金融IC卡在上海軌道交通應(yīng)用的工程實(shí)踐

徐高峻

(上海申通地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)管理中心，200080，上海∥工程師)

1 背景

金融IC 卡是由商業(yè)銀行或支付機(jī)構(gòu)發(fā)行的，采用集成電路技術(shù)，遵循國(guó)家金融行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，具有消費(fèi)信用、轉(zhuǎn)賬結(jié)算、現(xiàn)金存取全部或部分金融功能，并可具有其他商業(yè)服務(wù)和社會(huì)管理功能的金融工具。金融IC 卡具有存儲(chǔ)容量大、安全性高、功能擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在小額支付領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。在國(guó)內(nèi)，金融IC 卡應(yīng)用主要集中在長(zhǎng)三角、珠三角等地區(qū)，寧波市作為試點(diǎn)城市已實(shí)現(xiàn)在城市道路公交系統(tǒng)中的應(yīng)用。但尚未有在軌道交通應(yīng)用的先例。城市軌道交通是一種集運(yùn)量大、速度快、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)于一身的交通運(yùn)輸方式，是市民出行的首選交通工具，同時(shí)作為集中的小額支付領(lǐng)域，也是未來(lái)金融IC 卡進(jìn)入的重點(diǎn)行業(yè)。

上海軌道交通售檢票(AFC)系統(tǒng)目前支持的車(chē)票支付類(lèi)型主要有軌道交通專(zhuān)用車(chē)票(包括單程票、應(yīng)急票、一日票等)、城市公共交通卡及2.4G 手機(jī)支付3 大類(lèi)。若能實(shí)現(xiàn)金融IC 卡在上海軌道交通中應(yīng)用，既豐富了上海軌道交通車(chē)票支付的種類(lèi)，更好地為各種類(lèi)型的乘客提供購(gòu)票選擇，方便乘客便捷乘車(chē)，同時(shí)又有助于拓展金融IC 卡的應(yīng)用范圍，在滿足市民對(duì)支付便利和安全需要的基礎(chǔ)上，提升當(dāng)前金融服務(wù)水平，推動(dòng)行業(yè)的信息化發(fā)展。

金融IC 卡已在全國(guó)范圍內(nèi)發(fā)行，但至今尚未實(shí)現(xiàn)在國(guó)內(nèi)城市軌道交通中應(yīng)用，這主要是由城市軌道交通支付系統(tǒng)的特殊性、交易速度的技術(shù)瓶頸、跨系統(tǒng)結(jié)算復(fù)雜等原因造成。城市軌道交通是一個(gè)提供快速和大量乘客輸送的系統(tǒng)，早晚高峰過(guò)閘密度超過(guò) 30 人/min，當(dāng)前基于 PBOC 2.0(JR/T 0025—2005《中國(guó)金融集成電路(IC)卡規(guī)范》)標(biāo)準(zhǔn)的金融IC 卡讀寫(xiě)速度較慢，難以滿足城市軌道交通支付系統(tǒng)的要求。如果能提高金融IC 卡讀寫(xiě)器的處理速度，并完善相應(yīng)的清結(jié)算流程，便能將金融IC 卡在城市軌道交通中的應(yīng)用變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

2 應(yīng)用設(shè)計(jì)

上海軌道交通售檢票系統(tǒng)包含清分中心系統(tǒng)、線路中央系統(tǒng)、車(chē)站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、終端設(shè)備(讀寫(xiě)器)、票卡等5 層結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖1)。若要實(shí)現(xiàn)金融IC卡在上海軌道交通售檢票系統(tǒng)內(nèi)使用，需對(duì)系統(tǒng)架構(gòu)內(nèi)的各層設(shè)備逐一進(jìn)行改造，包括讀寫(xiě)器、車(chē)站終端、車(chē)站(中央)計(jì)算機(jī)、清分系統(tǒng)。金融IC 卡城市軌道交通應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)架如圖2所示。

圖1 城市軌道交通AFC 系統(tǒng)構(gòu)架圖

圖2 金融IC 卡城市軌道交通應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)架

為不影響上海軌道交通售檢票系統(tǒng)日常運(yùn)作，并且與原有系統(tǒng)兼容，改造時(shí)需滿足以下原則:

(1)金融IC 卡專(zhuān)用讀寫(xiě)器性能測(cè)試及技術(shù)指標(biāo)的制定，在符合PBOC 2.0 標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，交易速度能夠滿足軌道交通使用要求。

(2)售檢票中使用的閘機(jī)、人工售票機(jī)接入新讀寫(xiě)器所需要修改的應(yīng)用程序需符合上海軌道交通售檢票系統(tǒng)接口標(biāo)準(zhǔn)。

(3)車(chē)站計(jì)算機(jī)和中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)需支持金融IC 卡交易報(bào)文數(shù)據(jù)處理。

(4)引入新的金融IC 卡支付模式后，需確立地鐵與銀行結(jié)算模式、包括與發(fā)卡行的清分結(jié)算及對(duì)帳方式等。

2.1 讀寫(xiě)器設(shè)計(jì)

支持金融IC 卡的讀寫(xiě)器是為13.56 M 的非接觸式IC 卡讀寫(xiě)器，是一個(gè)功能獨(dú)立、具有安全認(rèn)證模塊配合，在其讀寫(xiě)范圍內(nèi)可進(jìn)行車(chē)票分析或車(chē)票交易的軟、硬件統(tǒng)一體。為支持金融IC 卡應(yīng)用，原有的售檢票系統(tǒng)中13.56 M 的讀寫(xiě)器需全面升級(jí)為支持金融IC 卡區(qū)間收費(fèi)功能的讀寫(xiě)器，并且讀寫(xiě)器還需具備以下業(yè)務(wù)邏輯。

(1)車(chē)票檢測(cè):通過(guò)軟件能夠檢測(cè)到車(chē)票的存在及種類(lèi)，并根據(jù)其種類(lèi)進(jìn)行相關(guān)的交易流程處理。

(2)防沖突:軟件具有防沖突功能，能夠根據(jù)交易流程識(shí)別多張車(chē)票的存在，并做出相應(yīng)處理或不處理動(dòng)作。

(3)選擇車(chē)票應(yīng)用:能夠根據(jù)不同種類(lèi)的車(chē)票和所處的不同位置(如進(jìn)閘機(jī)、出閘機(jī))選擇不同的車(chē)票應(yīng)用流程。

(4)密鑰雙向認(rèn)證:讀寫(xiě)器具備與票卡的雙向認(rèn)證功能，以相互檢驗(yàn)對(duì)方的合法性。

(5)車(chē)票讀寫(xiě):根據(jù)交易流程完成對(duì)車(chē)票的讀寫(xiě)功能。

(6)交易檢查:讀寫(xiě)器能夠利用存儲(chǔ)在其內(nèi)部的公鑰或密鑰卡完成對(duì)交易的合法性認(rèn)證和防偽TAC(交易認(rèn)證碼)碼計(jì)算。

(7)除去支持金融IC 卡復(fù)合消費(fèi)外，同時(shí)支持包括原有的上海軌道交通專(zhuān)用車(chē)票、城市公共交通卡、2.4 G 手機(jī)支付交易流程。

2.2 車(chē)站終端設(shè)備

為使上海軌道交通售檢票系統(tǒng)能夠支持金融IC 卡應(yīng)用，閘機(jī)及人工售補(bǔ)票機(jī)需支持對(duì)金融IC卡的合法性分析和各類(lèi)消費(fèi)功能。

閘機(jī)的金融IC 卡合法性分析包括卡類(lèi)型、票卡狀態(tài)、余額、有效期、超時(shí)等檢查。終端能拒絕非法狀態(tài)的票卡進(jìn)入付費(fèi)區(qū)或者離開(kāi)付費(fèi)區(qū)，并能提示乘客到人工售票廳進(jìn)行相應(yīng)票卡的處理。需要增加區(qū)別于現(xiàn)有票卡信息的通信接口。

閘機(jī)的金融IC 卡消費(fèi)功能包括:允許持金融IC 卡的乘客在讀卡區(qū)域進(jìn)行消費(fèi)，若合法允許進(jìn)入車(chē)站，也可以持卡通過(guò)閘機(jī)消費(fèi)進(jìn)入非付費(fèi)區(qū)。為了實(shí)現(xiàn)金融IC 卡的消費(fèi)功能，需要增加閘機(jī)與讀寫(xiě)器機(jī)具之間的業(yè)務(wù)消費(fèi)通信接口。為了保證消費(fèi)的安全，讀寫(xiě)器讀寫(xiě)金融IC 卡時(shí)需要公鑰認(rèn)證，閘機(jī)需要實(shí)時(shí)從車(chē)站計(jì)算機(jī)接收公鑰參數(shù)并保存本地，通過(guò)讀寫(xiě)器通信接口下發(fā)到讀寫(xiě)器終端生效。

人工售補(bǔ)票機(jī)對(duì)金融IC 卡的分析功能包括:當(dāng)乘客在軌道交通系統(tǒng)中使用金融IC 卡乘車(chē)時(shí)，如出現(xiàn)故障不能正常進(jìn)、出站，可到車(chē)站客戶服務(wù)中心或票務(wù)亭通過(guò)人工售補(bǔ)票機(jī)進(jìn)行分析。

人工售補(bǔ)票機(jī)對(duì)金融IC 卡的更新功能包括:票務(wù)工作人員可以對(duì)進(jìn)出站異常金融IC 卡進(jìn)行進(jìn)站更新、出站更新以及超時(shí)更新等。

2.3 車(chē)站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng))

車(chē)站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng))需在現(xiàn)有售檢票系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)參數(shù)管理功能的基礎(chǔ)上，增加與金融IC 卡相關(guān)的參數(shù)管理功能。參數(shù)管理流程遵循現(xiàn)有系統(tǒng)參數(shù)管理流程，運(yùn)營(yíng)參數(shù)包括對(duì)新增金融IC 卡的控制及發(fā)卡行公鑰參數(shù)的下載與保存。

對(duì)于金融IC 卡的交易明細(xì)和寄存器數(shù)據(jù)，車(chē)站計(jì)算機(jī)(中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng))需提供交易數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、處理、轉(zhuǎn)發(fā)等功能。在數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，能對(duì)交易數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，避免數(shù)據(jù)異?；蚱墼p，包括對(duì)交易數(shù)據(jù)的來(lái)源正確性、關(guān)鍵字段有效性以及交易完整性等進(jìn)行檢查。

車(chē)站計(jì)算機(jī)(中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng))在現(xiàn)有收益統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)上，需增加關(guān)于金融IC 卡相關(guān)交易的收益統(tǒng)計(jì)，同時(shí)對(duì)現(xiàn)有的客流、收益、交易統(tǒng)計(jì)等報(bào)表功能進(jìn)行升級(jí)，增加由金融IC 卡業(yè)務(wù)所產(chǎn)生的各類(lèi)交易記錄的統(tǒng)計(jì)報(bào)表，用以支持相關(guān)業(yè)務(wù)需求。

2.4 清分結(jié)算系統(tǒng)

上海軌道交通清分中心在地鐵現(xiàn)有的運(yùn)營(yíng)體系中完成的主要功能包括:統(tǒng)一管理與下發(fā)軌道交通各線共同的票務(wù)參數(shù)、系統(tǒng)參數(shù)，負(fù)責(zé)軌道交通專(zhuān)用票卡發(fā)行;統(tǒng)一完成各線路交易數(shù)據(jù)的采集、分析以及處理，進(jìn)行運(yùn)營(yíng)收益清分;及時(shí)、安全、準(zhǔn)確地提供各類(lèi)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)信息及報(bào)表;實(shí)現(xiàn)軌道交通系統(tǒng)對(duì)外的信息服務(wù);統(tǒng)一完成和外部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和管理;進(jìn)行相應(yīng)的收益對(duì)賬與清分等。

系統(tǒng)改造將在現(xiàn)有的交易體系中增加一類(lèi)新的票制(金融IC 卡)，實(shí)現(xiàn)金融IC 卡在軌道交通中的刷卡消費(fèi)應(yīng)用。由于金融IC 卡交易承載信息與上海軌道交通現(xiàn)已支持的票卡類(lèi)型存在較大的差異，因此為了實(shí)現(xiàn)對(duì)金融IC 卡在各線路交易數(shù)據(jù)的采集匯總，必須對(duì)現(xiàn)清分中心的交易數(shù)據(jù)報(bào)文通信接口進(jìn)行改造以適應(yīng)新增業(yè)務(wù)需求。

同時(shí)，清分中心必須承擔(dān)與銀行結(jié)算系統(tǒng)之間的交易文件生成及上送、交易對(duì)賬處理以及雙方對(duì)賬后產(chǎn)生可疑帳的差錯(cuò)調(diào)整處理。流程可描述為:銀行系統(tǒng)下發(fā)對(duì)賬數(shù)據(jù)文件(包括交易對(duì)賬文件、可疑交易明細(xì)文件和調(diào)整交易明細(xì)文件)到軌道交通清分中心系統(tǒng);軌道交通清分中心系統(tǒng)接收到對(duì)賬數(shù)據(jù)文件后解析入庫(kù)，清分批處理生成對(duì)金融IC卡交易的對(duì)賬數(shù)據(jù);帳務(wù)系統(tǒng)把清分批處理生成交易數(shù)據(jù)和銀行前置系統(tǒng)下發(fā)的對(duì)賬數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，并將比對(duì)結(jié)果進(jìn)行登記入庫(kù)(流程見(jiàn)圖3);最后金融IC 卡消費(fèi)交易數(shù)據(jù)在清分中心內(nèi)完成其分析處理并產(chǎn)生消費(fèi)的相關(guān)報(bào)表。

圖3 金融IC 卡對(duì)賬處理流程

3 工程實(shí)施

在工程實(shí)施階段采用“標(biāo)準(zhǔn)先行—方案制定—應(yīng)用測(cè)試—試點(diǎn)運(yùn)行—投產(chǎn)實(shí)施”的組合方法。

(1)標(biāo)準(zhǔn)的制定:制定金融IC 卡在上海軌道交通行業(yè)應(yīng)用的接入標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)需對(duì)交易中涉及到的卡、讀寫(xiě)器、終端設(shè)備、線路系統(tǒng)、清分中心等環(huán)節(jié)的環(huán)境要求、操作步驟、性能指標(biāo)等進(jìn)行約定。

(2)制定原售檢票設(shè)備的改造方案:在標(biāo)準(zhǔn)制定后，按照標(biāo)準(zhǔn)要求評(píng)估原售檢票設(shè)備系統(tǒng)改造范圍并制定相應(yīng)的改造方案。

(3)應(yīng)用測(cè)試:按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行應(yīng)用開(kāi)發(fā)測(cè)試，驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)方案的正確性、準(zhǔn)確性和可操作性。

(4)試點(diǎn)運(yùn)行:在應(yīng)用測(cè)試完成后，投入設(shè)備進(jìn)行仿真環(huán)境的搭建，在模擬環(huán)境下驗(yàn)證是否達(dá)到軌道交通金融IC 卡應(yīng)用的要求，確定金融IC 卡在上海軌道交通中應(yīng)用的可行性。

(5)投產(chǎn)實(shí)施:在仿真環(huán)境應(yīng)用測(cè)試達(dá)標(biāo)后選擇在部分運(yùn)營(yíng)線路、車(chē)站的部分設(shè)備進(jìn)行軟硬件的升級(jí)并試點(diǎn)運(yùn)行，試點(diǎn)結(jié)束后全線路、車(chē)站鋪開(kāi)。

目前金融IC 卡在上海軌道交通應(yīng)用工程已進(jìn)入投產(chǎn)實(shí)施階段，制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和研制的讀寫(xiě)器在接口及交易速度方面符合上海軌道交通售檢票系統(tǒng)高峰過(guò)閘處理能力，同時(shí)清分中心也能對(duì)金融IC卡產(chǎn)生的相關(guān)交易進(jìn)行清算與對(duì)賬。最后在正式運(yùn)營(yíng)應(yīng)用前，需與運(yùn)營(yíng)管理部門(mén)完成包括在車(chē)站中添置相應(yīng)的導(dǎo)向標(biāo)識(shí)，制定金融IC 卡在城市軌道交通中使用方式和各項(xiàng)票務(wù)處理規(guī)則等工作。

4 應(yīng)用意義

工程改造后，金融IC 卡可在上海軌道交通領(lǐng)域內(nèi)使用，其意義主要有:

(1)豐富上海軌道交通車(chē)票支付種類(lèi)。金融IC 卡在上海軌道交通應(yīng)用后，新增了一種車(chē)票支付類(lèi)型，不僅有助于更好地為各種類(lèi)型的乘客提供購(gòu)票選擇，方便乘客出行，同時(shí)作為一種新型的儲(chǔ)值票形式可以相對(duì)減少軌道交通單程票的使用量，減少因單程票票卡流失造成的損失。

(2)為其他城市產(chǎn)生很好的示范效應(yīng)。國(guó)內(nèi)很多城市都已建成或?qū)⒔ㄔO(shè)軌道交通系統(tǒng)，其中絕大部分城市都有實(shí)現(xiàn)金融IC 卡在軌道交通應(yīng)用的需求。項(xiàng)目實(shí)施中各類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)的制定，可為其他城市軌道交通實(shí)現(xiàn)金融IC 卡的應(yīng)用提供指導(dǎo)與示范。

(3)拓展金融IC 卡應(yīng)用領(lǐng)域，為智慧城市建設(shè)打下基礎(chǔ)。金融IC 卡在軌道交通領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用，不僅拓展了金融IC 卡的應(yīng)用范圍，同時(shí)又能夠有效提升城市的交通智能化，推動(dòng)上海市在信息技術(shù)融合和應(yīng)用等方面的開(kāi)發(fā)實(shí)力及產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn)。

［1］徐諾金.鑒國(guó)際經(jīng)驗(yàn)深化“三性”認(rèn)識(shí)加快我國(guó)金融IC 卡的應(yīng)用推廣［J］.華南金融電腦，2010(8):47.

［2］李煜平.金融IC 卡在軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用研究［J］.城市軌道交通研究，2012(5):27.

［3］應(yīng)名洪，江綿康，朱滬生，等.城市軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)［M］∥中國(guó)城市軌道交通新技術(shù)(第二集).北京:中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，2007.