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我国城市轨道交通AFC系统的发展报告.pdf

发布时间：2022-06-06 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：1.23M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
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    我国城市轨道交通 AFC 系统的发展报告 中国信息产业商会自动收费系统专业委员会 1 我国城市轨道交通 AFC 系统发展历程回顾 我国大陆地区城市轨道交通运营始于 1971 年 1 月——北京地铁一期工程线路开 始试运营。在其后的近 20 年时间里，在国内乘坐地铁使用的都是纸质车票，没有自 动售检票的设备，一切都靠人工进行（图 1）。直到上世纪 80 年代末，上海地铁开始 自主研制 AFC 系统，并在一号线的徐家汇等车站成功试用，结束了人工售检票服务的 时代，我国 AFC 系统之路才正式启程。 经过 20 多年的建设和发展，我国大陆轨道交通 AFC 系统从无到有，从生疏到熟 悉，从引进到国产化，再到当下的运用互联网+的多元化新型支付方式，AFC 系统的快 速发展极大地丰富了 AFC 运作模式，让乘客使用更加快捷方便，让地铁运营管理者更 加轻松精确。与城市轨道交通的其他系统相比，无论在认知水平、技术水平和管理水 平上，AFC 系统的技术更新速度更快，国产化程度更彻底，前沿新兴技术应用程度更 高。 从 AFC 系统发展角度来看，我国走过的发展历程可以分为三个阶段，一是引进 + 合作发展阶段，二是国产化蓬勃发展阶段，三是“互联网+”发展阶段。 图 1 北京地铁早期照片和乘车纸质车票
    1.1 引进+合作发展阶段（1993 年-2004 年） 上世纪 80 年代末，城市轨道交通 AFC 系统概念在中国还是一片空白，人们也还 看不到该系统在轨道交通大系统中的重要性和必要性。直到上世纪 90 年代初，在广 州地铁 1 号线可行性研究报告中，票务系统是采用人工还是自动收费仍是可研报告的 一个重要章节。在这个阶段，地铁公司需要以相当的篇幅对人工收费和自动收费的利 弊作分析，以说明自动收费的重要性。那时对 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许多帮助，将他们宝贵的建设和 运 营经验传授给内地；同时国际著名的 AFC 专业厂家，如美国的寇比克（CUBIC）、法 国的 CGA（后来被泰雷兹 Thales 收购）和日本信号（Nippon Signal）等，也通过产 品和系统的推介，把其 AFC 系统的许多好的技术特性推荐给了国内地铁公司，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严谨和基本完善的系统框架奠 定了基础。 1988 年，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。从 1989 年至 1992 年经过三年的努力，研制出了 6 台样机（2 台检票机、2 台售 票机、1 台补票机和 1 台分拣机），并于 1993 年获得上海市科技进步三等奖。1993 年 到 1996 年又完成研制了 39 台功能样机，并在上海地铁 1 号线南段五座车站试用，实 现了该项目的扩大试验。但从功能样机到产品还必须经过至少 4-5 年的时间，而当时 上海地铁 1 号线已全线开通运营，2 号线也开始开工建设，对 AFC 样机设备来说已没 有时间再做进一步的研究。于是经过上海市政府的批准，同意由国内自行开发转为引 进。当时，上海地铁 1、2 号线花了将近 2800 万美元，购买了美国寇比克公司的 AFC 设备。1996 年签订合同，1999 年 3 月实现全线开通运行。同期开工建设的广州地铁 1 号线也是全套引进美国寇比克的系统，1998 年 6 月开通西朗-黄沙段 AFC 系统，1999 年 6 月 1 号线开通试运营时全线 AFC 系统开通运行。在 90 年代国内开通的 AFC 系统 都采用磁卡技术（图 2）。
    随着 2000 年前后国内第一轮城市轨道交通建设高潮的到来，北京、上海、广州、 大连、天津、深圳、武汉、重庆和南京的城市轨道交通项目陆续上马。在这一轮建设 大潮中，AFC 系统不再是“豪华配置”，而是成为“标配”。其建设有两个特点，一 是车票的介质从磁卡逐步变成了 IC 卡，二是在系统建设时要考虑与公交（市政）一 卡通的对接。同时，国外的知名 AFC 厂商纷至沓来，像欧美的寇比克、泰雷兹、英德 拉 (Indra)、 泰 尔 文 特 (Telvent)、 亿 雅 捷 （ ERG） 、 固 力 保 (Gunnebo)、 马 格 内 梯 克 (Magnetic)，日韩的欧姆龙(Omron)、日信、三星 SDS、乐金(LG CNS)，新加坡的新科 电子，以及港台的三商、优联、高明等，外方各公司在各种技术交流会、展览会上频 繁出现。 当时，国内的业主一方面是基于建设资金贷款的问题需要，而选择贷款国的厂家； 另一方面是考虑系统成熟度和规避建设风险的需要，而采用全盘引进的方式，例如， 2000 年上海明珠线（3 号线）采用西班牙英德拉公司的设备，2001 年广州 2 号线由美 国摩托罗拉公司中标（在项目建设过程中由于摩托罗拉公司业务重组，合同转让给韩 国三星 SDS 公司），2003 年北京地铁 13 号线采用日本信号产品，2003 年天津津滨轻 轨采用西班牙英德拉公司和韩国乐金公司的产品，2004 年天津 1 号线由西班牙泰尔 文特中标。虽然全盘引进的国外系统技术成熟、稳定，但却存在造价昂贵、运营费用 高、技术对外方依赖性强以及功能与国内运营和管理要求匹配度低等问题，对降低成 本、适应出本土化的需求逐渐呈现来。
    国内 AFC 系统潜在需求市场的不断扩大，吸引了一大批国内的高新科技企业纷纷 加入。他们积极与国外厂家合作，引进消化国外先进技术。例如南京熊猫与法国泰雷 兹在南京地铁 1 号线合作，中软万维与日本信号在北京机场线合作，方正国际与日本 欧姆龙在北京 5 号线合作，广电运通与法国泰雷兹在北京地铁 1、2 号线和八通线等 项目的合作……探索和拓宽了国内企业与外国企业合作的道路，使国内企业在实际项 目实施上得到锻炼，加快了对国外 AFC 技术的转化和吸收。 1.2 国产化蓬勃发展阶段（2004-2015 年） 1999 年国务院办公厅转发国家计委《关于城市轨道交通设备国产化实施意见的 通知》明确规定：城市轨道交通项目，无论使用何种建设资金，其全部轨道车辆和机 电设备的平均国产化率要确保不低于 70%，对 AFC 系统的国产化提出了明确的要求。 基于此，国内企业在与外国企业合作完成项目的同时，也投入大量资源进行 AFC 系统和设备软硬件的攻关与研发。例如上海邮通（上海普天）、上海华虹计通、上海 华腾、南京熊猫、中软万维、方正国际、深圳现代、浙大网新、广电运通……等厂家， 在经历了国内组装、部件供应、合作开发等阶段之后,AFC 能力和经验不断提高，初步 具备了独立设计和建造的能力，使 AFC 系统的国产化工作取得了重大进展。但是也有 一些国内企业兴冲冲地进入这个行业，却是只做了一轮“买办”就悄然离场。 经过几年的 AFC 建设和运营实践后，AFC 行业的从业者们，不管是业主还是供货 商都在总结经验和教训，逐渐形成共识——必须建立统一的 AFC 系统规范和标准，才 能避免在轨道交 通大建 设的高潮中出现 新旧线 路不兼容或者建 新线改 旧线的情况出 现，这样才能保证 AFC 的健康发展。于是，2003 年国家发布了《地铁设计规范（GB 50157-2003）》，其中第十八章就是“自动售检票系统”，明确规定了 AFC 系统的功 能和接口要求；2006 年发布了《城市轨道交通自动售检票系统工程质量验收规范（GB 50381-2006）》，明确了 AFC 系统的工程质量规范以及验收流程和标准；2007 年发布 了《城市轨道交通自动售检票系统技术条件（GB/T 20907-2007）》，明确了 AFC 系 统的五层架构体系以及各层架构的技术条件和接口要求；2011 年发布了《城市轨道交 通自动售检票系统检测技术规程（CJJ/T 162-2011）》，明确了五层架构体系下 AFC 设备单机测试和联机测试的规程。上述这些规范的制定，使 AFC 在国家层面上形成了 一套涵盖设计、建造、检测和验收全过程的标准体系。此外，北京、上海等城市还发 布了有关 AFC 的地方标准，广州、深圳等城市的轨道公司也制定了有关 AFC 的企业标
    准，规定和统一了 AFC 系统和设备的功能需求、技术标准和数据接口规范，使 AFC 系 统设备成为相对标准化的产品。 在这样的环境下，国内的 AFC 企业蓬勃发展，凭借着与外国 AFC 厂商合作经验以 及在金融、公交等领域的技术积累，快速崛起，打破了外国厂商的垄断，并逐步从市 场的配角变成主角，国外企业在竞争下逐步退出国内 AFC 市场。如寇比克在 1999 年 完成上海和广州的项目后，由于成本和系统理念等因素退出；西班牙英德拉和泰尔文 特在完成了上海和天津的项目以后相继离场；摩托罗拉由于业务重组，在匆匆把项目 转让给韩国三星后结束了 AFC 业务；日本信号和欧姆龙则把技术转让给国内合作伙伴 后，专注做专有模块的供货商，不再充当系统集成商的角色；泰雷兹和亿雅捷则在国 内分别设立合资公司，但所占市场份额都比较小；新科电子也在国内建立了合资公司， 在将业务交给合作伙伴以后，也退出了国内市场；至 2015 年三星 SDS 宣布撤出中国 城市轨道交通 AFC 市场，标志着外国企业在轨道交通 AFC 系统集成领域的全面退出。 在 AFC 国产化过程中，政府与城市轨道交通项目业主单位发挥了主导作用。在国 产化工作起步阶段，政府强化产业政策的导向作用,通过制定产业发展规划、提供研 发资金、出台优惠的税收政策等一系列措施，给国内企业以大力扶持。城市轨道交通 项目业主单位则积极为国内企业创造条件,提供参与建设的机会，促成其与国外企业 合作，学习国外的成熟技术和先进经验，进而开展自主研发工作，以尽快提高国产化 产品质量。例如，深圳现代是最早进行国产化实践的国内企业，从 1999 年开始，以 深圳地铁项目为依托，开始 AFC 的国产化研究，其参与的 2004 年底开通的深圳地铁 1 号线就号称是第一条全国产化的 AFC 系统；广电运通研发了拥有完全自主知识产权 的纸币识别模块和纸币循环模块；艾弗士等许多厂家研发了国产的扇门模块；铭鸿数 据 2004 年就开发出城市轨道交通专用的大读写器，后来这种模式逐步被推广应用。 经过了十余年的发展，目前国内 AFC 企业已经掌握了 AFC 系统的核心技术，能够 自主开发全套应用软件，具备专用设备的整机与模块的设计和生产能力。各企业之间 分工合作、各有侧重，大致分为以下几种类型：一是系统集成企业，如上海邮通（普 天轨道）、上海华虹计通、中软华腾、南京熊猫信息、中软万维、方正国际、深圳高 新现代、浙大网新、新科佳都、仪电物联、京投亿雅捷……等；二是设备生产企业， 如广电运通、上海华铭、上海怡力、苏州雷格特、青岛博宁福田、上海永邦 /永旭、卓 因达、康保……等；三是专用模块生产商，如艾弗世、固力保、深圳雄帝、深圳德卡、 北京迪科……等；四是国外专用设备和专用模块的国内代理，提供纸币识别模块、硬
    币识别模块以及扇门模块等专用模块，如南方银通、德银、金瑞致达、海豚……等； 五是 AFC 专业维护服务商，如锦源汇智、南方银通、北京地铁科技、广电运通……等。 1.3 “互联网+”发展阶段（2015 年以后） 2008 年 7 月，广州地铁与中国移动合作，在闸机上开通手机支付，乘客使用 NFC 手机或者装用特制 SIM 卡的手机直接刷手机过闸，但是由于各种原因，这个项目没有 向乘客全面推广使用；2015 年 6 月，寇比克在伦敦地铁的闸机上测试刷 VISA、万事 达、Apple Pay 等电子票证方式过闸功能。 与此同时，国内业主单位和供货商也将互联网等新技术运用到 AFC 系统上。2014 年，就有国内厂商在 AFC 年会上提出二维码和移动支付等技术在 AFC 系统上的应用； 2015 年底广州和深圳两个城市先后上线了基于互联网支付技术的云售取票机设备； 2016 年，广州地铁陆续开通了二维码/银联/NFC 过闸功能；上海、北京、深圳、苏州、 宁波、长沙、南宁等 20 多个城市地铁也在 2016 年-2017 年陆续开通了 APP+现场取票 或者使用移动支付在 TVM 购票或者刷手机过闸等功能。 互联网+与 AFC 的融合，不仅是技术发展的趋势，更是乘客和地铁运营管理者乐 于接受的。乘客能免去现金兑换和找零烦恼，减少排队时间，乘车方便快捷了不少； 地铁运营管理者则简化了设备，减少车站的现金管理，同时能整合消费数据，打造增 值服务平台，留存乘客实名信息，提高安保效率，大大提升运营企业服务水平。由此， 短短 3 年间，互联网+AFC 的应用“风生水起”。 互联网+时代下的 AFC，衍生出云平台、云闸机和云售票机等各式新型设备，同时 也出现了新的企业面孔，如盘缠、如易行、优城科技、八维通、小码联城、大都会、 佳都数据、武汉智慧地铁等从事互联网支付应用的企业。 2 我国轨道交通 AFC 系统的现状 根据中国城市轨道交通协会发布的 2017 年《中国城市轨道交通年度统计分析报 告》，截止 2017 年 12 月份，国内共有 34 个城市开通城市轨道交通线路 165 条并投 入运营（含淮安和珠海有轨电车），运营总里程 5021.69km，其中地铁总里程 3881.77km， 轻轨 233.4km，单轨 98.5km，磁浮 58.8km 等，车站 3234 座，其中换乘车站 286 座， 国内城轨全年累计完成客运量 184.8 亿人次，另外在建线路长度 6246km。AFC 系统作
    为重要的客运服务设备承担着越来越重要的作用，既要维护正常的乘客出入站的工作， 也要保障运营企业的票款收入，科学地统计客流，为轨道交通的健康发展和科学运转 提供了基础支撑作用。 2.1 我国轨道交通 AFC 系统情况分析 中国信息产业商会自动收费系统专业委员会（简称“AFC 专委会”）在 2018 年 6 月份，对国内已开通运营城市的 AFC 系统进行了一次初步调查，统计了 AFC 设备的种 类、数量和手机过闸、互联网取票等内容。截止到 2018 年 6 月底，布放在各地铁公 司站台的 AFC 运转设备超过了 10 万台。其中闸机检票通道超过 60000 个，自动售票 机接近 30000 台，票亭售票机接近 10000 台，而近年新兴起的互联网取票机也有 2000 多台，详见表 1。 表 1 国内城市轨道交通 AFC 设备统计一览表 序 号 城市 城轨线路 2017 年 累计长度 日均客运量 2018-8-17 日客运量 闸机 通道数 TVM 数 BOM 数 1 北京 684.4 1035.0 2 上海 731.37 3 天津 4 重庆 5 广州 6 深圳 7 武汉 8 南京 9 沈阳 10 长春 11 大连 12 成都 13 西安 14 哈尔滨 15 苏州 175.3 264.57 357.93 298.22 251.16 364.91 125.0 78.14 181.27 269.34 89.0 21.75 138.4 16 郑州 133.54 17 昆明 86.19 18 杭州 105.62 969.2 96.3 203.6 768.7 396.2 253.9 267.8 87.4 24.7 43.1 214.3 165.8 31.0 68.1 69.1 34.2 93.1 1380.8 1099.9 263.4 971.7 613.3 303.5 307.5 389.4 241.4 90.3 87.7 67.5 7550 9000 2200 3020 6000 4000 2960 3400 850 1350 1260 2200 1310 510 1480 1040 1350 2060 3200 4000 1420 1200 2200 1900 1650 1860 370 460 460 1500 700 220 830 590 650 880 1500 1000 410 610 650 650 360 620 200 390 270 450 150 80 210 170 200 250 互联网 取票机数 720 5 500 80 10 90 100 30 10 320 5 160
    19 佛山 20 长沙 21 宁波 22 无锡 23 兰州 33.5 68.7 74.5 55.7 61 64.0 30.8 25.3 市域快轨 24 南昌 48.43 25 青岛 26 福州 27 东莞 28 南宁 29 合肥 55.1 24.6 37.8 53.3 52.4 30 石家庄 28.43 31 贵阳 32 厦门 合计 30.1 18.0 13.5 10.6 26.6 11.7 21.4 1.3 12.9 30.3 5021.69 - 105.7 58.2 19.3 14.6 70.7 46.0 29.5 15.2 - 910 910 920 1100 1200 520 320 900 930 550 240 490 490 420 400 480 520 200 200 430 400 310 110 230 180 110 100 120 150 50 30 100 130 75 40 70 20 80 35 110 60 60530 28280 9325 2335 单位： 长度：公里（含淮安珠海有轨电车 28.92km），客运量：万人次 闸机通道数：通道 ，TVM 数：台，BOM 数：台互联网取票机数：台 线路及客运量均来 源于中城 协 2017 年报告数据 根据《地铁设计规范》要求，每组闸机宜不少于 3 台（通道），每组 TVM 宜不少 于 2 台，以标准车站设计，一般车站现场的 AFC 设备数量最少是 18 台（每个站厅布 设进出闸机各 3 台、TVM 2 台、BOM 1 台，标准站一般为在两端头厅布置 AFC 设备）。 从本次调查的数量看，各地铁公司配置的设备数量从 26 台/站-43 台/站不等，都大大 高于设计规范中的最低要求。AFC 设备是乘客服务的重要设备，车站配置的 AFC 越多， 越能方便乘客的出行。但各城市客流存在很大的差异，每台设备服务的乘客数量也存 在极大差异。虽然从均值上看，设备的配备数量相对是比较充裕的，但是如果考虑早 晚高峰的客流比例一般占全日客流的 40-45%，以及车站客流的不均匀等特点，局部客 流大站的设备使用率还是非常高的。据不完全统计，北京地铁就有常态限流车站 96 座，广州有 51 座，深圳有 21 座，详见图 3-图 6。
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