上海ARGOX二維條碼鐵路輕軌客運(yùn)自動(dòng)售/檢票系統(tǒng)方案

隨著我國(guó)城市交通快速發(fā)展，全國(guó)300萬人口以上的城市中已有15個(gè)城市申請(qǐng)修建地鐵和城市輕軌道路，線路總長(zhǎng)達(dá)430公里，建設(shè)投資需1400億元。國(guó)家將根據(jù)資金籌措和軌道交通設(shè)備國(guó)產(chǎn)化情況陸續(xù)批準(zhǔn)項(xiàng)目的開工。這些城市中已經(jīng)修建開通的城市有北京1號(hào)、2號(hào)線（自動(dòng)售/檢票設(shè)備未上）、上海（自動(dòng)售/檢票采用美國(guó)設(shè)備）。近年已通過國(guó)家批準(zhǔn)并在近期開工的城市有深圳、廣州、重慶、北京3號(hào)、北京4號(hào)、北京5號(hào)線、沈陽、長(zhǎng)春等，其自動(dòng)售/檢票設(shè)備均處于選型階段。但目前由于我國(guó)在此項(xiàng)技術(shù)上的滯后，造成各城市均效仿美國(guó)、日本或韓國(guó)磁票模式。磁性客票技術(shù)發(fā)展于70年代，圍繞磁票的自動(dòng)售/檢票系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)用已久，從技術(shù)上講還是比較成熟的，但其運(yùn)營(yíng)成本較高，阻擾了它的進(jìn)一步的推廣，其主要原因有三個(gè)：1、磁票成本約1元人民幣/張左右，不適合我國(guó)單程票使用，一張客票成本占售出票價(jià)的1/4甚至1/2，運(yùn)營(yíng)單位不可能接受，雖然可采用回收重復(fù)使用模式（上海地鐵），但其帶來要對(duì)客票進(jìn)行消毒處理、提供報(bào)銷憑證、客票回收后各站對(duì)其清空與分配問題，給運(yùn)營(yíng)單位增加了負(fù)擔(dān)。2、自動(dòng)售/檢票系統(tǒng)要頻繁地對(duì)磁客票進(jìn)行接觸式讀/寫，不可避免地要每天投入大量人力物力對(duì)磁頭進(jìn)行消磁和除塵清洗。3、磁票的自動(dòng)售/檢票系統(tǒng)設(shè)備造價(jià)高、對(duì)維護(hù)人員要求高。針對(duì)我國(guó)城市輕軌交通發(fā)展的特點(diǎn)，降低車票成本費(fèi)用，提高自動(dòng)售/檢票系統(tǒng)性能、加強(qiáng)防偽力度，我們提出二維條碼技術(shù)、紙票防偽技術(shù)為依托的自動(dòng)售/檢票系統(tǒng)應(yīng)用方案。
一、對(duì)車票的處理方案
在車票上，我們引入加密二維條碼和熒光防偽點(diǎn)的概念。在不改變?cè)F路車票票面尺寸大小的前提下對(duì)車票進(jìn)行處理。
在防偽材料方面，我們建議采用的是在車票票面加印熒光防偽點(diǎn)的方法，因?yàn)椋鸿F路票票價(jià)不高，自動(dòng)售/檢票地點(diǎn)集中而固定，用熒光油墨材料對(duì)票面進(jìn)行處理就可以了，而且單張車票防偽印刷的成本僅為3厘左右；其次，熒光材料對(duì)激發(fā)光的響應(yīng)速度很快，而且對(duì)其發(fā)射光的識(shí)別既簡(jiǎn)單又快捷。
在采用熒光防偽點(diǎn)的基礎(chǔ)上，我們針對(duì)自動(dòng)檢票系統(tǒng)的要求，在自動(dòng)售票系統(tǒng)中將已印刷上防偽熒光點(diǎn)的車票紙上，現(xiàn)場(chǎng)打印上加密二維條碼。這是因?yàn)椋?、如果單一的采用熒光材料防偽的防偽力度不夠，熒光點(diǎn)易被偽造，從而失去防偽的價(jià)值；而采用加密二維條碼和熒光防偽點(diǎn)相結(jié)合的形式，可以充分發(fā)揮二維條碼和熒光材料的特點(diǎn)，從而提高防偽強(qiáng)度，增加造假的難度。2、充分發(fā)揮二維條碼信息存儲(chǔ)量大、自動(dòng)識(shí)別速度快、讀碼效率高、糾錯(cuò)能力強(qiáng)的特點(diǎn)，提高檢票系統(tǒng)的處理速度和判斷真?zhèn)蔚姆€(wěn)定可靠性，有利于鐵路車票的自動(dòng)化檢測(cè)。3、二維條碼的大小、長(zhǎng)短可以任意調(diào)節(jié)，能夠打印在車票狹小的空白空間中，避免了車票大的改動(dòng)和重新設(shè)計(jì)。4、在車票上打印上二維條碼基本上不增加鐵路車票的任何制作成本，滿足鐵路車票票價(jià)低而防偽要求高的特殊要求。
因此，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)打印在車票二維條碼而言，它應(yīng)該條空清晰，能夠被二維條碼讀碼器識(shí)別（條碼條空以黑白效果最佳）。目前的激光二維條碼讀碼器能夠識(shí)別幾乎所有不同機(jī)型打印機(jī)所打印的二維條碼。對(duì)于出票系統(tǒng)而言，對(duì)打印機(jī)唯一的技術(shù)要求就是打印速度必須快。對(duì)于這一點(diǎn)，我們對(duì)車票打印系統(tǒng)設(shè)計(jì)為：將票面的一些固定信息采用印刷方法預(yù)先印刷在車票紙上，這樣就可以減少打印量，提高打印速度。
總之，如果在車票設(shè)計(jì)上采用熒光防偽點(diǎn)和加密二維條碼技術(shù)，車票的制作成本只是比以前增加幾厘錢的成本，可以說這是最為經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的防偽安全方案。


二、自動(dòng)售/檢票系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
自動(dòng)售/檢票系統(tǒng)的售票端主要有：觸摸屏系統(tǒng)、紙幣自動(dòng)識(shí)別器、硬幣自動(dòng)識(shí)別器、二維條碼打印機(jī)、自動(dòng)出票機(jī)、車票生成軟件系統(tǒng)、加密二維條碼自動(dòng)生成應(yīng)用軟件系統(tǒng)等部分組成。
自動(dòng)售/檢票系統(tǒng)的檢票端口主要有：熒光防偽點(diǎn)檢測(cè)器、二維條碼讀碼器、自動(dòng)檢票通道、加密二維條碼解　密和車票真?zhèn)闻袆e應(yīng)用軟件系統(tǒng)等幾部分組成。
三、自動(dòng)售/檢票系統(tǒng)工作原理與功能
自動(dòng)售/檢票系統(tǒng)的自動(dòng)售/檢票流程為：
通過觸摸屏系統(tǒng)接受售票指令，在自動(dòng)售票端口接受投幣后，貨幣自動(dòng)識(shí)別器自動(dòng)識(shí)別并找零，同時(shí)加密二維條碼自動(dòng)生成應(yīng)用軟件立即將車票編號(hào)、出票站點(diǎn)、乘車日期、票款金額、乘車車次、乘車區(qū)間等數(shù)據(jù)信息通過ARGOXI-64加密算法進(jìn)行加密運(yùn)算并生成加密二維條碼，二維條碼打印機(jī)將加密二維條碼自動(dòng)生成軟件生成的加密二維條碼和車票編號(hào)打印在已印好防偽熒光點(diǎn)的車票紙上，由自動(dòng)出票機(jī)將車票售出。
在車票檢測(cè)端口，防偽熒光點(diǎn)檢測(cè)器首先對(duì)車票上的防偽熒光點(diǎn)進(jìn)行初級(jí)檢測(cè)，同時(shí)二維條碼讀碼器掃讀加密二維條碼，加密二維條碼解　密軟件將加密數(shù)據(jù)還原為原始數(shù)據(jù)，將出票編號(hào)、乘車站點(diǎn)、乘車日期、票款金額、乘車區(qū)間、乘車車次等信息進(jìn)行檢驗(yàn)核對(duì)并進(jìn)行真?zhèn)闻袆e后，將真?zhèn)谓Y(jié)果顯示在屏幕上，如果為真，則顯示歡迎界面；如果為假，就顯示警告界面并出聲報(bào)警。
四、自動(dòng)售/檢票系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化分析
自動(dòng)售/檢票系統(tǒng)的關(guān)鍵硬件部分貨幣自動(dòng)識(shí)別器、二維條碼讀碼器均是天津ARGOX防偽識(shí)別有限公司制造，國(guó)產(chǎn)化率在70%以上，其它打印機(jī)、熒光防偽點(diǎn)檢測(cè)器、自動(dòng)出票機(jī)都基本實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，系統(tǒng)硬件的總體國(guó)產(chǎn)化水平在90%以上。
ARGOX公司擁有完善和系統(tǒng)的軟件開發(fā)能力，完全能夠自主獨(dú)立地開發(fā)自動(dòng)售/檢票系統(tǒng)的應(yīng)用軟件。


五、自動(dòng)售/檢票系統(tǒng)成本分析
自動(dòng)售/檢票系統(tǒng)成本分析表：
名 稱 成本價(jià)（萬元）
觸摸屏幕系統(tǒng)
硬幣自動(dòng)識(shí)別器
紙幣自動(dòng)識(shí)別器
車票生成軟件系統(tǒng)
加密二維條碼自動(dòng)生成及打印軟件系統(tǒng)
二維條碼打印機(jī)
自動(dòng)出票機(jī)
熒光防偽點(diǎn)檢測(cè)器
加密二維條碼讀碼器 0.7
加密二維條碼解　密和車票真?zhèn)闻袆e軟件系統(tǒng) 5
自動(dòng)檢票通道
合計(jì)


六、研究開發(fā)單位工作分工和計(jì)劃進(jìn)度
ARGOX公司負(fù)責(zé)硬幣自動(dòng)識(shí)別器、二維條碼讀碼器、自動(dòng)售票機(jī)加密二維條碼自動(dòng)生成及打印軟件、自動(dòng)檢票機(jī)加密二維條碼解　密和車票真?zhèn)闻袆e應(yīng)用軟件的研究開發(fā)工作。
沈陽鐵路局科學(xué)技術(shù)研究所負(fù)責(zé)研制：觸摸屏系統(tǒng)、車票生成軟件系統(tǒng)、紙幣自動(dòng)識(shí)別器、自動(dòng)出票機(jī)、熒光防偽點(diǎn)檢測(cè)器、自動(dòng)檢票通道等方面的工作。


七、研究開發(fā)經(jīng)費(fèi)預(yù)概算
名 稱 成本價(jià)（萬元）
觸摸屏幕系統(tǒng)
硬幣自動(dòng)識(shí)別器
紙幣自動(dòng)識(shí)別器
車票生成軟件系統(tǒng)
加密二維條碼自動(dòng)生成及打印軟件系統(tǒng)
二維條碼打印機(jī)
自動(dòng)出票機(jī)
熒光防偽點(diǎn)檢測(cè)器
加密二維條碼讀碼器
加密二維條碼解　密和車票真?zhèn)闻袆e軟件系統(tǒng) 8
自動(dòng)檢票通道
合計(jì)


八、系統(tǒng)研究開發(fā)技術(shù)難點(diǎn)論證及其解決辦法
在系統(tǒng)的研究開發(fā)過程中，我們預(yù)計(jì)會(huì)遇到以下困難：
1、加密二維條碼生成及打印軟件的開發(fā)：
加密二維條碼生成及打印軟件將由ARGOX公司與ARGOX機(jī)器智能研究所共同開發(fā)。從目前看來，主要的問題是ARGOX公司開發(fā)的加密二維條碼生成及打印軟件與沈陽鐵路局科技研究所開發(fā)的車票生成軟件系統(tǒng)的接口問題以及與鐵路局現(xiàn)有條碼打印機(jī)之間的接口問題。這需要雙方共同解決。
2、加密二維條碼解　密和車票真?zhèn)闻袆e軟件系統(tǒng)的開發(fā)
加密二維條碼解　密和車票真?zhèn)闻袆e軟件系統(tǒng)將由ARGOX公司和ARGOX共同開發(fā)，同時(shí)還需解決二維條碼讀碼器與加密二維條碼解　密和車票真?zhèn)闻袆e軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口問題。ARGOX公司自己解決。
3、防偽熒光點(diǎn)檢測(cè)器的研制
主要解決防偽熒光點(diǎn)檢測(cè)器與加密二維條碼解　密和車票真?zhèn)闻袆e軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口問題。這需要雙方共同解決。
4、系統(tǒng)的整合及綜合性能測(cè)試
目的是保證自動(dòng)售/檢票系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、可移植性以及系統(tǒng)的可操作性。由雙方共同解決。
5、二維條碼打印設(shè)備
從目前火車票使用的一維條碼的打印效果來看，存在條碼打印不清晰的現(xiàn)象，主要原因可能是：1）熱轉(zhuǎn)移打印溫度不合理；2）打印色帶不統(tǒng)一；3）火車票紙張不適合打印要求。
解決的方法有：
1）統(tǒng)一打印色帶；
2）調(diào)整熱轉(zhuǎn)移打印溫度；
3）使用合適的紙張作為火車票紙；
4）利用二維條碼的自動(dòng)糾錯(cuò)功能，提高二維條碼的糾錯(cuò)等級(jí)以此提高讀碼器的識(shí)別率。
5）使用激光二維條碼讀碼器提高掃描精度。