กว่าจะมาเป็นเครื่องตรวจตั๋วอัตโนมัติ ตอนที่ 1

ช่วงหลังปี 1960 (พ.ศ. 2503) เป็นยุคทองของเศรษฐกิจญี่ปุ่น อัตราการเติบโตทางเศรษฐกิจสูงถึง 13.4% มีย่านที่อยู่อาศัยเกิดขึ้นบริเวณชานเมืองมากมาย ทุก ๆ เช้าสถานีรถไฟแน่นขนัดไปด้วยผู้คนที่เดินทางเข้ามาทำงานในเมือง คนมากเสียจนรถไฟล่าช้าและเกิดอุบัติเหตุคนพลัดตกลงไปในรางบ่อยครั้ง

ในสมัยนั้นใช้คนในการตรวจ ลองทายดูซิว่าเพื่อที่จะระบายคนออกจากสถานีที่แน่นขนัดให้เร็วที่สุด พนักงานตรวจตั๋วสามารถตรวจตั๋วผู้โดยสารได้กี่คนใน 1 นาที

56-038 automated ticket gate system 01

ตอนที่ 2

ความเร็วที่น่าตกใจคือ พนักงานสามารถตรวจตั๋วผู้โดยสารได้มากถึง 80 คนต่อนาที หรือใชัเวลาตรวจตั๋วเพียง 0.7 วินาทีต่อคน แต่ความเร็วขนาดนี้ก็ยังไม่เพียงพอที่จะรองรับปริมาณผู้โดยสารจำนวนมากทุก ๆ เช้า

การเพิ่มพนักงานตรวจตั๋วนั้นทำไม่ได้เพราะจะทำให้ต้นทุนสูงขึ้นและทำให้ค่าโดยสารแพงขึ้นด้วย

บริษัทเดินรถไฟจึงมีความคิดที่จะสร้างเครื่องตรวจตั๋วขึ้นมา เมื่อไปติดต่อบริษัทผู้ผลิตหลายรายก็ไม่มีใครยอมรับงานนี้เพราะไม่คิดว่าเทคโนโลยีในขณะนั้นจะทำได้ แต่แล้วก็มีบริษัทเล็ก ๆ บริษัทหนึ่งชื่อ Tateisi Electric Manufacturing (Omron ในปัจจุบัน) ตกลงที่จะรับงานนี้

โจทย์ที่สำคัญที่สุดก็คือความเร็ว ทำอย่างไรจึงจะสร้างเครื่องตรวจตั๋วที่ทำงานได้เร็วกว่า 0.7 วินาทีได้?

56-039 automated ticket gate system 02

ตอนที่ 3

ทีมพัฒนาไปสังเกตการตรวจตั๋วของพนักงานและพบว่าสาเหตุหนึ่งของความเร็วคือไม่มีผู้โดยสารคนไหนต้องหยุดยืนเพื่อรอตรวจตั๋วเลย ทุกคนเดินออกจากสถานีพร้อม ๆ กับแสดงตั๋วให้พนักงานตรวจไปด้วย

จากข้อสังเกตนี้เองทำให้พวกเขาออกแบบเครื่องตรวจตั๋วให้มีลักษณะยาว รับตั๋วด้านหนึ่งและคืนตั๋วที่อีกด้าน ทั้งนี้เพื่อไม่ให้ผู้โดยสารต้องหยุดยืนรอรับตั๋วคืน แต่สามารถเดินต่อเนื่องไปรับตั๋วคืนอีกด้านได้เลย ใช้สายพานลำเลียงตั๋วผ่านเครื่องที่ยาว 1.3 เมตรให้ได้ในเวลา 0.6 วินาที

นอกจากนี้พวกเขายังออกแบบให้เครื่องรับตั๋วด้านไหนก็ได้ และรับตั๋วได้ต่อเนื่อง ผู้โดยสารไม่ต้องหยุดรอให้คนข้างหน้าออกพ้นประตูไปก่อน ก็สามารถสอดตั๋วของตัวเองได้ทันที

56-040 automated ticket gate system 03

ตอนที่ 4

เราคงคุ้นเคยกับการป้องกันไม่ให้ผู้โดยสารที่ไม่ซื้อตั๋วหรือซื้อตั๋วผิดไม่ให้ออกจากสถานี โดยออกแบบให้ประตูของเครื่องตรวจตั๋วนั้นเปิดเฉพาะเมื่อเวลาใส่ตั๋วที่ถูกต้อง แต่นั่นทำให้ตรวจตั๋วได้ช้า

ทีมพัฒนาตัดสินใจให้ความสำคัญกับผู้โดยสารส่วนใหญ่ที่มีตั๋วถูกต้อง จึงออกแบบให้ประตูเครื่องตรวจตั๋วเปิดตลอดเวลา ปิดเฉพาะเวลาไม่ใส่ตั๋วหรือใส่ตั๋วผิด

นอกจากนี้ถึงแม้จะมีคนใส่ตั๋วผิด ประตูของเครื่องตรวจตั๋วอัตโนมัติในญี่ปุ่นไม่ได้ออกแบบไว้เพื่อลงโทษ แต่เพื่อเตือนให้รู้ตัวเท่านั้น ประตูจึงเป็นแบบที่ถึงแม้ปิดโดนตัวคนก็ไม่เจ็บ

56-041 automated ticket gate system 04

ตอนที่ 5

กว่าพวกเขาจะหาวัสดุทำสายพานส่งตั๋วที่ทนความเร็วสูง 2 เมตรต่อวินาทีได้ ทีมพัฒนาต้องทดลองครั้งแล้วครั้งเล่าจนมีสายพานขาดนับพันเส้น พวกเขายังต้องทดลองปรับระยะห่างของเซนเซอร์ให้ตรวจจับผู้โดยสารทุกประเภทไม่ว่าจะเป็นผู้ใหญ่ เด็ก คนที่ถือของชิ้นใหญ่ คนที่อุ้มเด็ก ฯลฯ ได้อีกด้วย

หลังความพยายามถึง 2 ปีครึ่ง ในที่สุดเครื่องตรวจตั๋วอัตโนมัติเครื่องแรกของโลกก็เผยโฉมขึ้นที่สถานี Kita Senri  จังหวัดโอซะกะ ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2510 โดยอ่านได้เฉพาะตั๋วเดือน ซึ่งเป็นตั๋วที่ผู้โดยสารส่วนใหญ่ใช้ในช่วงเวลาเร่งด่วน

ส่วนการบันทึกและอ่านข้อมูลบนตั๋ว ทีมพัฒนาเลือกใช้ระบบเจาะรูซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่มีแล้วในสมัยนั้น การประมวลผลเส้นทางและค่าโดยสารนั้นมหาวิทยาลัยโอซะกะร่วมกับ Kintetsu ได้คิดค้นขึ้นตั้งแต่ปี พ.ศ. 2507

แต่นี่ไม่ใช่ความสำเร็จที่ทีมพัฒนาจะภาคภูมิใจได้นาน ปัญหาใหม่เกิดขึ้นในวันแรกของการใช้งานเครื่องตรวจตั๋วอัตโนมัติทันที

56-042 automated ticket gate system 05

ตอนที่ 6

เช้าวันแรกที่เริ่มใช้เครื่องตรวจตั๋วอัตโนมัติ ทุกอย่างดูเหมือนจะไปได้ด้วยดี แต่แล้วจู่ ๆ สัญญาณเตือนก็ดังขึ้นพร้อม ๆ กับประตูที่ปิด มีผู้โดยสารใส่ตั๋วเที่ยวเดียวเข้ามาในเครื่องนั่นเอง

ทีมพัฒนามัวแต่ให้ความสนใจกับความแออัดของช่วงเวลาเร่งด่วนซึ่งผู้โดยสารส่วนใหญ่ใช้ตั๋วเดือน แต่เมื่อเวลาเร่งด่วนยามเช้าผ่านไป จำนวนผู้โดยสารที่ใช้ตั๋วเที่ยวเดียวก็เพิ่มขึ้น สัญญาณเตือนจากเครื่องที่ขัดข้องดังระงมไปทั่วสถานี

ปัญหาเกิดขึ้นบ่อยครั้งจนบริษัทต้องส่งวิศวกรมาประจำที่สถานีรถไฟตั้งแต่เช้ายันค่ำเพื่อคอยแก้ไขปัญหาตั๋วติดในเครื่อง วิศวกรคนหนึ่งถึงกับบ่นว่า “นี่มันเครื่องตรวจตั๋วจริงหรือในเมื่อต้องมีคนอยู่ประจำตลอดเวลา”

หัวหน้าทีมพัฒนารู้ดีว่าโจทย์ต่อไปของพวกเขาคือเครื่องตรวจตั๋วที่รับได้ทั้งตั๋วเดือนและตั๋วเที่ยวเดียว แต่ปัญหาก็คือ ตั๋วเที่ยวเดียวนั้นมีขนาดเล็กกว่าตั๋วเดือนจนไม่สามารถใช้ระบบเจาะรูเพื่อเก็บข้อมูลได้

56-043 automated ticket gate system 06

ตอนที่ 7

ด้วยความรู้สึกผิดที่ทำให้ผู้โดยสารต้องลำบากกับเครื่องตรวจตั๋วที่รับตั๋วเที่ยวเดียวไม่ได้ นาย Tanaka หัวหน้าทีมพัฒนาเร่งค้นหาระบบเก็บข้อมูลแบบใหม่ เขาค้นคว้าบทความทางวิชาการมากมาย แต่ก็ไม่เจออะไรที่ดูจะใช้ได้เลย วันหนึ่งขณะที่เขาเปิดเพลงฟังระหว่างพักผ่อน เขาสังเกตเห็นว่าเทปเพลงที่อยู่ตรงหน้านั้นใช้แถบแม่เหล็กในการเก็บข้อมูล เขาคิดว่า “นี่แหละคือคำตอบของสิ่งที่เขากำลังหาอยู่”

แต่เทปแม่เหล็กนั้นทำจากพลาสติกซึ่งมีราคาแพงเกินกว่าจะนำมาทำตั๋วที่ใช้ครั้งเดียวได้ นาย Tanaka จึงคิดที่จะนำแถบแม่เหล็กนี้มาติดบนตั๋วกระดาษแทน เขารีบรุดไปบริษัทผลิตกระดาษทันที แต่บริษัทปฏิเสธเนื่องจากไม่มีใครเคยผลิตกระดาษเช่นนี้มาก่อน นาย Tanaka ขอร้องบริษัทให้ทดลองดู เพราะเขามั่นใจว่านี่เป็นสิ่งที่จะเปลี่ยนโฉมหน้าของตั๋วรถไฟและการตรวจตั๋วอย่างแน่นอน

ในที่สุดบริษัทผลิตกระดาษก็ตกลงทำให้ จึงเป็นที่มาของตั๋วกระดาษที่มีแถบแม่เหล็กติดอยู่ด้านหลังเพื่อบันทึกข้อมูล

56-044 automated ticket gate system 07

ตอนที่ 8

เมื่อได้ตั๋วที่มีแถบแม่เหล็กด้านหลังมาแล้ว ทีมพัฒนาก็รีบเอามาทดลองใส่ในเครื่องตรวจทันที โดยใส่ตั๋วที่โดนพับบ้าง ขยำจนเละบ้าง เปียกน้ำบ้าง เพื่อจำลองการใช้งานจริงของผู้โดยสาร ทุกอย่างเหมือนจะผ่านไปได้ด้วยดี แต่แล้วสัญญาณเตือนก็ดังขึ้น เกิดอะไรขึ้นนะ?

เมื่อเขาเปิดเครื่องออกก็พบว่าตั๋วนั้นเอียงทำให้อ่านข้อมูลไม่ได้ เครื่องตรวจตั๋วจะอ่านข้อมูลได้ก็ต่อเมื่อตั๋วอยู่ในแนวยาวเท่านั้น

การที่ตั๋วเอียงเนื่องจากตั๋วเที่ยวเดียวมีขนาดเล็กกว่าตั๋วเดือน เมื่อใส่ไปในเครื่องบนสายพานที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วกว่า 2 เมตรต่อวินาที ตั๋วขนาดเล็กก็ถูกปัดจนเอียงซึ่งทำให้อ่านข้อมูลไม่ได้

ปัญหาต่อไปก็คือ พวกเขาต้องออกแบบกลไกที่พลิกตั๋วทุกใบให้อยู่ในแนวยาวให้ได้

56-045 automated ticket gate system 08

ตอนที่ 9

นาย Tanaka หัวหน้าทีมได้ขอให้นาย Asada ช่วยออกแบบกลไกที่จะเปลี่ยนทิศทางของตั๋ว นาย Asada คิดแล้วคิดอีกแต่ก็ไม่สามารถหาวิธีได้

ในวันหยุดวันหนึ่ง ขณะที่นาย Asada ไปพักผ่อนกับครอบครัวที่น้ำตก ขณะที่เขาดูทิศทางกระแสน้ำเพื่อหาที่หย่อนเบ็ดตกปลา เขาสังเกตเห็นว่าใบไผ่ที่ลอยมาตามน้ำนั้นเมื่อกระทบกับโขดหินแล้วเปลี่ยนทิศทางได้ เขาตื่นเต้นมากและรีบกลับไปออกแบบกลไกในคืนนั้นทันที

ปกติแล้วในวัตถุที่หมุนด้วยความเร็วสูง การรักษาสมดุลโดยให้แกนหมุนอยู่ที่จุดศูนย์กลางนั้นเป็นสิ่งสำคัญ แต่นาย Asada กลับออกแบบชิ้นส่วนที่จุดหมุนอยู่ไม่ตรงจุดศูนย์กลาง โดยคำนวณตำแหน่งที่เหมาะสมที่สุดจากความสัมพันธ์ระหว่างจำนวนรอบการหมุนและระยะห่างจากจุดศูนย์กลาง เป็นไอเดียที่แหวกแนวออกจากแนวคิดในสมัยนั้นอย่างสิ้นเชิง

ในยุคสมัยที่ยังไม่สามารถจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ได้ ทุกอย่างมาจากการคำนวณและการทดลองครั้งแล้วครั้งเล่ากว่าจะมาเป็นชิ้นส่วนที่สมบูรณ์ ถึงแม้เครื่องตรวจตั๋วอัตโนมัติมีการพัฒนาขึ้นเรื่อย ๆ  แต่ในเครื่องรุ่นใหม่ ๆ รวมถึงเครื่องที่ถูกพัฒนาโดยบริษัทอื่น ๆ นั้น ก็ยังมีกลไกเปลี่ยนทิศทางตั๋วชิ้นนี้มาจนถึงปัจจุบัน

56-046 automated ticket gate system 09

ตอนที่ 10

นอกจากเครื่องตรวจตั๋วแล้ว ทีมพัฒนาก็ต้องพัฒนาเครื่องขายตั๋วไปควบคู่กันด้วย เนื่องจากกฎหมายไม่อนุญาตให้พิมพ์ตั๋วไว้ก่อนผู้โดยสารมาซื้อ ปัญหาสำคัญที่พวกเขาพบก็คือเทคโนโลยีการพิมพ์ลงบนกระดาษติดแถบแม่เหล็ก พวกเขาต้องหาหมึกที่พิมพ์ได้สม่ำเสมอ แห้งง่าย และไม่ซึมไปอีกด้าน เพื่อไม่ให้รบกวนการอ่านข้อมูลจากแถบแม่เหล็ก

ในที่สุดเครื่องตรวจตั๋วที่ตรวจได้ทั้งตั๋วเดือนและตั๋วเที่ยวเดียวก็สำเร็จ เมื่อถึงปี พ.ศ. 2518 สถานีรถไฟของบริษัทเอกชนในภูมิภาคคันไซ(โอซากา โกเบ เกียวโต)เกือบทั้งหมดก็ติดตั้งเครื่องตรวจตั๋วอัตโนมัติ

เครื่องตรวจตั๋วยังคงถูกพัฒนาอย่างต่อเนื่อง จนอ่านได้ทั้งตั๋วที่ทำจากกระดาษ และตั๋วที่มีวงจรรวม หรือตั๋ว IC  นอกจากนั้นแล้วหากผู้โดยสารต้องการใช้ตั๋วทั้งสองแบบเช่นในกรณีต่อรถไฟข้ามบริษัท ก็สามารถใช้ตั๋ว IC ควบคู่กับตั๋วกระดาษ หรือ ใช้ตั๋ว IC สองใบพร้อม ๆ กันก็ได้

เครื่องตรวจตั๋วอัตโนมัตินี้เป็นหลักฐานของความคิดสร้างสรรค์ในการตั้งโจทย์ที่สอดคล้องกับสภาพสังคม (การให้ความสำคัญกับความเร็ว) และแนวทางการออกแบบเพื่อให้ผู้โดยสารไม่ต้องลำบาก (การรับตั๋วได้ทุกด้าน) นอกจากนี้ ยังแสดงให้เห็นถึงความมุ่งมั่นเอาจริงเอาจังอีกด้วย เมื่อครั้งยังพัฒนาเครื่องไม่เสร็จ มีข่าวถึงการยกเลิกโครงการเครื่องตรวจตั๋วอัตโนมัติ เนื่องจากความขัดแย้งระหว่างบริษัท Kintetsu ผู้ริเริ่มโครงการกับการรถไฟแห่งประเทศญี่ปุ่น  แต่บริษัท Omron ก็ยังกัดฟันพัฒนาเครื่องต่อจนเสร็จแม้ว่าจะใช้เงินไปแล้วกว่าร้อยล้านเยน เนื่องด้วยเชื่อว่าเครื่องตรวจตั๋วอัตโนมัตินี้จะสามารถเปลี่ยนโฉมหน้าสถานีรถไฟ และประสบความสำเร็จได้แน่นอน หากบริษัทตัดสินใจไม่พัฒนาต่อ เราอาจจะไม่ได้เห็นเครื่องตรวจตั๋วอัตโนมัติที่คำนึงถึงการใช้งานของผู้โดยสารเช่นนี้ก็เป็นได้

56-047 automated ticket gate system 10

[อ้างอิง]
1)    ピックアップコンテンツ 特集:改札機
2)    ものつくりに学ぶシステム開発の原点 〜自動改札機の開発に携わって〜
3)    プロジェクトX 挑戦者たち 通勤ラッシュを退治せよ ~世界初・自動改札機誕生~
4)    Milestones:Railroad Ticketing Examining System, 1965-1971
5)    Automated Railway Ticket Gate System Named IEEE Milestone

[รายการแก้ไข]
18 ต.ค. 57 ลบสัญลักษณ์ Creative Commons จากรูปตอนที่ 1 และแก้ไขรูปตอนที่ 10

Advertisements

2 thoughts on “กว่าจะมาเป็นเครื่องตรวจตั๋วอัตโนมัติ ตอนที่ 1

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s