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)目前支持的車票支付類型主要有軌道交通專用車票(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。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票支付的種類，更好地為各種類型的乘客提供購(gòu)票選擇，方便乘客便捷乘車，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)、車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、終端設(shè)備(讀寫器)、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，包括讀寫器、車站終端、車站(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 卡專用讀寫器性能測(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 讀寫器設(shè)計(jì)

支持金融IC 卡的讀寫器是為13.56 M 的非接觸式IC 卡讀寫器，是一個(gè)功能獨(dú)立、具有安全認(rèn)證模塊配合，在其讀寫范圍內(nèi)可進(jìn)行車票分析或車票交易的軟、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)功能的讀寫器，并且讀寫器還需具備以下業(yè)務(wù)邏輯。

(1)車票檢測(cè):通過(guò)軟件能夠檢測(cè)到車票的存在及種類，并根據(jù)其種類進(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)別多張車票的存在，并做出相應(yīng)處理或不處理動(dòng)作。

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

(4)密鑰雙向認(rèn)證:讀寫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)車票讀寫:根據(jù)交易流程完成對(duì)車票的讀寫功能。

(6)交易檢查:讀寫器能夠利用存儲(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用車票、城市公共交通卡、2.4 G 手機(jī)支付交易流程。

2.2 車站終端設(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消費(fèi)功能。

閘機(jī)的金融IC 卡合法性分析包括卡類型、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，讀寫器讀寫金融IC 卡時(shí)需要公鑰認(rèn)證，閘機(jī)需要實(shí)時(shí)從車站計(jì)算機(jī)接收公鑰參數(shù)并保存本地，通過(guò)讀寫器通信接口下發(fā)到讀寫器終端生效。

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 卡乘車時(shí)，如出現(xiàn)故障不能正常進(jìn)、出站，可到車站客戶服務(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 車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng))

車站計(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)異常或欺詐，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)管理部門完成包括在車站中添置相應(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票支付種類。金融IC 卡在上海軌道交通應(yīng)用后，新增了一種車票支付類型，不僅有助于更好地為各種類型的乘客提供購(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.