關(guān)于地鐵AFC系統(tǒng)的應(yīng)用與研究

1 前言

現(xiàn)階段地鐵的運行基本上都是通過AFC系統(tǒng)實現(xiàn)乘客費用的計算和支付。乘客在起始乘車站使用交通卡刷卡進站，在出站時刷卡完成一次乘車計費支付，使地鐵運行管理的效率得到了良好的提升。目前，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展非常迅速，AFC系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)之間深入結(jié)合，使AFC系統(tǒng)在地鐵運營中的應(yīng)用朝著更加智能化方向發(fā)展，提高了AFC系統(tǒng)在地鐵運行中應(yīng)用的水平。

2 AFC系統(tǒng)構(gòu)成

AFC系統(tǒng)的運行是全封閉式，使用非接觸式IC 卡作為車票介質(zhì)，通過計程收費方式完成乘客乘車費用的計算和收取。系統(tǒng)結(jié)合不同的功能，主要分為以下幾個部分。首先是車票部分，這是乘客用來支付乘車費用的介質(zhì)，車票形式有單程票和儲值卡兩種形式；另外是車站終端設(shè)備部分，終端設(shè)備主要是指在各個車站站廳設(shè)置的，能夠為乘客提供售票、檢票、退票等服務(wù)的設(shè)備；再者是車站計算機系統(tǒng)部分，主要是進行數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)管理、設(shè)備監(jiān)控、運行控制等；還有線路中央計算機系統(tǒng)部分，對系統(tǒng)中產(chǎn)生的交易數(shù)據(jù)進行收集，然后導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫中以便形成結(jié)算報表進行對賬；最后是清分系統(tǒng)部分，主要是對系統(tǒng)中有關(guān)的各運行參數(shù)進行統(tǒng)一、交易數(shù)據(jù)清分和對賬，對票務(wù)管理、運營管理和系統(tǒng)維護管理等有明確的技術(shù)要求[1]。

在現(xiàn)在的信息環(huán)境下，AFC系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)融合后系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能夠得到進一步擴展，系統(tǒng)應(yīng)用更加智能化、信息化，對原有AFC系統(tǒng)的閘機進行改造，創(chuàng)建了多支付平臺，通過技術(shù)改造實現(xiàn)了手機二維碼掃碼過閘機，同時也確保了網(wǎng)絡(luò)安全。AFC系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)的深入融合，使地鐵運營整體系統(tǒng)得到了良好的優(yōu)化。

3 AFC系統(tǒng)應(yīng)用升級更新的重要性

AFC系統(tǒng)在地鐵運營中的應(yīng)用對減少票務(wù)人員檢票工作量有很好的幫助，使地鐵運營中的售票、檢票以及費用支付等工作都實現(xiàn)了自動化，為乘客乘車提供了較大便利。由于社會經(jīng)濟水平的快速提高，我國在城市化建設(shè)方面加快了進程，尤其是地鐵交通建設(shè)，為人們的出行提供了更好的服務(wù)。但是隨著地鐵交通的不斷普及，乘客量在大幅度增加，尤其是在乘車高峰時段，地鐵運營壓力在不斷增加，售檢票的工作量大大增加，AFC系統(tǒng)的應(yīng)用也出現(xiàn)了一定的不足，在自動售票機和票務(wù)中心排隊現(xiàn)象較普遍[2]。因此，需要對AFC系統(tǒng)的應(yīng)用進行升級更新，借助互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)，實現(xiàn)兩者融合。近年來，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)快速發(fā)展，電子支付方式出現(xiàn)了以手機二維碼為載體的微信、支付寶等；在地鐵AFC系統(tǒng)中，也可以利用互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)創(chuàng)建手機虛擬憑證實現(xiàn)直接進出站支付的新形式，使AFC系統(tǒng)在地鐵運營中的應(yīng)用得到改善。

AFC系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)的融合，能夠大大降低地鐵運營中工作人員的工作量，乘客利用手機二維碼掃碼進出站，可以節(jié)約購票排隊時間，降低售票機的成本投入。另外，使用手機二維碼通過實名認證后，車票和購票乘客的信息建立了綁定關(guān)系，實現(xiàn)了信息互通共享，提高了地鐵運營的安全性。AFC系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)的有效融合，彌補了傳統(tǒng)系統(tǒng)中存在的不足，乘客在選擇地鐵出行時有更好的體驗感，地鐵運行的效率更高。

4 系統(tǒng)應(yīng)用的技術(shù)實現(xiàn)手段

4.1 多種電子支付方式

根據(jù)地鐵交通卡支付技術(shù)規(guī)范中的有關(guān)規(guī)定，對手機中使用二維碼的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行了獨立設(shè)計，同時創(chuàng)建了自主發(fā)碼平臺，這樣交易數(shù)據(jù)可以不用進行跨平臺匹配，對多種第三方電子支付方式有較好的包容性。在支付方式上，有官方APP、微信、支付寶以及銀聯(lián)云閃付這幾種方式，而且官方APP 上也能夠通過其他三種支付方式完成支付，乘客可以根據(jù)自己的需求在這幾種支付方式中進行自由切換。

4.2 閘機和票務(wù)中心的改造

地鐵站中的閘機在內(nèi)外構(gòu)造上都需要進行改造，閘機外部增加了二維碼掃描器，內(nèi)部的主控板也相應(yīng)地進行了改造，安裝了二維碼處理程序，以便完成數(shù)據(jù)的交易讀取、扇門控制以及密鑰驗證以及數(shù)據(jù)存儲和上傳等工作。票務(wù)中心的終端需要在硬件和軟件上進行改造，安裝手機二維碼的手持式掃描槍，以便二維碼讀取，使乘客的交易信息能夠被查詢到，如果存在異常的情況也可以進行補登[3]。同時，中心還能夠?qū)崿F(xiàn)單程票售票、補票、交通卡充值等功能。

4.3 離線運行機制

地鐵閘機和手機發(fā)碼都能夠?qū)崿F(xiàn)離線運行，這樣可以在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)異常情況時保證其正常使用。在網(wǎng)絡(luò)通信正常狀態(tài)下，閘機是在線運行，如果網(wǎng)絡(luò)通信異常，閘機的離線機制就可以實現(xiàn)自動切換，驗證本地密鑰，使手機二維碼在掃碼過閘機時能夠保持正常，同時形成離線交易數(shù)據(jù)，在本地系統(tǒng)中進行存儲，等到網(wǎng)絡(luò)通信正常后，交易數(shù)據(jù)會上傳到前置平臺中。在線狀態(tài)下手機發(fā)碼需要借助現(xiàn)場的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，如果乘客手機出現(xiàn)信號不穩(wěn)定時，就容易出現(xiàn)難以生成二維碼的情況，乘車的效率就會受到影響。手機離線發(fā)碼機制能夠使手機在離線狀態(tài)下也可以形成二維碼，這樣使用手機二維碼掃碼過閘機時可以解決網(wǎng)絡(luò)的影響。離線發(fā)碼的次數(shù)需要有限制，在地鐵運營中才能有效控制票款流失問題。

4.4 本地前置平臺和支付云平臺的結(jié)合

這種方式不僅能夠承載本地業(yè)務(wù)，還能夠兼顧APP 和互聯(lián)網(wǎng)支付等的云業(yè)務(wù)。AFC系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)之間的安全訪問主要就是通過本地前置平臺，借助網(wǎng)絡(luò)和云平臺進行連接。它除了可以實現(xiàn)本地業(yè)務(wù)功能外，還能夠?qū)υ平K端的電子支付有關(guān)操作進行應(yīng)答。支付云平臺能夠?qū)Ρ镜厍爸闷脚_中的交易數(shù)據(jù)進行收集，同時匹配乘客的行程，將其費用進行計算，形成交易訂單，上傳到第三方支付方，進行扣費，扣費情況會發(fā)送到乘客的手機程序上。

4.5 行程控制

驗證主要是防止重復(fù)使用的行程控制方式，乘客在使用手機二維碼進行乘車時就不會出現(xiàn)重復(fù)使用、難以判別進出站順序等情況。具體來講，乘客在過地鐵閘機時，使用的手機二維碼會被閘機掃碼讀取器讀取，然后上傳到主控機程序中，對其進行驗證；在通過驗證后，還會有本地前置平臺的防重復(fù)使用驗證。在本地前置平臺中搜索查詢乘客二維碼交易記錄在交易數(shù)據(jù)庫中有沒有一樣的，如果沒有，閘機就會得到反饋信息，開閘讓乘客通行；而如果查詢到有一樣的交易記錄，反饋信息就是不通過[4]。通常，本地前置平臺中驗證結(jié)果會在千分之一秒就傳回閘機；如果超時，系統(tǒng)就會自動切換到閘機防復(fù)用狀態(tài)，這樣就是通過本地交易數(shù)據(jù)庫和二維碼進行匹配，如果不成功，就開閘；如果匹配成功，就不會開閘。這種行程控制機制能夠確保手機二維碼使用的唯一性，票務(wù)管理不會出現(xiàn)混亂。

4.6 交易匹配和補登

地鐵進出站數(shù)據(jù)交易后臺采用匹配結(jié)對計費方式，在票務(wù)中心和APP 上支持補登處理。在AFC系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，乘客使用手機二維碼在閘機進出站掃碼，閘機中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)交易上傳本地平臺時，進站要快于出站，平臺收到進站交易數(shù)據(jù)后會暫時存儲，等到出站交易數(shù)據(jù)上傳后統(tǒng)一傳遞到支付云平臺，然后進行數(shù)據(jù)交易匹配結(jié)對。如果匹配成功，就會發(fā)起扣款申請；如果在交易數(shù)據(jù)上傳中出現(xiàn)錯誤，進站和出站之間出現(xiàn)不平衡，則會根據(jù)離出站最遠的進站進行匹配。如果進出站出現(xiàn)問題扣款失敗時，乘客通過APP可以查詢到，同時可以通過票務(wù)中心或者是APP 進行補登，信息在上傳成功后，就可以進行正?？圪M。

5 技術(shù)優(yōu)勢

互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)下的地鐵AFC系統(tǒng)由于多項關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，使其具有較突出的優(yōu)勢。具體來講，其中的自發(fā)碼技術(shù)規(guī)范性更強，能夠很好地阻隔外界其他因素的影響，實現(xiàn)跨支付渠道的交易匹配；另外，系統(tǒng)中應(yīng)用的防復(fù)用行程控制不再需要乘客預(yù)先連接手機藍牙，手機不會進行數(shù)據(jù)寫入；在過閘時，乘客會獲得更好的體驗，過閘效率得以提高。再者，離線運行機制使地鐵AFC系統(tǒng)業(yè)務(wù)有更高的可應(yīng)用性，在過閘時對網(wǎng)絡(luò)的依賴性降低。同時，補登措施可以使票務(wù)中心的人工窗口工作量得到一定的減輕，且乘客排隊等候時間縮短。借助于互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)實現(xiàn)地鐵AFC系統(tǒng)升級，在實際應(yīng)用后，使用手機二維碼過閘的乘客數(shù)量逐漸增加，而在票務(wù)中心排隊辦理一卡通充值、異常處理、單程票購買等業(yè)務(wù)的數(shù)量有所降低，很好地解決了車站排隊擁堵、現(xiàn)金業(yè)務(wù)處理時間過長等問題，乘坐地鐵更加有序，提高了地鐵運營的效率。最后，AFC系統(tǒng)終端設(shè)備的故障發(fā)生率也大大降低，又因為自動售票機使用頻率相對下降，故障發(fā)生的次數(shù)減少，從而有效降低了維護工作量。

6 結(jié)語

總而言之，在如今的社會環(huán)境下，由于城市化建設(shè)的快速發(fā)展，我國的地鐵交通建設(shè)進程也在逐漸加快，而且由于信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持，地鐵運營的智能化也在不斷提升。AFC系統(tǒng)在地鐵中的應(yīng)用，使得地鐵交通的工作效率得到了提升，但是由于乘客量的大量增加，AFC系統(tǒng)應(yīng)用也存在一定的不足，借助于互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)融合AFC系統(tǒng)，可以實現(xiàn)手機二維碼掃碼過閘機的乘車方式，進一步提高AFC系統(tǒng)應(yīng)用的水平，使地鐵運營實現(xiàn)長久穩(wěn)定發(fā)展。