南京地鐵線上售票系統(tǒng)研究與APP設(shè)計

梅婕 曹偉 張鏵友 周彤 南京工業(yè)大學(xué)

1 南京地鐵移動支付現(xiàn)狀與分析

1.1 研究背景

隨著時代的發(fā)展，地鐵因其便捷性，經(jīng)濟(jì)性，已成為很多城市重要的公共交通方式。南京作為經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展迅速的長三角地區(qū)副中心城市，越來越多的內(nèi)外地市民選擇乘坐地鐵出行。乘坐地鐵需要使用市民卡或地鐵票，很多人忘記帶地鐵卡或零錢而導(dǎo)致麻煩。每至高峰期，有限數(shù)量的自動售票機(jī)前往往排起長隊，極易造成擁堵和混亂。此外自動售票機(jī)只接受一元硬幣和五元、十元紙幣，并且經(jīng)過長時間高負(fù)荷運作后，易發(fā)生故障。甚至在一些中轉(zhuǎn)站還會出現(xiàn)地鐵票售空的情況。

與自動售票機(jī)相配套的自動檢票系統(tǒng)（Automatic Fare Collection，AFC）是地鐵中的一個關(guān)鍵子系統(tǒng)，它集售票、檢票和票務(wù)管理于一身。智能手機(jī)與4G網(wǎng)絡(luò)的普及也使移動支付逐漸成為主流支付手段。相關(guān)研究表明，中國的移動支付普及率高達(dá)77% ，因此將移動支付添加至AFC既存在可行性也存在一定必要性。

其實，國內(nèi)個別城市已經(jīng)率先實現(xiàn)了移動支付。廣州地鐵的“云購票機(jī)”、北京地鐵的“手機(jī)一卡通”以及杭州地鐵的自助取票機(jī)等不同程度上緩解了人口密集城市的購、檢票壓力。南京已初步實現(xiàn)掃碼進(jìn)站，但仍未開發(fā)出綜合型的移動支付軟件。

本文將針對南京地鐵站內(nèi)購、檢票狀況對南京地鐵線上售票系統(tǒng)可行性與流程進(jìn)行分析，并初步設(shè)計出一款集購票、檢票、補(bǔ)票、票務(wù)管理及地鐵站內(nèi)外基礎(chǔ)設(shè)施信息于一身的綜合型APP。

2 南京地鐵線上售票系統(tǒng)可行性分析

2.1 技術(shù)可行性

線上購票的技術(shù)難題之一就是進(jìn)出站時的閘機(jī)驗票，目前常用的驗票方式有一維條形碼，二維碼和NFC（Near Field Communication,近場通訊）?，F(xiàn)就這三種技術(shù)進(jìn)行比較選擇。

一維條形碼技術(shù)，即指條碼條和空的排列規(guī)則，是一種廣泛應(yīng)用于商業(yè)、郵政、圖書管理、倉儲、交通等領(lǐng)域的一種自動識別技術(shù)，具有輸入速度快、準(zhǔn)確度高、成本低、可靠性強(qiáng)等優(yōu)點，但普通的一維條碼在使用過程中僅能識別信息，它的意義是通過在計算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中提取相應(yīng)的信息而實現(xiàn)的。并且一維條形碼制作簡單，編碼碼制較容易被偽造。其次，一維條形碼幾乎不可能表示漢字和圖像信息。因此一維條形碼在存儲信息容量方面存在較大的限制，隨著網(wǎng)絡(luò)購票量的增加，可擴(kuò)展性不好，不應(yīng)作為驗票方式。

NFC,近距離無線通信。在安全性、建立時間上有著非常大的優(yōu)勢，NFC技術(shù)的建立時間小于0.1S，即“接觸即建立”，擁有較高的保密性與安全性，而且NFC無需聯(lián)網(wǎng)，即使在信號較差的地方也能支付，因此是一種理想的地鐵驗票系統(tǒng)。但問題在于目前中國的NFC發(fā)展緩慢，很多手機(jī)都不支持NFC技術(shù)，適用的范圍不夠廣，所以NFC技術(shù)目前還不適用于地鐵驗票方式。

二維碼，QR Code，（Quick Response），是近幾年來移動設(shè)備上流行的一種編碼方式。二維碼的掃描識讀技術(shù)較成熟，存儲信息量較一維碼大。同時，二維碼作為一種時下流行的信息傳播媒介，已經(jīng)被大多數(shù)人熟悉，具有一定的群眾基礎(chǔ)。且二維碼生產(chǎn)成本比較低廉，支持智能手機(jī)隨時生成，同時識讀速度較快，適合作為地鐵的驗票方式。

2.2 經(jīng)濟(jì)可行性

售票系統(tǒng)的運行依賴于閘機(jī)掃碼功能的實現(xiàn)。秉承低成本的原則，可對閘機(jī)進(jìn)行改裝，主要為添加二維碼識別硬件與軟件系統(tǒng)。市面上二維碼的普及以及二維碼識別系統(tǒng)的廣泛運用，意味著安裝該系統(tǒng)的成本已大幅度下降，所以實施前期消耗的成本較低。長遠(yuǎn)來看，售票系統(tǒng)的上線為自動售票機(jī)分擔(dān)了乘客流量，可以減少自動售票機(jī)的設(shè)立，從而減少了地鐵實體票的制作成本和自動售票機(jī)的維護(hù)成本，有利于地鐵站長期的運作成本的降低。

2.3 社會可行性

社會可行性也稱為操作可行性，主要論證新系統(tǒng)在企業(yè)或機(jī)構(gòu)開發(fā)和運行的可能性以及運行后可能引起的對企業(yè)或機(jī)構(gòu)的影響，即組織內(nèi)外是否具備接受和使用新系統(tǒng)的條件。鑒于類似的系統(tǒng)在上海、無錫等地已經(jīng)出現(xiàn)并運行，因此此系統(tǒng)是可以并且應(yīng)該被開發(fā)和使用的。為更好地了解社會需求，本次研究共發(fā)放問卷1000份，其中有效問卷923份，樣本來自各年齡層。乘坐過南京地鐵人數(shù)占88%，其中91%的人遇到過一至多個問題，91%的人愿意嘗試手機(jī)購票、掃碼進(jìn)站，31%的人體驗過線上售票，其中82%的人認(rèn)為比以前更方便了。對于南京線上售票、掃碼進(jìn)站，用戶希望操作簡便、加入其它娛樂活動、覆蓋南京全部線路、可以購買其他票、開發(fā)相關(guān)小程序等。希望具備的功能主要有：站內(nèi)導(dǎo)航、線路信息、支持其他軟件付款等。

3 南京地鐵線上售票軟件設(shè)計

3.1 系統(tǒng)設(shè)計

南京地鐵線上售票系統(tǒng)的主要功能有用戶登錄（檢驗用戶的賬戶和密碼，經(jīng)注冊的用戶允許進(jìn)入系統(tǒng)）、站點信息采集（通過APP了解周邊信息、線路信息、站內(nèi)信息、服務(wù)信息等）、線上購票（通過手機(jī)APP可以隨時隨地購買地鐵票）、系統(tǒng)維護(hù)（為管理人員提供售票統(tǒng)計信息，以便于宏觀地掌握地鐵運行情況）等。

3.2 功能設(shè)計

目前國內(nèi)采用的是傳統(tǒng)自動售票機(jī)（Ticket Vending Machine, TVM），所以基于該系統(tǒng)，集成相關(guān)的移動支付系統(tǒng)。由于TVM所處網(wǎng)絡(luò)環(huán)境較差，網(wǎng)絡(luò)延遲與網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)丟失難以避免。但若直接將TVM鏈接至外網(wǎng)，又會存在遭遇黑客攻擊的風(fēng)險。

為解決上述問題，可利用專線網(wǎng)絡(luò)將TVM連接到支付平臺。當(dāng)乘客發(fā)出訂單請求時，TVM向支付平臺發(fā)送請求，支付平臺提取請求內(nèi)容。兩者可通過既定的接口標(biāo)準(zhǔn)和安全規(guī)范對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密交互。乘客完成支付后，第三方支付系統(tǒng)將處理后的交易狀況返給支付平臺，支付平臺再返給自動售票機(jī)。兩種系統(tǒng)交互返回的消息時都會提取出相關(guān)交易數(shù)據(jù)并保存到相應(yīng)數(shù)據(jù)庫。

4 南京地鐵線上售票系統(tǒng)流程與數(shù)據(jù)庫分析

4.1 業(yè)務(wù)流程分析

系統(tǒng)的業(yè)務(wù)是系統(tǒng)要達(dá)到的業(yè)務(wù)目標(biāo)，業(yè)務(wù)流程分析是系統(tǒng)分析中的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。

圖4.1.1 南京地鐵線上購票系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程

4.2 后臺數(shù)據(jù)庫分析

后臺管理軟件是整個系統(tǒng)的核心，存儲所有的購票數(shù)據(jù)和進(jìn)出站數(shù)據(jù)，負(fù)責(zé)與移動客戶端軟件進(jìn)行信息交互，同時還負(fù)責(zé)進(jìn)出站邏輯的判斷。該軟件分為兩大模塊——與移動設(shè)備進(jìn)行交互的模塊，與閘機(jī)進(jìn)行交互的模塊。

用戶購票時需要唯一的身份憑證，現(xiàn)行通用的做法是用手機(jī)號碼作為該憑證，用戶在使用客戶端前需通過手機(jī)短信驗證，方可購票，因此數(shù)據(jù)庫需要設(shè)計一個用戶信息Users用來保存手機(jī)號碼等信息。

因為需要保存購票和進(jìn)出站的詳細(xì)信息，所以要將每條地鐵線、每個地鐵站以及每個進(jìn)出閘機(jī)的詳細(xì)信息存儲在數(shù)據(jù)庫中，分別是MetroLines、MetroStations和Machines三個表。用戶可查看和管理自己賬戶內(nèi)的購票信息，因此需要區(qū)別保存已購買成功但還未使用的票、已成功使用（已成功出站）的票、正在使用（已成功進(jìn)站但還為出站）的票，分別保存在UnusedTickets、UsedTickets和TicketsInUse這三個表中。根據(jù)票的狀態(tài)設(shè)計成三個獨立的表，雖然存在一定的數(shù)據(jù)冗余，但可以分散數(shù)據(jù)庫壓力。

5 APP設(shè)計預(yù)覽圖

考慮到南京交通文化、用戶需求、交互體驗，發(fā)展前景，結(jié)合人因工程學(xué)、圖形藝術(shù)等初步設(shè)計了一款綜合型南京線上購票系統(tǒng)APP。

圖5.1 首次使用界面

圖5.2 首頁界面

圖5.3 線路界面

圖5.4 購票界面

圖5.5 周邊及個人界面

6 前景展望

1、設(shè)計開發(fā)南京公交線上售票后臺數(shù)據(jù)庫，形成公共交通網(wǎng)絡(luò)。

2、對已開發(fā)出的APP進(jìn)行測試，及時修復(fù)用戶在使用過程中遇到的BUG并對不成熟的功能加以改進(jìn)優(yōu)化。

3、積極與地鐵公司接洽合作事宜，推動APP進(jìn)入市場，給市民帶來更便捷的地鐵體驗。