CN113947836B - 取款装置中多个存放不同面额钞票钞箱的等空配钞方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种取款装置中多个存放不同面额钞票钞箱的等空配钞方法，获取能够用于配钞的各个分别存放不同面额钞票的钞箱信息并进行记录；然后根据各个钞箱内钞票张数，按由多到少的顺序对钞箱进行排序；计算各个存放不同面额钞票的钞箱出钞后实现等空效果的初始最优保留张数；再按照面额从大到小，相同面额按张数从少到多对钞箱进行排序；接下来计算每一个钞箱针对当前配钞金额进行配钞的最大下限值和最小上限值；最后迭代求解各个面额钞票的配钞张数。本发明能够极大地缩减穷举法的计算范围,减少迭代次数，提高了算法的解决速度,计算出来的解方差少,适用于WINDOWS、LINUX等跨平台系统，也适用于PK、信创等体系，适于大规模推广。
Description
技术领域
本发明涉及一种取款装置中多个存放不同面额钞票钞箱的等空配钞方法。
背景技术
目前金融自助产品-存取机(包括CRS、UCR、ATM)和金融柜员机-出纳机广泛地应用于银行的自助领域和柜台现金管理。它们都要提供取款功能，取款需要从钞箱里进行配钞，当前的主流算法有：
1、指定钞箱出钞张算算法；
2、最小出钞张数算法；
3、最大出钞张数算法；
4、等张出钞算法，即各个可用于配钞的钞箱出来的钞票张数近似相等；
5、等空出钞算法，即各个可用于配钞的钞箱出钞后，钞箱内剩余张数近似相同；
实现上面算法，流行解决办法是穷举法，这种办法解决效率比较低，特别是等张出钞算法以及等空出钞算法，用穷举法来实现的话，计算量大，耗时长，导致用户等待时间过久，体验感差。
发明内容
为了解决目前等空出钞算法计算量大，导致耗时长，用户等待时间长的技术问题，本发明提供一种运算速度相对穷举法更快的取款装置中多个存放不同面额钞票钞箱的等空配钞方法。
为了实现上述技术目的，本发明的技术方案是，
一种取款装置中多个存放不同面额钞票钞箱的等空配钞方法，包括以下步骤：
步骤1，获取能够用于配钞的钞箱信息并进行记录，其中单个钞箱中只存放一种面额的钞票；
步骤2，根据各个钞箱内钞票张数，按由多到少的顺序对钞箱进行排序；
步骤3，根据步骤2的排序结果，计算各个存放不同面额钞票的钞箱出钞后实现等空效果的初始最优保留张数；
步骤4，再根据步骤1中获得的钞箱信息，按照面额从大到小，相同面额按张数从少到多对钞箱进行排序；
步骤5，根据步骤4的排序结果，计算每一个钞箱针对当前配钞金额进行配钞的最大下限值和最小上限值；
步骤6，根据步骤5的结果，迭代求解各个面额钞票的配钞张数。
所述的方法，所述的步骤1中，钞箱信息包括钞箱的个数、各钞箱中所存放的钞票面额和钞箱中钞票的张数，其中相同面额的钞票存放在一个或者多个钞箱中。
所述的方法，所述的步骤3包括以下步骤：
设按钞箱内的钞票张数排序后，面额值为A(1)、A(2)……A(n),其中n为钞箱数量,各面额值对应的可用于配钞的钞票张数分别为S(1)、S(2)……S(n)，且满足S(1)≥S(2)≥……≥S(n)，则通过求解是否能够有一个初始最优配钞张数D满足以下条件，来得到D的值：
①(S(1)-D)*A(1)+(S(2)-D)*A(2)+……+(S(k)-D)≥M；
②(S(1)-D-1)*A(1)+(S(2)-D-1)*A(2)+……+(S(k)-D-1)<M；其中S(1)>D，S(2)>D……S(k)>D,k<＝n，D>＝0
③若k<n；则S(k)>D,S(k+1)<＝D
其中M为当前配钞金额，k为钞箱数量，n为钞票面额种类；
若不满足上述条件，则配钞失败；
若满足，则以这个D为初始最优配钞张数。
所述的方法，所述的步骤5中，每一个钞箱针对当前配钞金额进行配钞的最小上限值的计算包括以下步骤：
设钞箱经过按面额从大到小，相同面额按张数从少到多进行排序后，面额值为A(1)、A(2)……A(n)，可用于配钞张数分别为S(1)、S(2)……S(n)；
若所有存放相同面额钞票的钞箱分别为A(i)、A(i+1)、……、A(i+k)，则S(i)<＝S(i+1)<＝……<＝S(i+k)，则计算最小上限值为：
G＝GCD(A(1),A(2)……A(n))/A(i)-1,GCD(A(1),A(2)……A(n))为A(1)、A(2)……A(n)的最小公倍数；
H表示在A(i)、A(i+1)、……、A(i+k)钞箱中，满足钞箱中现有可配钞票张数S(j)大于D的钞箱个数；同时若(S(1)-D)*A(1)+(S(2)-D)*A(2)+……+(S(k)-D)＝M，则H＝0；
则求解是否能够有一个该面额的最小上限值T满足下列关系：
(1)W＝(D-T)*(满足S(j)>D,j属于(i,i+k))的钞箱个数；其中W为钞票面额为A(i)的钞箱中，钞票张数超过最小上限值的补位张数；
(2)Q＝(S(j)-T)的总和，且满足S(j)<＝D,S(j)>T；其中QCNT为钞箱面额为A(i)值，且钞票张数小于最小上限值的补位张数；j取值范围为(i，i+k)；
(3)G-H＝W+Q；
若上述关系不是全部满足，则S(i),S(i+1)……S(i+k)分别是对应钞箱配钞最小上限值；
若上述关系全部满足，则当S(j)-T>0时，S(j)-T是对应钞箱配钞最小上限值；否则上限为0。
所述的方法，所述的步骤5中，每一个钞箱针对当前配钞金额进行配钞的最大下限值的计算包括以下步骤：
设钱箱经过按面额从大到小，相同面额按张数从小到大进行排序后，面额值为A(1)、A(2)……A(n)，可用于配钞张数分别为S(1)、S(2)……S(n)；
若所有存放相同面额钞票的钞箱分别为A(i)、A(i+1)、……、A(i+k)，计算最大下限值为：
G＝GCD(A(1),A(2)……A(n))/A(i)-1,GCD(A(1),A(2)……A(n))为A(1)、A(2)……A(n)的最小公倍数；
H表示在A(i)、A(i+1)、……、A(i+k)钞箱中，满足钞箱中现有可配钞票张数S(j)大于D的钞箱个数；同时若(S(1)-D)*A(1)+(S(2)-D)*A(2)+……+(S(k)-D)＝M，则H＝0；
则求解是否能够有一个该面额的最大下限值T满足下列关系：
1)W＝(T-D)*(满足S(j)>T,j属于(i,i+k))的钞箱个数；
2)Q＝(S(j)-D)的总和，且满足S(j)>D,S(j)<T；其中，j属于(i,i+k)；
3)G-H＝W+Q；
若上述关系不是全部满足，则对应钞箱配钞的最大下限值均为0；
若上述关系全部满足，则S(j)-T>0时，S(j)-T是对应钞箱配钞下限；否则下限为0。
所述的方法，所述的步骤6包括以下步骤：
S10：钞箱号i初始化为1；
S11：若钞箱号i>n；则结束计算；否则执行S12；
S12：初始化i号钞箱配钞数Q＝i号钞箱配钞的最小上限值；
S13：若i为第n号钞箱，且配钞金额大于第n号钞箱上限配超金额，或配钞金额不能被第n号钞箱内的钞票面额整除，则结束计算并返回配钞失败结果；否则执行S14；
S14：若i号钞箱配钞数Q<i号钞箱配钞的最大下限值，则结束计算并返回配钞失败结果；否则执行S15；
S15：计算配钞金额＝A(i)*配钞张数，若配出的金额>剩余配钞金额，则配钞数减1，执行S13；否则执行S16；
S16：计算当前剩余配钞金额＝原剩余配钞金额-配钞金额；
S17：累计配钞张数＝SUM(A(1)、A(2)、……、A(i)已配钞张数)，若累计配钞张数>取款装置最大可出张数，则结束计算并返回配钞数量太大错误；否则执行S18；
S18：若配钞余额＝0，则结束计算并返回配钞成功；否则执行S19；
S19：钞箱号i累加1；
S20：递增迭代调用调用S11；若返回成功，则返回计算结果且配钞成功；否则执行S21；
S21：配钞数减1，下一步执行S14。
本发明的技术效果在于，本发明能够极大地缩减穷举法的计算范围,减少迭代次数，提高了算法的解决速度,计算出来的解方差少,适用于WINDOWS、LINUX等跨平台系统，也适用于PK、信创等体系，适于大规模推广。
附图说明
图1为计算初始保留张数时钞箱及钞箱内钞票张数的示意图；
图2为计算最大上限值时钞箱及钞箱内钞票张数的示意图；
图3为计算最小下限值时钞箱及钞箱内钞票张数的示意图；
图4为计算配钞上限时，计算每一个钞箱的补差数的流程示意图；
图5为迭代求解的流程示意图。
具体实施方式
本实施例公开了一种取款装置中多个存放不同面额钞票钞箱的等空配钞方法，包括以下步骤：
步骤1，获取能够用于配钞的钞箱信息并进行记录，其中单个钞箱中只存放一种面额的钞票。其中钞箱信息包括钞箱的个数、各钞箱中所存放的钞票面额和钞箱中钞票的张数，且相同面额的钞票存放在一个或者多个钞箱中。即可能存在多个钞箱中都存放同一种面额的钞票。
步骤2，根据各个钞箱内钞票张数，按由多到少的顺序对钞箱进行排序。
步骤3，根据步骤2的排序结果，计算各个存放不同面额钞票的钞箱出钞后实现等空效果的初始最优保留张数。设按钞箱内的钞票张数排序后，面额值为A(1)、A(2)……A(n),其中n为钞箱数量,各面额值对应的可用于配钞的钞票张数分别为S(1)、S(2)……S(n)，且满足S(1)≥S(2)≥……≥S(n)，则通过求解是否能够有一个初始最优配钞张数D满足以下条件，来得到D的值：
① (S(1)-D)*A(1)+(S(2)-D)*A(2)+……+(S(k)-D)≥M。
②(S(1)-D-1)*A(1)+(S(2)-D-1)*A(2)+……+(S(k)-D-1)<M。其中S(1)>D，S(2)>D……S(k)>D,k<＝n，D>＝0
③若k<n。则S(k)>D,S(k+1)<＝D
其中M为当前配钞金额，k为钞箱数量，n为钞票面额种类。
若不满足上述条件，则配钞失败。
若满足，则以这个D为初始最优配钞张数。
步骤4，再根据步骤1中获得的钞箱信息，按照面额从大到小，相同面额按张数从少到多对钞箱进行排序。
步骤5，根据步骤4的排序结果，计算每一个钞箱针对当前配钞金额进行配钞的最大下限值和最小上限值。
其中每一个钞箱针对当前配钞金额进行配钞的最小上限值的计算包括以下步骤：
设钞箱经过按面额从大到小，相同面额按张数从少到多进行排序后，面额值为A(1)、A(2)……A(n)，可用于配钞张数分别为S(1)、S(2)……S(n)。
若所有存放相同面额钞票的钞箱分别为A(i)、A(i+1)、……、A(i+k)，则S(i)<＝S(i+1)<＝……<＝S(i+k)，则计算最小上限值为：
G＝GCD(A(1),A(2)……A(n))/A(i)-1,GCD(A(1),A(2)……A(n))为A(1)、A(2)……A(n)的最小公倍数。
H表示在A(i)、A(i+1)、……、A(i+k)钞箱中，满足钞箱中现有可配钞票张数S(j)大于D的钞箱个数。同时若(S(1)-D)*A(1)+(S(2)-D)*A(2)+……+(S(k)-D)＝M，则H＝0。
则求解是否能够有一个该面额的最小上限值T满足下列关系：
(1)W＝(D-T)*(满足S(j)>D,j属于(i,i+k))的钞箱个数。其中W为钞票面额为A(i)的钞箱中，钞票张数超过最小上限值的补位张数。补位张数即从一种面额的钞箱中向与其面额最接近的大额面额钞票进行配钞金额补足的钞票张数。比如不同钞箱中两种最接近面额的钞票为20元面额和100元面额，假设现在配钞金额是80元，则20元面额补位张数为4张。
(2)Q＝(S(j)-T)的总和，且满足S(j)<＝D,S(j)>T；其中QCNT为钞箱面额为A(i)值，且钞票张数小于最小上限值的补位张数。j取值范围为(i，i+k)。
(3)G-H＝W+Q；
若上述关系不是全部满足，则S(i),S(i+1)……S(i+k)分别是对应钞箱配钞最小上限值。
若上述关系全部满足，则当S(j)-T>0时，S(j)-T是对应钞箱配钞最小上限值。否则上限为0。
而对每一个钞箱针对当前配钞金额进行配钞的最大下限值的计算包括以下步骤：
设钱箱经过按面额从大到小，相同面额按张数从小到大进行排序后，面额值为A(1)、A(2)……A(n)，可用于配钞张数分别为S(1)、S(2)……S(n)。
若所有存放相同面额钞票的钞箱分别为A(i)、A(i+1)、……、A(i+k)，计算最大下限值为：
G＝GCD(A(1),A(2)……A(n))/A(i)-1,GCD(A(1),A(2)……A(n))为A(1)、A(2)……A(n)的最小公倍数。
H表示在A(i)、A(i+1)、……、A(i+k)钞箱中，满足钞箱中现有可配钞票张数S(j)大于D的钞箱个数。同时若(S(1)-D)*A(1)+(S(2)-D)*A(2)+……+(S(k)-D)＝M，则H＝0。
则求解是否能够有一个该面额的最大下限值T满足下列关系：
1)W＝(T-D)*(满足S(j)>T,j属于(i,i+k))的钞箱个数。
2)Q＝(S(j)-D)的总和，且满足S(j)>D,S(j)<T。其中，j属于(i,i+k)。
3)G-H＝W+Q。
若上述关系不是全部满足，则对应钞箱配钞的最大下限值均为0。
若上述关系全部满足，则S(j)-T>0时，S(j)-T是对应钞箱配钞下限。否则下限为0。
步骤6，根据步骤5的结果，迭代求解各个面额钞票的配钞张数：
S10：钞箱号i初始化为1。
S11：若钞箱号i>n。则结束计算。否则执行S12。
S12：初始化i号钞箱配钞数Q＝i号钞箱配钞的最小上限值。
S13：若i为第n号钞箱，且配钞金额大于第n号钞箱上限配超金额，或配钞金额不能被第n号钞箱内的钞票面额整除，则结束计算并返回配钞失败结果。否则执行S14。
S14：若i号钞箱配钞数Q<i号钞箱配钞的最大下限值，则结束计算并返回配钞失败结果。否则执行S15。
S15：计算配钞金额＝A(i)*配钞张数，若配出的金额>剩余配钞金额，则配钞数减1，执行S13。否则执行S16。
S16：计算当前剩余配钞金额＝原剩余配钞金额-配钞金额。
S17：累计配钞张数＝SUM(A(1)、A(2)、……、A(i)已配钞张数)，若累计配钞张数>取款装置最大可出张数，则结束计算并返回配钞数量太大错误。否则执行S18。
S18：若配钞余额＝0，则结束计算并返回配钞成功。否则执行S19。
S19：钞箱号i累加1。
S20：递增迭代调用调用S11。若返回成功，则返回计算结果且配钞成功。否则执行S21。
S21：配钞数减1，下一步执行S14。
Claims (3)
1.一种取款装置中多个存放不同面额钞票钞箱的等空配钞方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，获取能够用于配钞的钞箱信息并进行记录，其中单个钞箱中只存放一种面额的钞票；
步骤2，根据各个钞箱内钞票张数，按由多到少的顺序对钞箱进行排序；
步骤3，根据步骤2的排序结果，计算各个存放不同面额钞票的钞箱出钞后实现等空效果的初始最优保留张数；
步骤4，再根据步骤1中获得的钞箱信息，按照面额从大到小，相同面额按张数从少到多对钞箱进行排序；
步骤5，根据步骤4的排序结果，计算每一个钞箱针对当前配钞金额进行配钞的最大下限值和最小上限值；
步骤6，根据步骤5的结果，迭代求解各个面额钞票的配钞张数；
所述的步骤3包括以下步骤：
设按钞箱内的钞票张数排序后，面额值为A(1)、A(2)……A(n),其中n为钞箱数量,各面额值对应的可用于配钞的钞票张数分别为S(1)、S(2)……S(n)，且满足S(1)≥S(2)≥……≥S(n)，则通过求解是否能够有一个初始最优保留张数D满足以下条件，来得到D的值：
① (S(1)-D)*A(1)+(S(2)-D)*A(2)+……+(S(k)-D)≥M；
②(S(1)-D-1)*A(1)+(S(2)-D-1)*A(2)+……+(S(k)-D-1)<M；其中S(1)>D，S(2)>D……S(k)>D,k<＝n，D>＝0
③若k<n；则S(k)>D,S(k+1)<＝D
其中M为当前配钞金额，k表示第k个钞箱，n为钞箱数量；
若不满足上述条件，则配钞失败；
若满足，则以这个D为初始最优保留张数；
所述的步骤5中，每一个钞箱针对当前配钞金额进行配钞的最大下限值的计算包括以下步骤：
设钱箱经过按面额从大到小，相同面额按张数从小到大进行排序后，面额值为A(1)、A(2)……A(n)，可用于配钞张数分别为S(1)、S(2)……S(n)；
若所有存放相同面额钞票的钞箱分别为A(i)、A(i+1)、……、A(i+k)，计算最大下限值为：
G＝GCD(A(1),A(2)……A(n))/A(i)-1,GCD(A(1),A(2)……A(n))为A(1)、A(2)……A(n)的最小公倍数；
H表示在A(i)、A(i+1)、……、A(i+k)钞箱中，满足钞箱中现有可配钞票张数S(j)大于D的钞箱个数；同时若(S(1)-D)*A(1)+(S(2)-D)*A(2)+……+(S(k)-D)＝M，则H＝0；
则求解是否能够有一个该面额的最大下限值T满足下列关系：
1)W＝(T-D)*(满足S(j)>T,j属于(i,i+k))的钞箱个数；
2)Q＝(S(j)-D)的总和，且满足S(j)>D,S(j)<T；其中，j属于(i,i+k)；
3)G-H＝W+Q；
若上述关系不是全部满足，则对应钞箱配钞的最大下限值均为0；
若上述关系全部满足，则S(j)-T>0时，S(j)-T是对应钞箱配钞下限；否则下限为0；
所述的步骤6包括以下步骤：
S10：钞箱号i初始化为1；
S11：若钞箱号i>n；则结束计算；否则执行S12；
S12：初始化i号钞箱配钞数Q＝i号钞箱配钞的最小上限值；
S13：若i为第n号钞箱，且配钞金额大于第n号钞箱上限配超金额，或配钞金额不能被第n号钞箱内的钞票面额整除，则结束计算并返回配钞失败结果；否则执行S14；
S14：若i号钞箱配钞数Q<i号钞箱配钞的最大下限值，则结束计算并返回配钞失败结果；否则执行S15；
S15：计算配钞金额＝A(i)*配钞张数，若配出的金额>剩余配钞金额，则配钞数减1，执行S13；否则执行S16；
S16：计算当前剩余配钞金额＝原剩余配钞金额-配钞金额；
S17：累计配钞张数＝SUM(A(1)、A(2)、……、A(i)已配钞张数)，若累计配钞张数>取款装置最大可出张数，则结束计算并返回配钞数量太大错误；否则执行S18；
S18：若配钞余额＝0，则结束计算并返回配钞成功；否则执行S19；
S19：钞箱号i累加1；
S20：递增迭代调用S11；若返回成功，则返回计算结果且配钞成功；否则执行S21；
S21：配钞数减1，下一步执行S14。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤1中，钞箱信息包括钞箱的个数、各钞箱中所存放的钞票面额和钞箱中钞票的张数，其中相同面额的钞票存放在一个或者多个钞箱中。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤5中，每一个钞箱针对当前配钞金额进行配钞的最小上限值的计算包括以下步骤：
设钞箱经过按面额从大到小，相同面额按张数从少到多进行排序后，面额值为A(1)、A(2)……A(n)，可用于配钞张数分别为S(1)、S(2)……S(n)；
若所有存放相同面额钞票的钞箱分别为A(i)、A(i+1)、……、A(i+k)，则S(i)<＝S(i+1)<＝……<＝S(i+k)，则计算最小上限值为：
G＝GCD(A(1),A(2)……A(n))/A(i)-1,GCD(A(1),A(2)……A(n))为A(1)、A(2)……A(n)的最小公倍数；
H表示在A(i)、A(i+1)、……、A(i+k)钞箱中，满足钞箱中现有可配钞票张数S(j)大于D的钞箱个数；同时若(S(1)-D)*A(1)+(S(2)-D)*A(2)+……+(S(k)-D)＝M，则H＝0；
则求解是否能够有一个该面额的最小上限值T满足下列关系：
(1)W＝(D-T)*(满足S(j)>D,j属于(i,i+k))的钞箱个数；其中W为钞票面额为A(i)的钞箱中，钞票张数超过最小上限值的补位张数；
(2)Q＝(S(j)-T)的总和，且满足S(j)<＝D,S(j)>T；其中QCNT为钞箱面额为A(i)值，且钞票张数小于最小上限值的补位张数；j取值范围为(i，i+k)；
(3)G-H＝W+Q；
若上述关系不是全部满足，则S(i),S(i+1)……S(i+k)分别是对应钞箱配钞最小上限值；
若上述关系全部满足，则当S(j)-T>0时，S(j)-T是对应钞箱配钞最小上限值；否则上限为0。
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