Token式售检票设备开发技术可行性分析报告(修改版Ⅲ)-合稿.doc

佳都信息佳都信息-项目文档项目文档 机密机密 Token 式售检票设备开发式售检票设备开发 技术可行性分析报告技术可行性分析报告 Feasibility Analysis Report 项目名称：项目名称： Token 式售检票设备 项目编号：项目编号： PXTK 1321 文档编号：文档编号： 制单位：制单位：佳都信息研发部 编制日期：编制日期： 2013 年 5 月 16 日 编制审核批准生效日期 杨枫 曾世忠彭树林 陈朝晖 模板编号：PROJ-01-T01版本修订记录 广州佳都信息技术研发有限公司第第 2 2 页共页共 4343 页页 版本修订批准记录版本修订批准记录 【 历次版本修订记录，版本修订描述重要说明】 提交日期提交日期版本号版本号版本修订描述版本修订描述作者作者批准人批准人 2013-6-31.0新版编制 目录 广州佳都信息技术研发有限公司第第 3 3 页共页共 4343 页页 目 录 1 概述 5 1.1编写目的.5 1.2项目背景.5 1.3项目目标.5 1.4项目范围.6 2 AGM 技术可行性分析 .6 2.1竞争对手技术分析.6 2.2关键技术.8 2.2.1系统软件关键技术.8 2.2.2核心模块关键技术.12 2.2.3外观结构设计关键技术18 2.3主要设计难点及其解决方案 21 2.3.1软件系统设计难点分析及解决方案21 2.3.2通道模块难点分析及解决方案.23 2.3.3外观结构设计26 2.4风险分析.30 2.5项目开发日程计划.30 2.6人员预算.30 3 TOKEN 式 TVM 技术可行性分析31 3.1TOKEN式 TVM 概述31 3.2竞争对手市场和技术分析33 3.3项目开发的技术条件.35 3.3.1 系统软件关键技术35 3.3.2 核心模块关键技术37 3.3.3 硬件开发关键技术38 3.4主要技术难点与解决方案39 3.4.1 核心模块39 3.4.2 硬件开发40 目录 广州佳都信息技术研发有限公司第第 4 4 页共页共 4343 页页 3.5风险分析.41 3.6项目开发日程计划.42 3.7人员预算.42 4 结论 42 Token 式售检票设备开发技术可行性分析报告 广州佳都信息技术研发有限公司第第 5 5 页共页共 4343 页页 1 概述概述 1.1 编写目的编写目的 本技术可行性分析报告是为公司是否立项“Token 式售检票设备式售检票设备”开发的可能性、 可行性、必要性提供论据，为开发人员进行系统总体规划设计及具体实施开发工程提供 必要的参考资料。 1.2 项目项目背景背景 经过 10 多年的发展，国内 AFC 售检票终端产品研发己经走向了规范化和同质化方 向发展，因此，新颖的外观造型，不仅是分开竞争对手的重要方法，更是摆脱同质化、 实施差异化产品竞争的重要手段。此外，结合产品区域性开发特点，确保我公司新产品 符合广州、深圳、佛山等南方市场新的技术要求，并期待在此市场范围内取得技术领先。 1.3 研发目标研发目标 基于对目前全国的 AFC 售检票系统招标方案分析，业主对产品的功能需求基本趋于 稳定，但招标价格向下降的趋势依然没有改变。作为设备提供方，在面对材料成本和人 工成本都大幅上升的背景下，既要保证产品优异的性能，又要在同行中保持良好的竞争 力，继续推陈出新才是公司发展的动力。因此，新项目的研发将有助于我们解决前面提 到的问题并可达到以下预期目标： ( (一一) ) 自动售票机：自动售票机： 1.1. 开发开发 TokenToken 式自动售票机式自动售票机 公司目前仅有卡式自动售票机，目前南方市场主要以 Token 式售票为主，因此， 研发 Token 式自动售票机将有助于完善公司现有产品平台。 2.2. 全新设计外观造型全新设计外观造型 此产品外观造型充分比较和分析目前在线地铁运营 TVM 的外观效果，并就此提 出符合公司产品特色和时代审美观念的造型方案。 3.3. 成本优势成本优势 Token 式售检票设备开发技术可行性分析报告 广州佳都信息技术研发有限公司第第 6 6 页共页共 4343 页页 新产品将着手在外购零件和结构设计两方面降低整机成本： 优化外购零件选型方案，寻求成本更低的替代品； 优化结构设计方案，降低结构件的材料和加工成本。 ( (二二) ) 自动检票机：自动检票机： 1.1. 开发可维护性更高的开发可维护性更高的 TokenToken 式自动检票机式自动检票机 针对目前公司现有 Token 式自动检票机可维护性存在的问题，综合对比分析目 前各个城市地铁在线运营的自动检票机的可维护性，设计一款可维护性更高（如，吸收 三星数据自动检票机抽屉式票箱维护优点）的 Token 式自动检票机。 2.2. 开发带儿童身高检测功能的开发带儿童身高检测功能的 TokenToken 式自动检票机式自动检票机 目前各个城市在线运营的自动检票机普遍没有儿童身高检测功能，我公司目前 的自动检票机也没有这个功能。然而随着轻轨地铁行业的蓬勃发展，越来越多的城 市 AGM 要求有儿童身高检测功能，如西安三号线一期。开发一款带儿童身高检测功 能的自动检票机，提高产品竞争力。 3.3. 全新的外观设计全新的外观设计 此产品外观造型充分比较和分析目前在线地铁运营 AGM 的外观效果，并就此 提出符合公司产品特色和时代审美观念的造型方案。 1.4 项目项目范围范围 此项目实施，将完成以下型号产品和模块开发： 1. TVM-TS-03 型自动售票机； 2. AGM-TS-03 型自动检票机； 3. PCI-TOKEN-T-02 型单程票发售模块； 4. PCI-TOKEN-A-02 型单程票回收模块； Token 式售检票设备开发技术可行性分析报告 广州佳都信息技术研发有限公司第第 7 7 页共页共 4343 页页 模块组成 2 AGM 技术可行性分析技术可行性分析 2.1 竞争对手竞争对手技术技术分析分析 经过 10 多年的发展，国内 AFC 终端设备研发己经走向了规范化和同质化方向发展， 自研核心模块，外购通用部件以维持企业竞争优势并占据市场主导地位已成为事实。具 体到终端设备上，为提高各模块的稳定性和降低生产成本，在模块化研发模式的驱动下， 自动检票机（AGM）已经被分解成七大部分：扇门模块、通道逻辑模块、单程票回收模 块、主控单元及显示模块、电源控制模块、机壳、系统软件。 在华南地区，我公司的主要竞争对手为三星数据和深圳高新现代。 下表是三星数据和深圳高新现代 AGM 各组成模块自研和外购情况 设备商 三星数据深圳高新现代 扇门模块外购外购 通道逻辑模块自研自研 单程票回收模块自研自研 主控单元及显示模块外购外购 电源控制模块外购外购 机壳自研自研 系统软件自研自研 从上表可看出，三星数据和深圳高新现代都将自研部分放在了同样的模块上面： 1)扇门模块 扇门模块是自动检票机中的功率较大，频繁开合动作的一个部件，同时也是乘客或 行李经常直接接触的一个部件，所以这个模块的可靠性要求比较高。业主一般要求扇门 模块有多年的行业应用业绩，三星数据的自动检票机外购卡巴的扇门，卡巴的扇门在外 国有多年的行业应用业绩；深圳高新现代外购固力保的扇门，固力保扇门的应用业绩自 不多说。三星数据的自动检票机扇门开关门速度较快，而深圳高新现代的扇门开关门速 度较慢。一方面扇门开关门速度快在客流高峰时，可有效疏通客流，但安全性减低了； 相反，关门速度慢对乘客安全有保障。 Token 式售检票设备开发技术可行性分析报告 广州佳都信息技术研发有限公司第第 8 8 页共页共 4343 页页 扇门模块外购成本占自动检票机设备成本很大的一部分，如果能自研，则设备成本 大大降低。国家目前也提倡设备国产化，并规定项目国产化设备必须占一定的比例。不 过就目前来说，扇门的国产化就寥寥几家。 2)通行监控模块 通行监控模块也是自动检票机中的一个关键模块，三星自动检票机设计 20 对的传 感器对乘客通行进行监控，可有效识别乘客，但也有夹行李，夹小孩的情况出现。深圳 高新现代自动检票机很有意思，其设计了大量的孔径较大的孔来隐藏其传感器，使人无 法从外观上知道其传感器的位置及其数量。不管怎样经常看到有人拉着行李箱过闸，然 后扇门不关闭，也就是说其未能有效识别拉行李箱的乘客，这是它的一个缺陷。深圳高 新现代自动检票机的实物图如下图所示： 深圳高新现代自动检票机实物图 2.2 关键技术关键技术 2.2.1 系统软件关键技术 系统软件置于操作系统之上，是整个自动检票机各硬件模块的控制和调配中心，相 Token 式售检票设备开发技术可行性分析报告 广州佳都信息技术研发有限公司第第 9 9 页共页共 4343 页页 关软件性能直接影响到整个产品的用户体验。AGM 设备系统软件在 windows 平台采用效 率高的 C+开发技术，成熟的通信框架，并利用设备提供的相关接口进行开发。在性能 优化，可维护性，可扩展性等方面用到了以下相关关键技术。 2.2.1.12.2.1.1软件架构层次化设计技术软件架构层次化设计技术 层次化设计方法主要包括：设备接口抽象层，业务逻辑层，用户界面层。包含以下 步骤：设备接口抽象层封装各种硬件功能接口和通信接口；在业务逻辑层定时轮询硬件 设备状态及通信数据，根据不同的返回数据及状态信息自动切换整个软件的运行状态； 将当前软件的业务状态直接显示到用户界面。在 AGM 系统软件当中，通过这种设计方法， 将硬件设备抽象的开发和业务逻辑开发分离开来，可以清晰的跟踪和处理软件各层的业 务，特别在硬件设备的增减时，可以很方便的拓展或裁减软件业务。下图示意了 AGM 层 次化设计。 底层硬件设备 设备接口抽象 业务逻辑层 用户界面层 实时显示当前设备服务状态 以固定时间轮询设备接口，获取接口状态及数据。自动处理相关业务 将各种硬件设备功能抽象成各种接口，封装接口数据 2.2.1.22.2.1.2模块化设计技术模块化设计技术 程序结构在业务逻辑层采用模块化的设计方法，整个程序划分为主程序模块和若干 个功能相对独立的子模块，各个子模块之间通过相互协作来实现整个系统功能。 子模块划分如下图： Token 式售检票设备开发技术可行性分析报告 广州佳都信息技术研发有限公司第第 1010 页共页共 4343 页页 AGM 数据处理模块 GUI模块(QT) 通道控制模块 后台维护模块 时钟同步模块 参数处理模块 票卡处理模块 SJT处理模块 系统配置模块 日志模块 UPS处理模块 SC通信处理模块 主程序模块相当于各自子模块的容器，它包含着各个子模块，其包含的各个子模块功能 说明如下： （1） GUI 模块，负责在乘客显示器显示各种服务信息及后台维护菜单和维护反馈 等信息，采用 QT 实现。 （2） 票卡处理模块，负责对票卡进行读写处理，通过读写器动态库与读写器交互。 （3） 通道控制模块，负责获取通道状态信息，及控制扇门、方向指示器、警示灯 等，通过串口通信与通道控制板交互。 （4）SJT 处理模块，负责对单程票进行检测、回收和退票等操作，通过串口通信与 SJT 硬件模块交互。 （5） UPS 处理模块，负责对 UPS 进行状态检测，开关机等操作，通过串口通信与 UPS 硬件模块交互。 （6） 后台维护模块，负责后台维护菜单的加载、处理、执行等，通过 QT 库获取 Token 式售检票设备开发技术可行性分析报告 广州佳都信息技术研发有限公司第第 1111 页共页共 4343 页页 维护键盘击键信息。 （7） 参数处理模块，负责下载参数及软件文件，对参数文件进行解析和入库等操 作，需与 SC 通信处理模块，数据库处理模块进行交互。 （8） SC 通信处理模块，负责与 SC 建立连接、断开连接、接收、解析并执行 SC 下 发的命令，打包并上传设备状态、全状态、事件、交易、收益、寄存器数据等。 （9） 数据处理模块，负责对交易、收益等数据进行入库和查询等处理，采用 SQLite3 数据库。 （10） 日志模块，负责将运行中的日志信息写入日志文件。 （11） 系统配置模块，负责系统配置信息的获取、更改等，对系统配置文件进行 读写操作。 （12） 时钟同步模块，负责对设备进行时钟同步，采用 NTP 协议从 NTP 服务器获 取同步时间。 2.2.1.32.2.1.3软件在线升级技术软件在线升级技术 软件在线升级技术提高了软件管理能力，减少本地软件更新带来的误差和人力资源 投入。 自动检票机主要通过软件版本控制及版本生效日期进行软件的管理，在 SC 服务器 和自动检票机本地都保存有自动检票机主控软件的版本、读写器上层驱动软件的版本、 读写器固件的版本，并作相应显示。 自动检票机上电与 SC 建立连接后，自动检票机发送请求软件版本命令，SC 下发当 前所保存的软件版本及生效日期，包括：自动检票机主控软件的版本、读写器上层驱动 软件的版本、读写器固件的版本。自动检票机收到下发的软件版本的命令，与本地当前 所运行的版本进行比较，如果版本不一样，自动检票机将主动登陆到 SC 下载软件。 自动检票机在每个运营日开始，根据各软件的生效日期检查软件版本是否生效。如 果读写器上层驱动软件版本生效，自动检票机将启用新版本的读写器驱动软件；如果读 写器固件版本生效，自动检票机将通知读写器驱动软件编程读写器，编程结束，读写器 驱动软件返回当前的驱动软件、读写器固件版本。当有新版本的自动检票机主控软件， 自动检票机通知读写器驱动软件完成最后的相关操作，退出服务，释放占用资源，然后 Token 式售检票设备开发技术可行性分析报告 广州佳都信息技术研发有限公司第第 1212 页共页共 4343 页页 自动检票机软件重新启动。 当自动检票机软件重新启动，进入在线状态，自动检票机将上传当前的运行版本。 数据保护技术 AGM 系统软件对每笔交易和收益以及寄存器数据等进行双层的数据备份，一方面在 CF 卡中实时的保存供查询等功能的交易数据；另一方面在 DOM 卡中保存供上传 SC 的数 据，上传 SC 的数据将先进行带未上传标记保存，然后传给 SC，只有在收到 SC 确认标记 后才对数据进行上传标记。当网络断开时，AGM 的数据进行离线备份，连接正常后再逐 条验证上传。 2.2.2 核心模块关键技术 2.2.2.12.2.2.1通道乘客通行监控技术通道乘客通行监控技术 为保证乘客能快速便捷地通过 自动检票机 ，保证在客流高峰时的通畅性能 ， 设计一套高效、可靠的通行监控模块可有效增加经济效益和社会效益。 自动检票机通过监测乘客通过传感器的状态来准确计算过闸人数。一个乘客通 过 2 个相邻的传感器 （2 个相邻的传感器间距 140mm）的状态过程如下图所示： 图：乘客通过 2 个相邻传感器状态逻辑图 状态 1：乘客未到达第一个传感器。 状态 2：乘客已经到达第一个传感器，但未到达第二个传感器。 状态 3：乘客已经把 2 个传感器都挡住。 状态 4：乘客离开了第一个传感器，但还没离开第二个传感器。 状态 5：乘客已经离开了这个点。 检票机通过监测记录乘客经过以上状态，则记录乘客通过了一个点。检票机 Token 式售检票设备开发技术可行性分析报告 广州佳都信息技术研发有限公司第第 1313 页共页共 4343 页页 18 对传感器 每相邻的 2 个传感器都组成这样的点。则检票机通过监测乘客在这些点 的活动状况，判断是进前行还退后，从而确定乘客在通道内的状态。但检测到乘客 经过安全区并离开了通道，则计数一人过闸以上的这个检测方案的优点是可以严格 检测乘客的通过情况，只要乘客与乘客之间有间距，特别是在多人过闸的情况下， 都可以把乘客区分开来，进行准确的计数，有很高的识别率。 （2）乘客的安全作为通行逻辑判断的第一考虑原则，当任何时候，检票机判断 安全区内有物体，都不能关闭扇门。即使关闭扇门指令发出，在扇门关闭的400 毫秒过程中，前 200 毫秒内检测到有乘客闯入到安全区内为保证乘客的安全将立刻 取消扇门关闭指令，重新打开扇门。保证乘客的安全。 （3）自动检票机的安全区安装有多对传感器，用于辅助对小孩乘客、乘客行李 等物体识别判断，从而有效的保证对小孩过闸、孕妇过闸、乘客拉行李过闸、乘客 陪同小孩（小孩在后）过闸等情形的过闸安全性。 （4）检票机 以穷举法检测传感器状态是否符合特定的状态模式，一旦检测到 符合特定的状态，马上执行已经设定的对应的动作。这些特定的状态模式以参数数 据存储于通行逻辑监测模块（ IO 模块）内。 1) 成年人验票过闸监控 监控乘客成年人过闸全程，乘客在过闸过程中停留或作出一些影响其他乘客过闸的 行为，自动检票机声光报警进行警告。 为提高乘客过闸的效率，允许多名乘客同时验票过闸，过闸时乘客之间最小距离不 得小于 140mm，否则自动检票机声光报警判断为尾随。如下图所示： 2) 阻挡无票或尾随或反方向乘客过闸 在保证乘客安全的最大原则下，尽最大可能阻止非法乘客过闸或进行声光报警警告。 Token 式售检票设备开发技术可行性分析报告 广州佳都信息技术研发有限公司第第 1414 页共页共 4343 页页 3) 孕妇或儿童过闸监控 在孕妇开始进入自动检票机通道内，自动检票机就可以检测到孕妇过闸，随后调出 孕妇过闸参数模型，进行过闸监测。孕妇过闸给予最优化的监控参数，以保证孕妇过闸 的安全。 对于孕妇携带小孩的情况，同样有特定的小孩过闸检测模式，只有可靠检测到小孩 离开自动检票机通道内，扇门才关闭。 4) 携带行李、手推婴儿车过闸监控 乘客进入通道或行李进入通道，通过对应的检测模式，检测到行李，确保行李过闸 后才关门，从而保证乘客携带行李过闸的安全性。扇门关门时对行李的冲击同时也对扇 Token 式售检票设备开发技术可行性分析报告 广州佳都信息技术研发有限公司第第 1515 页共页共 4343 页页 门自身也是一直冲击，有效监控行李过闸一定程度上保护了扇门，减低扇门维护成本。 2.2.2.22.2.2.2代币式单程票回收技术代币式单程票回收技术 凭单程票从付费区出来的乘客，必须将单程票投入自动检票机的单程票回收模块的 入口，以便进行单程票处理。 出自动检票机和双向自动检票机均配备了一个单程票回收系统。 单程票回收系统包括： -单程票回收模块 - 单程票回收模块主控单元 -车票读写器/天线(安装在模块之外） -直筒溜槽 -斜溜槽 -带有指示灯的退票杯 -回收票箱（两个） 下图表示单程票回收系统流程示意图： Token 式售检票设备开发技术可行性分析报告 广州佳都信息技术研发有限公司第第 1616 页共页共 4343 页页 单程票回收系统流程示意图 代币式单程票回收模块是单程票回收采统的重要组成部分。回收模块构成单程票的 通道，接收和对单程票进行验证。 单程票回收模块由本体、盖板、安装支座、入口活门、接收活门、优惠票接收活门 和退票活门、以及传感器等主要构件组成。 单程票的入口通道处安装了入口活门，当一张单程票或者物件被导入单程票投入口 时，经传感器 1 检测后，入口活门便会打开，让单程票或者物件落进入读写/复核区。 入口活门随之关闭，以防止前一张单程票完成处理前，又导入下一张单程票。传感器 2 位于读写/复核区，能检测到所出现的单程票。 接收活门、优惠票接收活门和退票活门均处于常闭状态，当车票被处理后，这些活 门便将单程票导向退票杯或票箱。 当车票读写器检测到无效单程票时，退票活门会打开，让该无效单程票在重力的作 用下直接落入退票杯。同样，退票活门会打开并让其它不合格的物件在重力的作用下落 入退票杯。乘客可从退票杯中，取回被退回的单程票或者不合格的物件。此时，自动检 票机扇门将处于关闭状态。 当车票读写器检测到有效普通单程票时，接收活门会打开，让该有效票在重力的作 用下滚入直槽并进入票箱。此时优惠票接收活门和退票活门均处于常闭状态。传感器 3 将对普通单程票进行计数。此时，自动检票机扇门将会打开让乘客通行。 当车票读写器检测到有效优惠票时，接收活门、优惠票接收活门将会打开，让该有 Token 式售检票设备开发技术可行性分析报告 广州佳都信息技术研发有限公司第第 1717 页共页共 4343 页页 效优惠单程票时在重力的作用下滚入优惠票票箱。传感器 4 将对优惠票进行计数。此时， 自动检票机扇门将会打开让乘客通行。 直溜槽和斜溜槽均固定在位于上/下端部的支座上。 安装在铰链式维修门上的单程票退票杯，装备有闪烁指示灯以引起乘客的注意，并 取退回的单程票或物件。单程票退票杯的设计，足以防止单程票掉出。 以下简单描绘了单程票回收模块的示意图： 车票读写器 普通票 优惠票 传感器3 代币 传感器1 传感器2 传感器4 活门3 活门2 活门4 活门1 退票 单程票回收模块示意图 单程票回收模块的示意图 授权工作人员通过安全锁就可以方便地更换放置在自动检票机内的票箱。一旦打开 维修门，自动检票机就会设置为维护模式。操作员一取出票箱，包括单程票的数量在内 的信息就会发送到控制室。在重新安装空票箱时，单程票读数统计会重置为零。位于自 动检票机内的相应传感器，可检测到各票箱的存在。 当车票回收处理模块内有车票时，车票回收处理模块的进口活门关闭，不允许插入 或取出车票，从而防止乘客的舞弊行为。 Token 式售检票设备开发技术可行性分析报告 广州佳都信息技术研发有限公司第第 1818 页共页共 4343 页页 2.2.3 外观结构设计关键技术 2.2.3.12.2.3.1整体外观整体外观设计设计 符合人体工程学设计，整体外观美观大方、简洁明了，有时代感。 设备边缘处进行成 R 大圆角处理，使乘客触摸起来不伤手。 乘客进入方向应设计成斜面，从结构上正确引导进行操作。 设计清晰、醒目的标志、图形或文字来引导乘客进行操作。单程票入口和单程 票退票口设计在显眼位置，满足一目了然、易于操作的设计要求。自动检票机 的进票口设计如下图所示： 进票口设置醒目的彩色标志引导乘客 流线型设计，触摸光滑不伤手，为乘客提供感觉亲切、简单明了、容易使用的 人机界面。自动检票机人机界面设计图如下： Token 式售检票设备开发技术可行性分析报告 广州佳都信息技术研发有限公司第第 1919 页共页共 4343 页页 自动检票机人机界面设计示意图 考虑形状、视觉和颜色的效果，并设设置明确图示符来指示车票读写器的位置。 进行合理人机尺寸分析，设计满足不同身高的乘客操作需求的方案。 2.2.3.22.2.3.2可维护性设计可维护性设计 1) 维修进入的便捷性维修进入的便捷性 自动检票机应充分考虑维修人员进入已安装好的设备进行维修工作，(如检查、总 成件更换、排除故障)时的方便性：设备维修时应不影响相邻自动检票机通道的使用； 维修某部件时无需拆除其它部件；接近测试点、连接点和接线柱无需先决条件；方便获 取计算机控制系统内的信息；进行监控测量时便于接近参考点。打开维修门，设备内部 部件一目了然。自动检票机内部设计示意图如下： Token 式售检票设备开发技术可行性分析报告 广州佳都信息技术研发有限公司第第 2020 页共页共 4343 页页 自动检票机内部布局图 2) 维修门设计维修门设计 所有维修门都应具备锁住功能，以防止未经授权的人员打开自动检票机。 维修门的打开可达一定的角度，以适合维修人员操作需要。维修门应配备钥匙锁。 且能承受不少于 890 牛顿的负荷，不会发生破坏或者永久变形。 可拆卸维修门的下缘应带有定位孔，上缘需配备锁定机构，便于安装时定位。 自动检票机维修门设计如下图所示： 中间自动检票机维修示意图 Token 式售检票设备开发技术可行性分析报告 广州佳都信息技术研发有限公司第第 2121 页共页共 4343 页页 边自动检票机维修示意图 自动检票机维修门打开示意图 2.3 主要设计难点及其解决方案主要设计难点及其解决方案 2.3.1 软件系统设计难点分析及解决方案 AGM 系统软件的难点在如何保证交易、收益数据的可靠上传方面。系统软件在这方 面有所改进，通过数据上传确认机制和离线数据处理机制相结合的方式在保证这个可靠 性。原来的数据传输流程如下图所示： Token 式售检票设备开发技术可行性分析报告 广州佳都信息技术研发有限公司第第 2222 页共页共 4343 页页 发送一条数据 给SC 开始 是否需要等待 ACK N N Y 发送下一条数 据 等待ACK （4S） Y 重新发送本条数据 (2次)，并等待ACK Y N 把本条数据写入离 线文件，重新连接 SC N 此方式的补充：在等待 ACK 回复的时间内，如果有另外的可靠数据需要处理，则先 压入一个内存队列，系统每隔 100ms 对这个队列进行轮询发送，SC 断开后队列里的数据 和新的发给 SC 的数据会一条条写入到离线文件。系统还会启动一个定时器对队列里的 数据定时写到离线文件。与 SC 连接成功后，系统将离线文件中的数据读到内存队列轮 询发送出去。 此种方法如果 SC 数据处理线程如果阻塞或奔溃，将无法将数据写入到离线文件， 而导致数据丢失。 新的解决方案：在原系统基本不变的情况下，针对交易和收益等可靠数据，进行一 次再处理，方式如下： 新建一个存放发给 SC 的数据串的数据表，把序列号设置成主键，还包含区分交易 和收益数据的字段以及数据串字段。 CREATE TABLE TRADERECORD ( SEQ INT NOT NULL, TRADETYPE INT, BUSINESSDATA varchar, SENDTOSCSTR varchar, Token 式售检票设备开发技术可行性分析报告 广州佳都信息技术研发有限公司第第 2323 页共页共 4343 页页 CONSTRAINT PK_TRADERECORD PRIMARY KEY (SEQ); 程序在启动的时候获取表中最大的 SEQ 值赋 SEQ 的初始值，接下去每存一条 SEQ 加 1；将最小的 SEQ 值作为初始的 TEMP_SEQ 值，这个值作获取发送及确认接受删除记录的 标记值，此值每删一条累加 1。 在进行离线数据导出的时候，根据交易和收益类型分别从数据库中导出写入到离线 文件，成功后删除数据表记录。 此方法可作程序异常退出，数据保护作用！ 在此总结 AGM 数据可靠性保证的新方案如下： 1、AGM 数据上传采用可靠的 TCP 协议传输 2、AGM 数据分为普通数据及可靠数据，在传输可靠的数据时需要得到 SC 返回的确认 信息才能发送下一条可靠的数据 3、当传输可靠数据时 4 秒未收到 SC 的回复，AGM 将重复发送此条可靠数据；若重复 3 次不成功，将此条可靠数据保存到离线文件；断开连接，并在 1 秒后重新连接 SC 4、在与 SC 断开连接的情况下，可靠交易和收益数据将写到两种离线文件；一个是联 通 SC 后供继续读取传输的离线文件（此离线文件包含整个的没有上传到 SC 的数 据） ；第二个是供离线拷贝的离线文件（此文件仅包含交易和收益数据） ，进一步确 保数据传输的安全性；在确认离线文件成功上传以后，将自动删除已传的离线记录， 以防重复传输，确保数据的准确性。 5、另外，交易和收益的数据还将及时的写入到一个数据库里，可作为准确性和可靠性 验证的一个查询方式。 2.3.2 通道模块难点分析及解决方案 2.3.2.12.3.2.1乘客及乘客携带行李的识别技术乘客及乘客携带行李的识别技术 如果自动检票机不能很好地识别乘客及乘客的行李，而行李和乘客又有一定的距离 的话，那么行李可能被识别为一个成年的乘客，这可能会影响到尾随已经验票的乘客过 闸，甚至会发生尾随的乘客“验票不开门”的重大事件，这种事件严重影响了车站的运 营。 Token 式售检票设备开发技术可行性分析报告 广州佳都信息技术研发有限公司第第 2424 页共页共 4343 页页 可以通过精细的模式测试，对乘客不携带行李过闸的模式行为和乘客携带行李过闸 的模式行为进行对比分析，建立一个稳定可靠的识别模式数据库，可有效解决这个问题。 乘客这种行为模式示意图如下： 2.3.2.22.3.2.2相隔很短距离两个乘客过闸准确计数相隔很短距离两个乘客过闸准确计数 旧的通道模块对于相隔很近（少于 14mm）的两个乘客过闸，未能识别为两个乘客进 行计数。一方面，这给了想逃票的乘客可乘之机；另一方面，乘客过闸而不计数，大大 影响了自动检票机乘客过闸的流量。 可以通过精细的模式测试，对两乘客相隔近距离过闸的行为模式进行数据分析，建 立一个稳定可靠的识别模式数据库，可有效解决这个问题。 乘客这种行为模式示意图如下： Token 式售检票设备开发技术可行性分析报告 广州佳都信息技术研发有限公司第第 2525 页共页共 4343 页页 相隔距离很近的两个乘客过闸 2.3.2.32.3.2.3孕妇及孕妇携同高于孕妇及孕妇携同高于 1 1 米的儿童过闸的安全性米的儿童过闸的安全性 在自动检票机的日常应用中常有乘客携带超过 1 米的儿童过闸，因为现有自动检票 机检测儿童的最高高度为 1 米，所以无法检测身高超过 1m 的儿童被视为成人并阻挡器 通过，这难免通常会给乘客带来一些伤害，特别是孕妇携带儿童过闸，如发生意外会带 来很差的社会影响。为此，开发一套带米儿童身高检测功能的自动检票机可解决这个问 题。自动检票机身高传感器安装位置如下图所示： 儿童身高检测示意图 使用双传感器将减少因行人身高不足而当作成人的情况，检测的可靠性增强。 儿童乘客过闸例程儿童乘客过闸例程 Token 式售检票设备开发技术可行性分析报告 广州佳都信息技术研发有限公司第第 2626 页共页共 4343 页页 1) 儿童在前，成年乘客在后过闸：儿童进入通道后，成年乘客尾随进入通道，自 动检票机不报警；儿童乘客过闸后，自动检票机等待成年乘客过闸，此时如果 成年乘客向后退出通道，扇门关闭，否则只要成年乘客在通道内需等待成年乘 客过闸。 2) 成年乘客在前，儿童乘客在后过闸：成年乘客进入通道后，儿童尾随进入通道， 自动检票机不报警；成年乘客过闸后，自动检票机等待儿童乘客过闸，此时如 果儿童乘客向后退出通道，扇门关闭，否则只要儿童乘客在通道内需等待成年 乘客过闸。 2.3.3 外观结构设计 综合分析国内自动检票机 内部结构 优缺点， 得出以下结论： 1) 票箱维护是地铁站工作人员的日常维护，借鉴于三星数据的自动检票机设计， 票箱抽屉式维护设计可大大提高票箱维护人员的工作效率。 2) 自动检票机中部顶盖门可掀开 式设计，可大大提高自动检票机的可维护性 。 为提高自动检票机 可维护性 ，可以从以下 三个方面 入手：模块化设计、中部 顶盖可掀开式设计、抽屉式票箱维护设计 。 2.3.3.12.3.3.1模块化设计模块化设计 交流电源、直流电源、 维修插座等 部件，分立式设计维护成本高 。对比之下 交流电源 部件集成 设计成交流电源箱模块，直流电源 部件集成 设计成直流电源箱 模块。这种模块化设计有利于降低维护成本，提高设备的可靠性 。国内某 款自动 检票机交流电源模块 实物图如下： Token 式售检票设备开发技术可行性分析报告 广州佳都信息技术研发有限公司第第 2727 页共页共 4343 页页 国内某款 自动检票机 交流端接线装置 对这部分进行模块化设计， 其设计示意图 如下图方式所示： 交流电源箱和维修插座模块化设计示意图 2.3.3.22.3.3.2抽屉式票箱抽屉式票箱维护维护设计设计 目前国内自动检票 机的票箱的维护方式分两种，一种是是工作人员必须站到检 票机通道内侧来进行票箱的日常维护；另一种是在检票机前端设计一个维修门，打 开维修门可以直接把票箱拉出来进行维护。前者维护人员可活动空间小，不利于维 护人员操作；后者维护效率高，可靠。国内某款自动检票机 的票箱维护方式 如下 图所示： Token 式售检票设备开发技术可行性分析报告 广州佳都信息技术研发有限公司第第 2828 页共页共 4343 页页 国内某款自动检票机 票箱维护方式 设计一款新式 自动检票机 使维护人员 可以方便地在自动检票机通道外维护票 箱，维护方式 如下图所示： 票箱拉出前 Token 式售检票设备开发技术可行性分析报告 广州佳都信息技术研发有限公司第第 2929 页共页共 4343 页页 票箱拉出后 2.3.3.32.3.3.3中盖可掀开式中盖可掀开式维护维护设计设计 国内多数的自动检票机 由于设计上的 困难和成本的限制 ，中盖设计为固定不 可掀开的方式，这对于其底下的传感器、线缆等部件的维护造成一定的困难。为 提高自动检票机 的可维护性， 应设计一个 可掀开式的 盖顶维修门。如下图所示： 中门盖可掀开式设计示意图 Token 式售检票设备开发技术可行性分析报告 广州佳都信息技术研发有限公司第第 3030 页共页共 4343 页页 2.4 风险风险分析分析 产品技术评估风险表 类别类别说明说明风险等级风险等级 是否是否需需定义为项定义为项 目里程碑目里程碑 系统软件无新功能需求开发低否 核心模块通道模块新需求开发中否 外观造型新外观造型方案需重新评审中否 2.5 项目开发日程项目开发日程计划计划 项目开发日程计划 序号序号任务名称任务名称开始时间开始时间完成时间完成时间备注备注 1 立项书编写及提交 2013-62013-6 2 产品方案设计 2013-72013-10 3 产品详细设计 2013-102014-1 4 样机加工及装配 2014-22014-4 5 样机测试 2014-42014-5 2.6 人员预算人员预算 序号序号角色角色人数人数技术条件技术条件 1 项目工程师 1 2 软件工程师 1 具备自助设备系统软件开发经验者 优先 3 硬件工程师 2 具备机电一体化开发经验者优先 4 造型工程师 1 5 结构工程师 2 具备机柜设计开发经验者优先 Token 式售检票设备开发技术可行性分析报告 广州佳都信息技术研发有限公司第第 3131 页共页共 4343 页页 项目 票种类 6 线缆工程师 1 7 测试工程师 2 3 Token 式式 TVM 技术可行性分析技术可行性分析 3.1 Token 式式 TVM 概述概述 1. 现状及特点现状及特点 与卡式 TVM 相比，Token 式 TVM 除售票介质不同外，其它功能和需求两者基本 相同。在目前已开通运营的地铁线路中，使用 Token 式单程票的地铁城市主要均分 布在南方，如有广州，佛山，深圳，南京。具体到全国来看，Token 式单程票和卡 式单程票各占 50。 Token 式单程票和卡式单程票优缺点对比如下表： Token 式单程票卡式单程票 尺寸直径 30mm、厚度 3mm85mm*54mm*0.5mm 造价34 元左右23 元左右 寿命 某已运营城市单程票采用了 Type A 芯片的非接触 IC 卡，设 计寿命为擦写 30 万次。 某已运营城市单程票采用 UL 芯片的 薄型 IC 卡（厚度为 0.5mm） ，芯片的 设计寿命为擦写 1 万次，整体要求 弯扭 2 千次使用正常。 票卡流失 某已运营城轨道交通系统日均 客流量在 5 百万左右，单程票 某已运营城轨道交通系统日均客流 量在 7 百万左右，单程票日均流失 Token 式售检票设备开发技术可行性分析报告 广州佳都信息技术研发有限公司第第 3232 页共页共 4343 页页 日均流失量为 500010000 枚。 量为 600010000 张。 通行能力每分钟可通过 4050 人每分钟可通过 3040 人 设备要求 采用重力驱动，结构简单，维 修成本低。 采用马达驱动、皮带传输，结构复 杂。 易用性 1.尺寸较小容易丢失。 2.有塑料封装保护，即使票面 稍有损坏依旧可以使用。 1.尺寸较大，容易携带； 2.使用过程中，容易发生线圈折断； 3.在日常运营中，由于需要叠整齐 才能发售，所以维护量相对大些。 备注： 1.均采用超声波清洁，一台设备每小时可以清洁上万张票卡。薄卡单程票由于面积大容易刮 花以及留污，所以清洁频率相对会频密一些； 2.卡式模块比 Token 式模块总体上贵 30%，维护成本增加 20%左右。 以上表中内容摘录南昌地铁单程票制式调查分析报告。 综上表中内容所述，卡式单程票就其本身固然有制造成本和使用性方面的优势， 但从建设期间的采购成本和后期的维护成本考虑，采用 Token 式单程票模块的优势会越 发明显。 2. Token 式单程票发售模块式单程票发售模块 单程票发售模块是自动售票机（TVM）中最为核心的内部模块之一，其主要自 动完成供票、读写、校验以及出票的处理。它主要由控制板、单程票补票箱、单程 票回收箱、废票箱、车票读写器、车票传送机构、传感器、电磁阀等构成，其功能 和技术要求如下： （1）单程票发售速度应2 秒/枚（从 TVM 发送售票指令开始到单程票掉到出票 口为止，包括供票、赋值及出票的过程） ； （2）执行清空单程票操作时，平均单程票回收速度：0.6 秒/枚； （3）HOPPER 的 MCBF 应大于 10 万次； （4）可支持出售两种单程票； （5）能对票箱的状态进行检测和上传。 Token 式单程票处理模块结构框图如下： Token 式售检票设备开发技术可行性分析报告 广州佳都信息技术研发有限公司第第 3333 页共页共 4343 页页 3.2 竞争对手竞争对手市场和市场和技术分析技术分析 在华南地区，城市地铁均采用 Token 式单程票，我公司的主要竞争对手系统集成商 有三星数据和深圳高新现代，设备供应商为广电运通。 在市场格局上，三星数据基本控制了广州、佛山以及建设中的东莞市场，深圳高新 现代基本垄断了深圳市场，而作为终端设备供应商的广电运通，更是携手多家系统集成 商，参与了广州、深圳、南京等地的 TVM 研发和制造。 根据市场调研和实地考察，三星数据、深圳高新现代、广电运通的 Token 发售模块， 均为自行研发并委外加工制造。在与上位机通讯方面，均采用 RS-232 串口通讯，供电 电压 24VDC，Token 发售模块图片如下： Token 式售检票设备开发技术可行性分析报告 广州佳都信息技术研发有限公司第第 3434 页共页共 4343 页页 三星 Token 发售模块 高新现代 Token 发售模块 广电运通 Token 发售模块 从图示中可以发现，Token 模块外观大体相似，但在核心部件的布局和运动介子所 走通道的设置上，同为电磁铁切换的通道逻辑控制技术，因不同厂家在技术处理手段上 各异，因而各模块的性能稳定性在地铁业主中的评价也不尽相同。 在设备外观方面，机壳造型效果的亮点，不仅可引导 AFC 自助设备的发展趋势，更 能体现厂家的技术实力。以下是三星数据、深圳现代、广电运通的 TVM 造型效果图 三星 TVM 高新现代 TVM Token 式售检票设备开发技术可行性分析报告 广州佳都信息技术研发有限公司第第 3535 页共页共 4343 页页 广电运通 TVM 从上图可看出，三星、广电运通的 TVM 造型端正、简洁，而高新现代 TVM 却加了 不少细节元素，增添了层次感，但机壳的加工成本增加了，细节部分的整体配合性也难 以达到预期的全部效果。 3.3 项目开发的技术条件项目开发的技术条件 基于公司在 AFC 售检票设备领域所取得的技术成果，新项目开发可利用以下三方面 的关键技术来展开并实施： 3.3.1 系统软件关键技术系统软件关键技术 TVM 系统软件关键技术包括以下方面： 1.乘客无序行为的有序化乘客无序行为的有序化 乘客在购票过程中，其行为难以预测。乘客既可以在购票过程中投入纸币，也可 以投入硬币，甚至在购票过程中不投入钱币，或者多投币，也可以在购票过程中更改 购票张数，更改目的站点或者取消购票交易，不同的乘客有不同的操作行为。面对乘 客各种潜在的购票行为，在进行 TVM 软件设计的时候，就必须考虑到这些因素的存在， 防止因为乘客不规范的操作行为导致系统出现问题。例如，以下一些情况不应该发生。 （1）在出票的瞬间乘客取消购票，不会导致既出票又退钱的情况发生。 （2）投入硬币或者纸币，在钱币还未识别到的情况下，乘客取消购票，不会导致 投入的硬币或者纸币不能退还给乘客。 （3）乘客先购买某一金额的单程票，投入足够的钱币后瞬间，又将购票金额更改 Token 式售检票设备开发技术可行性分析报告 广州佳都信息技术研发有限公司第第 3636 页共页共 4343 页页 为一个更大的购票金额，不会导致按较小的金额收钱却按较大的金额出票或者按较大的 金额收钱却按较小的金额出票的情况出现。 （4）乘客先购买某一金额的单程票，投入足够的钱币后瞬间，又将购票金额更改 为一个较小的购票金额，不会导致按较小的金额收钱却按较大的金额出票或者按较大的 金额收钱却按较小的金额出票的情况出现。 2.钱票平衡钱票平衡 设备在运行过程中，处于无人值守的全自动运行模式。在此过程中，可能出现因 为硬件问题导致无法硬币找零，或者无法纸币找零，或者硬币、纸币找零金额不够，或 者出现硬币找零失败或者纸币找零失败，或者出现出票失败等等情况。因此，面对各种 情况，TVM 系统软件应该仔细考虑钱票平衡的问题，尽量避免接收的钱币减去找零的钱 币与发售的单程票的金额不一致，导致长短款现象出现。例如，以下一些情况不应该发 生： （1）在无硬币找零但可纸币找零的情况下，出现纸币找零钱箱的面额无法满足找 零的金额要求。如，纸币找零钱箱的面额是 5 元，在无硬币找零的情况下，出现找零金 额是 6 元的情况。 （2）在无纸币找零但可硬币找零的情况下，出现硬币找零钱箱剩余硬币金额无法 满足找零的金额要求。如，硬币找零钱箱剩余硬币为 3 元，出现找零金额是 6 元的情况。 （3）在无硬币找零也无纸币找零的情况下，出现需要找零的情况。如，在无找零 的情况下，乘客购买一张 2 元的单程票，投入 5 元纸币，此时出票一张，找零 3 元。 （4）票箱剩余票张数少于实际购买的单程票张数。如，票箱剩余 2 张单程票，乘 客购买 3 张单程票。 （5）实际出票张数少于乘客购票张数的时候，没有将少出票的金额退还的乘客， 导致多收钱。 3.交易数据的安全交易数据的安全 TVM 涉及到现金交易，其交易数据的安全可靠十分重要。TVM 必修及时将交易数 据上传到 SC。TVM 运行在现场，其情况往往比较复杂，如网络不稳定，或者网络断开 的情况时有发生。在这种情况下，如何保证交易数据不丢失，不重传等，是 TVM 系统 软件必须考虑的问题。 Token 式售检票设备开发技术可行性分析报告 广州佳都信息技术研发有限公司第第 3737 页共页共 4343 页页 4.设备的自诊断和自恢复功能设备的自诊断和自恢复功能 TVM 是全自动的无人值守的智能化设备，能极大的减少运营人员工作量。但是，作 为智能化设备，也容易出现故障。在出现故障的情况下，设备必须能够自动诊断故障部 位及故障原因，并能尝试进行自恢复。在恢复成功之后，能够自动转至正常服务。在无 法自行恢复的情况下，也能帮助维修人员快速定位问题。 5.系统的可维护性和可