跨區(qū)域城市軌道交通二維碼乘車方案設(shè)計與實現(xiàn)

于丹 許鋒

摘 要：為了實現(xiàn)省內(nèi)跨區(qū)域一碼乘車，解決城市間票務(wù)系統(tǒng)互聯(lián)互通問題，擬設(shè)計一套面向全省的互聯(lián)互通云票務(wù)平臺，基于新型支付技術(shù)實現(xiàn)二維碼過閘的應(yīng)用場景。平臺通過標準化接口與省內(nèi)各城市軌道交通票務(wù)系統(tǒng)進行互聯(lián)互通，以統(tǒng)一的互聯(lián)網(wǎng)票務(wù)平臺標準來實現(xiàn)統(tǒng)一發(fā)碼、統(tǒng)一認證、統(tǒng)一清分等多業(yè)務(wù)融合功能，提高乘客的出行效率，促進城市間的交通整合。

關(guān)鍵詞：軌道交通;互聯(lián)互通;二維碼;跨區(qū)域乘車

中圖分類號：U293.2;TP311.5 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）18-0020-02

0 引言

在大數(shù)據(jù)、“互聯(lián)網(wǎng)+”浪潮的推動下，信息技術(shù)不斷地推動城市軌道交通行業(yè)向數(shù)據(jù)化、智能化、互動化方向發(fā)展。為促進城市的提升和組合發(fā)展，十三五規(guī)劃將推動我國打造全新的軌道交通系統(tǒng)。

在自動售檢票系統(tǒng)領(lǐng)域，以互聯(lián)網(wǎng)云購票、二維碼進出站、NFC閃付進出站等為代表的新一代移動支付技術(shù)在各地鐵城市迅速推廣，使得城市軌道交通行業(yè)在迅速發(fā)展的同時，也對AFC系統(tǒng)建設(shè)的要求趨向于復(fù)雜化和多樣化。

1 研究背景

1.1 行業(yè)背景

截至2018年末，浙江省已獲得發(fā)改委批復(fù)軌道交通建設(shè)有杭州、寧波、溫州、紹興、金華、臺州等，目前已開通運營城市主要有杭州、寧波和溫州。

在票務(wù)標準制定上，各地軌道交通均制定適用于本地特點的《自動售檢票系統(tǒng)技術(shù)標準》，其線路建設(shè)時均按照統(tǒng)一技術(shù)標準來推進實現(xiàn)本地票務(wù)的互聯(lián)互通，而由于技術(shù)問題、各地軌道交通投資建設(shè)與運營管理等情況，無法做到在軌道交通城市之間的互聯(lián)互通。因此需要建立起一套統(tǒng)一的互聯(lián)網(wǎng)票務(wù)系統(tǒng)來實現(xiàn)城市間的一碼通用。

1.2 預(yù)期目標

跨區(qū)域城市軌道交通二維碼乘車方案，可實現(xiàn)跨區(qū)域城市間軌道交通票務(wù)互聯(lián)互通，為方便大眾出行提供有力支撐，為各地主管部門改善服務(wù)提供決策支持。

該方案在公眾出行層面，可以改善乘客的支付體驗，提高出行效率。在軌道業(yè)主層面，降低車站人員工作量，減少車站運營成本;降低自動售票機TVM的研制費用、節(jié)約建設(shè)成本;減少實體票卡的使用，降低車票采購、制作、流通成本，減少車站現(xiàn)金管理壓力;虛擬化車票可以促進乘車憑證的實名登記，提高軌道交通運營安全性。

1.3 系統(tǒng)基礎(chǔ)

為實現(xiàn)跨區(qū)域城市軌道交通二維碼乘車，需依托于一套基于新型支付的城市軌道交通互聯(lián)網(wǎng)票務(wù)跨區(qū)域互聯(lián)互通系統(tǒng)平臺。

整套系統(tǒng)需采用最新的最適用的互聯(lián)網(wǎng)票務(wù)的場景模型和關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)票務(wù)跨區(qū)域支付的需求;同時需要實現(xiàn)與傳統(tǒng)的AFC系統(tǒng)的友好對接，確保傳統(tǒng)AFC系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。

2 方案設(shè)計及初探

2.1 方案概述

跨區(qū)域城市軌道交通二維碼乘車方案，基于二維碼國家標準，設(shè)計一套全省通用的軌道交通二維碼標準，讓乘客使用一個用戶端載體享受省內(nèi)多地乘車二維碼服務(wù)，為乘客提供更加便捷、高效的過閘體驗。

跨區(qū)域城市軌道交通二維碼乘車方案的實現(xiàn)，需從系統(tǒng)設(shè)計、移動應(yīng)用設(shè)計、終端設(shè)備設(shè)計等幾個關(guān)鍵點入手，解決現(xiàn)有的技術(shù)難點。

2.2 系統(tǒng)設(shè)計

2.2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

城市軌道交通互聯(lián)網(wǎng)票務(wù)跨區(qū)域互聯(lián)互通系統(tǒng)平臺主要由移動應(yīng)用App、統(tǒng)一云票務(wù)系統(tǒng)平（以下簡稱“iTPS”）和云清分系統(tǒng)（以下簡稱“iACC”）組成。為了實現(xiàn)全省城市軌道交通的互聯(lián)互通，統(tǒng)一云票務(wù)系統(tǒng)通過云清分系統(tǒng)與各個城市自身票務(wù)系統(tǒng)（以下簡稱“AFC”）進行適配，以致于完成雙方的數(shù)據(jù)對接。

互聯(lián)網(wǎng)端，統(tǒng)一云票務(wù)系統(tǒng)與省軌道交通APP后臺系統(tǒng)、第三方支付系統(tǒng)等進行數(shù)據(jù)交互以實現(xiàn)二維碼展示、訂單推送、支付申請、用戶信息同步等功能。

整套城市軌道交通互聯(lián)網(wǎng)票務(wù)跨區(qū)域互聯(lián)互通系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

2.2.2 功能設(shè)計

省內(nèi)多個城市軌道交通票務(wù)系統(tǒng)平臺與統(tǒng)一云票務(wù)系統(tǒng)平臺、云清分系統(tǒng)平臺、移動應(yīng)用平臺組成了一個完整的省內(nèi)互聯(lián)互通二維碼乘車實現(xiàn)方案。如圖2所示，系統(tǒng)相互之間通過統(tǒng)一接口規(guī)范與業(yè)務(wù)流程耦合，最終實現(xiàn)各城市之間使用省軌道交通APP乘車二維碼過閘的互聯(lián)網(wǎng)票務(wù)場景。以下對各系統(tǒng)平臺的功能進行說明：

（1）移動應(yīng)用平臺（省軌道交通APP）。作為與乘客發(fā)生直接交互的移動用戶端，省軌道交通APP最核心的功能為向乘客提供統(tǒng)一二維碼出行服務(wù)。通過接入統(tǒng)一云票務(wù)平臺，為乘客提供二維碼乘車服務(wù)請求、乘車二維碼展示、支付以及其他的交通服務(wù)等功能。

（2）統(tǒng)一云票務(wù)系統(tǒng)平臺（iTPS）。部署于省軌道交通集團的云服務(wù)上，主要負責(zé)發(fā)碼管理、授權(quán)中心管理、用戶管理、訂單管理以及相關(guān)的第三方對接、清結(jié)算等功能。云票務(wù)系統(tǒng)與云清分系統(tǒng)通過專線相連，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的對接。

（3）云清分系統(tǒng)平臺（iACC）?；诂F(xiàn)有的ACC系統(tǒng)及線網(wǎng)結(jié)構(gòu)，用技術(shù)手段部署于各城市軌道單位的生產(chǎn)網(wǎng)內(nèi)，主要負責(zé)CA中心管理、OD匹配、票價計算、站點管理、行程管理、自動對賬等與省iTPS系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換。

（4）城市軌道交通票務(wù)系統(tǒng)平臺（城市AFC）。省內(nèi)接入互聯(lián)互通系統(tǒng)內(nèi)的城市的票務(wù)系統(tǒng)，實現(xiàn)本地的二維碼整體過程，并實現(xiàn)與閘機終端的進出站驗證處理等。

（5）第三方支付（如微信、支付寶、銀聯(lián)）。通過iTPS系統(tǒng)接入，實現(xiàn)用戶進出站后的扣費處理。

2.2.3 二維碼業(yè)務(wù)流程設(shè)計

省內(nèi)互聯(lián)互通二維碼乘車流程主要包括二維碼的生成與發(fā)放、驗碼與過閘、訂單生成與支付。

整個乘車流程的實現(xiàn)，其背后的具體二維碼業(yè)務(wù)流程分為以下幾個部分：

（1）密鑰管理與分發(fā)。iACC系統(tǒng)的CA中心產(chǎn)生基于國密標準（SM2）的公私鑰對，公鑰通過與ACC的接口采用參數(shù)的形式下發(fā)到閘機端進行保存，以便于二維碼的驗證。私鑰通過與省級iTPS系統(tǒng)平臺的接口推送到省級iTPS系統(tǒng)平臺，平臺使用推送的私鑰實現(xiàn)二維碼的票務(wù)簽名。

用戶在APP端向省級iTPS平臺注冊帳戶后，進行信用支付的綁定（支持銀聯(lián)、微信、支付寶等互聯(lián)網(wǎng)支付通道的小額免密信用支付），并向省級iTPS系統(tǒng)平臺申請代表用戶身份的二維碼，二維碼本身支持一段時間的離線。平臺采用iACC系統(tǒng)的私鑰進行加密后的二維碼信息發(fā)送至用戶APP。

（2）二維碼過閘流程設(shè)計。用戶持APP二維碼向閘機展示以進行掃碼。閘機識別到二維碼后，對數(shù)據(jù)進行解碼與驗證，驗證成功后，即進行允許用戶通行的動作，驗證不成功則拒絕用戶過閘。

（3）交易文件上傳與行程訂單生成流程設(shè)計。閘機在驗證成功后，異步將交易數(shù)據(jù)進行上傳，并通過SC、LC、ACC層級上傳至iACC系統(tǒng)平臺上。iACC系統(tǒng)接收到交易文件后進行入庫動作，入庫完成后通過OD匹配模塊對進出站數(shù)據(jù)進行匹配計算，生成相應(yīng)用戶的進出站行程訂單，并通過票價計算模塊計算行程應(yīng)付票價。

（4）請款與清結(jié)算設(shè)計。iACC系統(tǒng)將產(chǎn)生的行程訂單推送到省級iTPS系統(tǒng)平臺上，由省級iTPS系統(tǒng)平臺產(chǎn)生交易訂單，并向第三方支付渠道申請扣費，且將扣費結(jié)果進行返回與清算。省級iTPS系統(tǒng)平臺把交易訂單的扣費信息與相應(yīng)的用戶信息通過接口返回iACC系統(tǒng)實現(xiàn)訂單結(jié)算，并將交易回導(dǎo)入ACC系統(tǒng)以實現(xiàn)清分與客流統(tǒng)計等功能。

2.3 終端設(shè)備設(shè)計

為實現(xiàn)跨區(qū)域城市軌道交通二維碼乘車方案，終端設(shè)備也需要進行相應(yīng)的改造。其中，讀寫器應(yīng)支持二維碼的掃碼功能，并要求在二維碼的識別上符合運營對于票務(wù)處理流程的速度與安全性要求。閘機需要具備二維碼讀取功能，并連接讀寫器進行二維碼票務(wù)處理。閘機終端軟件的設(shè)計與變更要在不改變即有票卡邏輯的基礎(chǔ)上實現(xiàn)對于二維碼的識別，并對接iACC系統(tǒng)以實現(xiàn)票務(wù)邏輯，將交易報文進行上送與處理。

2.4 移動應(yīng)用設(shè)計

省軌道交通APP以城市軌道交通業(yè)務(wù)為切入點，以高頻、剛需的交通出行的用戶群體為基礎(chǔ)，運用二維碼技術(shù)，為用戶提供跨區(qū)域的交通出行移動支付基礎(chǔ)服務(wù)。它提供掃碼乘車功能，可在地鐵、公交等交通領(lǐng)域享受“先乘車后付費”的便捷出行服務(wù)。

3 結(jié)語

城市軌道交通互聯(lián)網(wǎng)票務(wù)跨區(qū)域互聯(lián)互通，是一項符合國家政策導(dǎo)向、發(fā)展區(qū)域聯(lián)動的重要舉措，是城軌企業(yè)服務(wù)社會、為乘客提供便利的積極舉措，對區(qū)域交通出行和互聯(lián)互通有重要意義。城市軌道交通之間的互聯(lián)互通已經(jīng)成為一個趨勢，高頻、快捷、智能的出行體驗正在拉近城市與城市之間的距離。

參考文獻

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