基于新型支付技术在城市轨道交通自动售检票系统中的应用研究 薛万彪
【期刊名称】《《机电工程技术》》
【年(卷),期】2019(048)009
【总页数】4页(P186-189)
【关键词】二维码支付; 闪付; 新型支付; 自动售检票; 城市轨道交通 【作 者】薛万彪
【作者单位】深圳达实智能股份有限公司 广东深圳 518057
【正文语种】中 文
【中图分类】U231
0 引言
地铁乘车的互联网应用随着“互联网＋”的浪潮不断发展，自动售检票系统（automatic fare collection，AFC）的介质从最初的纸票、非接触式IC卡（M1、CPU）发展到二维码支付和银联闪付的新型支付方式［1］。在地铁自动售检票应用领域，二维码开启了与非接触式智能卡交易完全不同的技术路线，并且从“互联网＋现场人工换票”的模式进化升级到“互联网＋自助过闸”的模式［2］。
新型支付技术的代表有腾讯的支付、阿里的支付宝、及银联的闪付卡，其中大家最熟悉的莫过于和支付宝的二维码支付。
1 基于新型支付技术在自动售检票系统的应用方案
二维码是按一定规则在平面（二维方向）用黑和白像素进行的编码，其中黑代表二进制的“1”，白代表二进制的“0”。二维码具有高信息含量、高可靠性、低成本的优势，可表达各种不同的信息（数字、文字、声音、图像等）。地铁票务系统利用二维码的信息优势进行起始站和终点站、票价、购票时间等票务信息的采集、处理、分析、分发存储等。
目前，国内多地城市轨道交通AFC系统已陆续研究和使用二维码支付过闸，下面从车票载
体、车票识别设备和车票异常处理，以及端和后台支付等的业务流程和功能模块角度分析整个实现过程。［3］ 1.1 新型车票的载体
新型支付技术带来电子车票，如上所述包括二维码和银联闪付卡［4－5］。二维码的载体目前主要有3种，分别是手机APP，乘车码和支付宝乘车码，不同的载体导致发码单位可能不同。银联闪付卡的载体就是由各商业银行发行的支付闪付功能的银行卡。
无论上述二维码车票是哪种载体，主要流程就是手机端拉出二维车票，扫码时闸机读到二维码车票后，对二维码车票信息进行计算验证，然后连接支付平台扣费。如果是银联卡则是直接类似储值卡那样直接刷卡过闸。
业务数据流如图1所示。
图1 新型支付数据流
下面分析下该支付技术是怎样实现的。新型支付技术主要涉及手机APP，车站设备和后台
支付系统，车站设备主要有两种：一是自动检票机（AGM），二是半自动售票机（BOM）［6］。
1.2 新型车票识别设备
在城市轨道交通里，识别二维码的主要设备就是自动检票机。
二维码自动检票机（iAGM）设备在满足实现传统的单程票和储值票过闸外，在设备软件方面，需定义一套实用规范的驱动程序编写标准，使用统一的API接口，实现模块化处理，简化了设备模块驱动的开发难度和复杂度，并且降低了维护的难度。二维码自动检票机的软件框架设计如图2所示。
图2 二维码自动检票机软件架构图
该软件把接入业务封装成一个公用的模块，各类设备统一使用该接入模块实现互联网业务。接入示意图如图3所示。
图3 二维码自动检票机接入方式示意图
基本网络的情况，iAGM需支持在线和离线两种运营模式，如果网络畅通，则在线实时计费扣款。如果网络不通，则先由自动检票机分别记录进站和出站信息，待网络恢复后，将交易传输到支付平台进行配对，最后完成扣费。
当iAGM与互联网支付平台的网络连接良好时，乘客将能通过电子单程票（二维码、手机NFC）刷闸进行进出站，单台检票机的电子支付故障不会影响其他检票机的正常互联网电子支付功能，并能向本站系统提供报警信息。
此外，二维码自动检票机还具备自动检测模块故障功能：当自动检测到读写器有故障时，自动降级为只处理二维码的模式；当扫码读头有故障时，自动降级为只处理储值卡和单程票的模式。
接入模块为闸机业务流程提供检票验证结果并组织交易数据的检票函数。软件业务流程和模块交互流程如图4所示。
图4 二维码自动检票机模块交互时序图
1.3 新型车票异常处理
新型支付技术使用后，车站的半自动售票机（BOM）在满足传统的现金交易支付手段外，还实现了基于手机二维码的扫码支付等功能，移动支付需满足目前国内主流的第三方支付手段（、支付宝、银联），并符合《中国金融移动支付规范的要求》和现行的国家第三方支付标准，同时支持腾讯乘车码，银联标准及规范。
半自动售票机（BOM）设置于，由票务人员操作，操作员可通过半自动售票机对车票进行发售、分析、无效更新、充值、替换、退票、退款、交易查询等处理，这其中会包含一些需要乘客进行付费的业务员操作。
互联网支付BOM相比于传统的半自动售票机，实现了支付方式的多样性，既可以使用现金进行票卡业务的处理，也可以使用第三方支付方式，包括支付二维码、支付宝支付二维码、银联二维码和银联卡实体卡。
互联网支付BOM较传统半自动售票机新增的功能有：
（1）实现二维码、银联卡和手机NFC车票（虚拟电子票）的读卡、异常分析功能；
（2）实现二维码和手机NFC车票（虚拟电子票）的异常处理包括但不限于：超时更新、未
出站更新、无入站更新、退款、退票及其他乘客事务处理等业务；
（3）实现二维码和手机NFC车票（虚拟电子票）的商务车厢核准和取消核准业务；
（4）对二维码和手机NFC车票（虚拟电子票）以及既有实体票卡异常处理电子支付功能，可选用第三方支付APP（包括但不限于：、支付宝）主扫与被扫支付方式以及银联实体卡的支付方式；
（5）实现桌面和手持二维码读取模块（含回写模块）等新增模块的状态监视、模块控制、模块测试、模块复位等功能；
（6）实现二维码和手机NFC车票（虚拟电子票）以及既有实体票卡异常处理电子支付等业务交易记录生成功能。
该软件与二维码闸机一样，把接入业务封装成一个公用的模块，各类设备统一使用该接入模块实现互联网业务。
互联网支付BOM中移动支付功能涉及的模块主要有器等硬件模块、接入模块和
互联网系统平台，其设计流程较传统BOM稍为复杂，但是结构化的设计使得软件程序具有很好的稳定性和通用性。
其中，和读写器模块提供票卡数据，接入模块为互联网支付BOM业务流程提供验票、补票等业务接口，由BOM发出联机请求，通过互联网系统平台的联机分析和处理，最终返回到BOM上与操作员和乘客进行交互，并组织交易数据。软件业务流程和模块交互流程如图5、图6所示。
1.4 手机APP与支付平台
在手机上安装一个地铁的APP，绑定支付方式后（、支付宝或银联卡）便可随意乘车。［7］
图5 互联网支付BOM软件业务流程图
二维码支付图6 互联网支付BOM模块交互流程图
首先，APP基本功能包括用户注册、支付绑定、乘车码、乘车记录查询，账号管理等。主要是乘车码模块，该模块需与支付平台对接生成电子车票。
支付平台主要模块有账号管理、交易管理、车票管理、支付管理、对账管理、设备监控、网络监控等。账号管理与手机APP的账号统一，车票管理就是手机请求时生成电子车票信息发送给APP，交易管理主要接收闸机和车站计算机（SC）的交易数据，支付管理主要是与支付单位对接请示支付并接收支付结果。
1.5 信息安全方案
自动售检票系统设备为地铁生产网络设备，为保证网络和数据安全，须对这些设备连接互联网进行限制。通过防火墙策略只允许自动检票机和半自动售票机IP地址访问后台支付系统，禁访问互联网。与腾讯或阿里或银联的支付渠道，统一由支付平台通过互联网与其对接。［8］
为防止终端设备遭受互联网的入侵，通过防火墙策略禁止互联网IP到AFC生产网络任何主动访问。同时开启互联网从防火墙到AFC系统网络方向的入侵防御和防病毒功能。［9］
2 应用成果
该新型技术在深圳地铁进行的验证使用，自应用后，乘客使用互联网支付应用的比例逐渐
上升，电子现金的使用比例也在逐步增加。以前单程票票卡使用率占比14.30%，储值票票卡使用率占比84.50%，新型支付技术应用后单程票的使用比例下降约为4.90%，储值票的使用比例下降约为49.60%，新增的乘车码票卡使用率为41.80%，银联闪付卡票卡使用率为3%。而且新型支付票卡有逐步上升的趋势。新型支付票卡的应用情况如图7、图8所示。
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