基于屏幕捕獲技術(shù)的自動(dòng)售檢票退票分析系統(tǒng)

陳 超 徐 曄 李麗芬

(南京地鐵運(yùn)營(yíng)有限責(zé)任公司票務(wù)中心,210012,南京∥第一作者,工程師)

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基于屏幕捕獲技術(shù)的自動(dòng)售檢票退票分析系統(tǒng)

陳 超 徐 曄 李麗芬

(南京地鐵運(yùn)營(yíng)有限責(zé)任公司票務(wù)中心,210012,南京∥第一作者,工程師)

為了解決南京地鐵AFC(自動(dòng)售檢票)系統(tǒng)需要人工退票的缺陷,提高工作效率,提出并實(shí)現(xiàn)了一種基于屏幕捕獲算法的退票分析系統(tǒng),分析了其算法的系統(tǒng)流程、數(shù)據(jù)流以及算法時(shí)間復(fù)雜度。通過(guò)實(shí)際使用測(cè)算,使用該系統(tǒng)退票分析效率可提高88%,誤差率幾乎為0,大大提高了工作效率。

地鐵; 自動(dòng)售檢票系統(tǒng); 退票分析系統(tǒng); 屏幕捕獲技術(shù)

Author′s address Ticket Clerk Center of Nanjing Metro Operation Co.,Ltd.,210012,Nanjing,China

自動(dòng)售檢票(AFC)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)城市軌道交通售票、檢票、計(jì)費(fèi)、收費(fèi)、統(tǒng)計(jì)、清分、管理等全過(guò)程自動(dòng)化的票務(wù)管理系統(tǒng)。國(guó)外經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市的軌道交通已普遍采用了這種管理系統(tǒng),并發(fā)展到相當(dāng)先進(jìn)的技術(shù)水平。國(guó)內(nèi)城市軌道交通AFC系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了從無(wú)到有的過(guò)程,已逐步實(shí)現(xiàn)與城市一卡通,甚至城市間一卡通接軌。

南京市地鐵自開通之日起就使用了AFC系統(tǒng),不僅方便了乘客,也節(jié)約了成本。乘客使用自動(dòng)售票機(jī)購(gòu)票,在自動(dòng)檢票機(jī)上刷卡進(jìn)出站。由于設(shè)計(jì)之初,AFC系統(tǒng)沒(méi)有退票功能,當(dāng)遇到乘客多購(gòu)票,或未趕上末班車等需要退票的情況時(shí),就需進(jìn)行人工退票。退票每日隨報(bào)表上交收益審核中心,需要工作人員對(duì)每張退票進(jìn)行分析并人工登記,既耗時(shí)耗力,誤差率也高。本文基于屏幕捕獲技術(shù)開發(fā)了自動(dòng)退票分析系統(tǒng),代替人工錄入,提高了工作效率。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

基于屏幕捕獲技術(shù)的退票分析系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。整個(gè)系統(tǒng)由一臺(tái)上位機(jī)、一臺(tái)讀卡器以及若干單程票組成。上位機(jī)采用普通PC機(jī)(個(gè)人計(jì)算機(jī)),并安裝票卡分析程序和屏幕捕獲程序;讀卡器與上位機(jī)之間通過(guò)RS232串口進(jìn)行通信,發(fā)送命令與傳輸數(shù)據(jù);單程票與讀卡器之間通過(guò)無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)實(shí)現(xiàn)通信,通信頻率為13.56 MHz。

操作人員將單程票靠近讀卡器,讀卡器識(shí)別單程票并讀出信息，通過(guò)RS232串口發(fā)送到上位機(jī)。上位機(jī)票卡分析程序?qū)⑵笨ㄐ畔?shí)時(shí)顯示出來(lái),屏幕捕獲程序捕獲屏幕顯示的票卡數(shù)據(jù),并將這些數(shù)據(jù)保存到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中。

圖1 自動(dòng)退票分析系統(tǒng)總體架構(gòu)

1.2 系統(tǒng)流程與數(shù)據(jù)流設(shè)計(jì)

票卡分析功能是AFC系統(tǒng)中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié),可以快速準(zhǔn)確獲取票卡狀態(tài)、錯(cuò)誤代碼等信息。由于接口不開放,票卡分析信息只能顯示在屏幕上,沒(méi)有保存為文本信息,操作人員只能手工抄錄退票信息,判斷該單程票是否符合退票規(guī)則,并將抄錄好的信息再次錄入電腦作為存檔。人工退票信息錄入工作量巨大,效率低下。

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的就在于減少人工干預(yù),將屏幕上顯示的票卡信息自動(dòng)保存到文本文件中,提高工作效率,節(jié)省人力資源。圖2、圖3分別為系統(tǒng)流程圖和數(shù)據(jù)流圖。

圖2 自動(dòng)退票系統(tǒng)流程圖

圖3 自動(dòng)退票系統(tǒng)數(shù)據(jù)流

2 屏幕捕獲算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

算法1描述的是實(shí)現(xiàn)屏幕捕獲技術(shù)的具體步驟,其中:GetHwnd()為獲取windows窗口句柄;GetCount()為通過(guò)句柄獲取窗口行數(shù);GetThreadProcessId()為通過(guò)句柄獲取該句柄所在進(jìn)程的進(jìn)程號(hào);OpenProcess()為打開指定進(jìn)程號(hào)的進(jìn)程及其相關(guān)資源;AllocMemory()是為指定變量分配內(nèi)存;ReadMemory()為讀取相應(yīng)進(jìn)程中的數(shù)據(jù);SaveToFile()為將變量保存到文件中;FreeMemory()為釋放內(nèi)存。

首先,獲取屏幕窗口的句柄h和該窗口的總行數(shù)n,通過(guò)句柄h獲取該句柄對(duì)應(yīng)的進(jìn)程號(hào)pid,并打開該進(jìn)程在內(nèi)存中的相關(guān)資源,即釋放接口讓用戶可以讀取內(nèi)存中的相關(guān)信息。然后,通過(guò)讀取內(nèi)存函數(shù)ReadMemory(),將該進(jìn)程中的相關(guān)資源讀取到變量中,進(jìn)而將變量依次保存到文本中,重復(fù)此過(guò)程直到完成所有行的執(zhí)行。最后釋放申請(qǐng)的內(nèi)存資源。算法1的屏幕捕獲如下:

2.1 算法時(shí)間復(fù)雜度分析

算法的時(shí)間復(fù)雜度是衡量一個(gè)算法優(yōu)劣的重要標(biāo)準(zhǔn),代表了該算法運(yùn)行的時(shí)間。從數(shù)學(xué)上定義:給定算法A,如果存在函數(shù)F(n),當(dāng)n=k時(shí),F(k)表示算法A在輸入規(guī)模為k的情況下其運(yùn)行時(shí)間,稱F(n)為算法A的時(shí)間復(fù)雜度[5]。

假定T代表時(shí)間,T(n)為算法1中第n行在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行的時(shí)間。《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(C語(yǔ)言版)》提到整個(gè)算法的執(zhí)行時(shí)間與基本操作重復(fù)執(zhí)行的次數(shù)成正比。

算法1中各行基本操作重復(fù)執(zhí)行的次數(shù)如表1所示。通過(guò)表1可以得出T(n)=T(1)+…+T(13)=3n+8。該算法的時(shí)間復(fù)雜度T(n)=O(n)。

表1 算法1時(shí)間復(fù)雜度分析

3 結(jié)果與分析

如圖4所示,本系統(tǒng)改進(jìn)了傳統(tǒng)的退票分析流程,將原第三步人工抄錄票面信息和第四步將抄錄的信息錄入電腦的工人操作過(guò)程用電子化替代,節(jié)省了工作時(shí)間,也減少了誤差率。以分析一張單程票為例,傳統(tǒng)方法需要67 s,而改進(jìn)后方法僅需8 s,效率提高了88%。

圖4 改進(jìn)前后退票分析流程對(duì)比

據(jù)統(tǒng)計(jì),南京市地鐵每天的退票量約為2 000枚,若采用傳統(tǒng)方法需要37.2 h,若采用改進(jìn)后方法只需4.4 h。按照8 h工作制算,傳統(tǒng)方法需要5人完成此項(xiàng)工作,工作量巨大,且誤差率高,而改進(jìn)后方法僅需1人就可完成此項(xiàng)工作,誤差率幾乎為0。

4 結(jié)語(yǔ)

本設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了屏幕捕獲算法,通過(guò)電子化代替了人工操作,提高了工作效率。但該算法也存在一定的局限性,不能處理非Windows窗口信息,單程票還是需要手動(dòng)置位,沒(méi)有實(shí)現(xiàn)機(jī)械化,這些需要后期進(jìn)一步改進(jìn)。此外,建議后期AFC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需增加退票功能,并設(shè)置為可調(diào)機(jī)制,方便運(yùn)營(yíng)單位更好地為乘客服務(wù)。

[1] 袁東.票務(wù)處理流程內(nèi)置的標(biāo)準(zhǔn)化讀寫器在地鐵自動(dòng)售檢票系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].通信與廣播電視,2010(2):38.

[2] 張寧,何鐵軍,王健.軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)互換性研究[J].城市軌道交通研究,2007,10(11):37.

[3] 裴順鑫,張寧.地鐵自動(dòng)售檢票系統(tǒng)的互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)[J].都市快軌交通,2007,20(5):38.

Refund Analyzation System of Auto Fare Collection Based on Screen Capture Technology

CHEN Chao, XU Ye, LI Lifen

In order to reduce the artificial operation process of refundanalyzation,improve the work efficiency, a screen capture algorithm is proposed for the refund system, and the processing, data flow and time complexity of this algorithm are analyzed.Through actual implementation,the efficiency of the refund analyzation system is increased by 88%, and the error rate is approaching to 0.

metro; auto fare collection (AFC) system; refundanalyzation system; screen capture technology

U 293.2+21

10.16037/j.1007-869x.2016.08.025

2014-10-24)