses the new design thinking of the appearance and man-machine interaction function of turnstile, combined with the project of the constructing subway Line 1 in Changzhou.

urban rail transit; turnstile; humanized design

U293.2+22

A

包?。?986—），男，本科，工程師，從事軌道交通建設(shè)管理。E-mail：jhayate@163.com。