“互聯網+票務”在地鐵AFC系統的支付應用研究

摘 要：城市軌道交通長期以來一直以單程票和交通卡作為主要票種，因為其符合市民出行支付習慣而受到青睞。但是傳統票種充值難、易遺失損壞、制作流通成本高的缺陷也凸現出來。隨著銀行卡閃付功能的興起，第三方支付平臺的成熟，智能手機NFC功能的廣泛應用，Apple Pay的問世，本文將研究“互聯網+”支付方式，采用虛擬化車票的支付應用，探索軌道交通方便快捷、安全有效、乘客所喜聞樂見的支付方式。傳統AFC系統的交易方式是脫機交易，為保證系統架構的延續性，本文將充分融合“互聯網+”的優勢，研究多樣化支付方式在不同階段應用。通過第三方支付的二維碼購票、手機電子票進出站在軌道交通票務支付的應用，探索地鐵“互聯網+”支付的發展之路。為適應上軌道交通多級票價、要檢查進出站次序、客流量大、單位時間過閘人數多的特點，本文展望在第三方支付購兌票機和手機票應用、即“線上購票、線下檢票”的基礎上，對二維碼進出站、Apple Pay等支付方式進行設計和改進，實現“線上購票、聯機檢票”，更好地提高上海地鐵的公共服務能力。

關鍵詞：軌道交通；第三方支付；電子虛擬票；二維碼；手機票

城市軌道交通是公眾出行重要方式，也是城市交通大動脈，屬于典型小額多次的應用。傳統的軌道交通支付方式主要是“現金+IC卡”的支付方式，乘客需要準備現金，給交通卡充值或者在自動售票機前購票。由于排隊充值或購票時間較長，支付效率不高，乘客出行體驗較差，影響地鐵運營的服務質量。

一組數據也能說明軌道交通傳統支付方式的弊端：上海地鐵客流從2011年的12.8億人次上升到2015年的17.8萬人次，單程票的使用比例卻從2011年的19.08%下降到2015年的16.92%。2015年單程票每天流失量1.95萬張，按每張采購成本2.13元計算，一年僅單程票流失的就給地鐵運營造成了1522萬元的經濟損失。車站的票務收入的現金總量從2011年的79.5億元，激增到2015年的91.4億元，增加了金融管控的風險。另外，傳統支付方式造成車站運維成本較高，自動售票機因為紙幣識別器等模塊研制成本較高，車票采購、制作、流通管理成本較高。

傳統軌道交通AFC系統網絡架構是一個較為成熟的網絡架構，但也是一個封閉的網絡架構，支付方式只支持脫機支付，且只有在出站時計費和支付。通過每日與外部系統對帳，交通卡的交易資金才會轉入地鐵指定的帳戶。 “互聯網+”與傳統行業深度融合，推動經濟形態不斷演變，給傳統AFC系統提供了改革、創新、發展的網絡平臺。通過互聯網平臺的支付，可以把乘客的支付資金實時轉入軌道交通指定的支付寶帳戶，資金實時到賬。

上海軌道交通在探索互聯網支付方式的道路上，作過很多嘗試，中移動2.4G手機錢包，銀行IC卡早已有之，市民乘客也并不陌生。互聯網支付發展趨勢主要是二維碼支付和銀聯的閃付。二維碼支付的方式比較簡單，只要在智能手機上安裝第三方支付應用即可支付，但是終端設備必須進行聯機交易。近距離非接觸式支付也具有安全快捷等特點。

近年來電商平臺、網絡購物的蓬勃發展和智能手機的快速普及，促進了互聯網支付的發展，培養了很多對支付寶等互聯網支付平臺較為熟悉的消費群體，這個為二維碼支付設備的研發具備了條件。廣州、深圳等城市軌道交通推出支付寶購買單程票的服務，但是該購兌票機不接入地鐵AFC系統，給設備監控、數據管理造成困難。廣州地鐵在APM線推出二維碼過閘的方式，進站聯機驗票，因APM線不接入軌交路網，存在單一票價等缺陷，而且僅限用于客流較小的線路，每天使用二維碼進站支付的客流約為100-200人。

1 “互聯網+”支付的探索

結合互聯網支付方式的發展特點，研究乘客使用虛擬化支付或電子化貨幣支付，進出軌道交通車站，逐漸淘汰對實體車票的使用。通過研制云購票機和手機票，探索互聯網支付的實現方式。

乘客可以利用手機支付寶、微信、付費通在云購票機上購買或兌換車票。乘客用網上購票的二維碼兌換券或現場購票的付款二維碼在在云購票機上進行掃碼。經過聯機認證以后，云購票機會根據乘客所選擇的票種完成相應的出票。地鐵與第三方支付平臺進行結算。

采用云購票機與第三方支付平臺直連的方式，機構較為成熟簡單，響應速度快。云購票機采用主輔機結構，主機和輔機通過串口通信，符合安全等保測評要求。主機負責業務邏輯判斷處理，輔機與第三方支付平臺交互。付款碼每60秒更新，采用RSA公私鑰對，保證購兌票交易的安全性。為保證交易完整性，云購票機在發生網絡故障時，打印小票，由車站服務中心進行票務處理，進行補票或引導乘客退款。

手機票因為其安全性高、文件結構可以自行定義、過閘速度快，在上海地鐵有比較成熟的應用。2010年就推出中移動2.4G手機錢包。銀行IC卡在上海地鐵支付應用的同時，也推出了手機銀行卡，中移動手機用戶可以綁定一張浦發銀行卡，開通軌交支付功能。

除地鐵票種外，銀行IC卡、交通卡其它票種均已實現手機支付應用。隨著迪斯尼園區開通，一日票三日票廣受乘客歡迎，上海軌道交通亟需研發地鐵手機票。通過與運營商合作研制推出手機.apk文件，乘客安裝了這個.apk文件以后，可以通過手機應用購買下載一日票、三日票、儲值票等票種，刷NFC手機進出地鐵站，NFC手機與地鐵AFC系統終端設備無線近場通信。地鐵與移動運營商進行結算。

手機票主要實現方式主要是：移動運營商在安全模塊SE（手機芯片）內為地鐵手機票開辟一塊輔助安全域SSD，存放手機票數據，TSM平臺通過安全通道SCP下載和管理手機票數據。地鐵票務部門生成手機票發卡數據，通過加密機對發卡數據文件加密，將發卡數據文件交給TSM平臺。乘客申請時，TSM平臺用共享密鑰或通過專線申請密鑰的方式對發卡數據文件進行解密。用臨時密鑰對數據加密，通過SCP通道下載到手機。手機applet用臨時密鑰對這些數據解密，完成寫卡。

乘客可以在網上商城選擇購買車票，乘客可以在app上看到已購買的車票，這時手機票數據還存儲于TSM平臺數據庫中，在下載到手機之前乘客可以選擇退票；乘客可以從已購買的車票中，選擇下載車票，這時手機票數據通過SCP通道下載到手機中，一經下載，不能退票；乘客可以在不同車票間切換，即激活車票；乘客首次刷當前車票，即可啟用這張車票。

2 “互聯網+”支付的應用

通過“互聯網+”支付方式的研究，在二維碼支付和無線近距離支付方面都取得了階段性成果，云購票機和手機票作為第一階段的研究成果先期應用于運營服務中。“互聯網+”支付前期的探索，主要是把地鐵AFC由原來封閉的網絡架構，過渡到和互聯網連接的開放的網絡架構。

乘客通過第三方支付平臺的手機應用，在云購票機上用手機二維碼掃碼的方式，可以當面支付購買車票，或網上支付的兌票碼兌換車票。二維碼購票最大的優勢在于，乘客只需在手機端安裝支付寶等第三方支付應用，就可以在不同城市的軌道交通購票，而不受不同軌道交通運營商的手機應用的束縛。

乘客可以通過手機應用，購買和下載手機電子票，直接刷手機進出地鐵站。手機票的研究主要體現了三點創新之處：

1）在不改動全路網讀寫器程序的前提下，通過對手機票文件的規劃定義和卡片操作系統applet的研發，實現傳統地鐵一日票、三日票等實體票向電子票、虛擬票的轉化，在手機應用上在線購買、在線發卡。

2）研究成果支持手機支付所有方案：全終端方案、SIM卡方案、SD卡方案。所研發的.apk文件和applet支持下載日票、次票，對儲值票進行充值。卡片COS沿用了軌道交通復合消費文件結構，幫助乘客判斷過期等卡片信息。讀寫性能符合軌道交通快速過閘的要求。

3）地鐵票務部門由過去發行票卡，改為現在發行票卡數據。TSM平臺向地鐵方提出卡號、卡類型、數量等訂單信息。地鐵完成發行票卡數據后，TSM平臺負責對發卡數據進行存儲管理。

“互聯網+票務”的發展趨勢，把O2O的概念引入地鐵支付，網上購票、在線取票、聯機驗票正在成為可能。手機票的實施，讓實體車票做減法，電子車票做加法，方便乘客的同時，也減少了軌道交通的運營成本。

在云購票機和手機票的應用的基礎上，為研究二維碼過閘、Apple Pay的支付方式積累經驗。因為二維碼過閘、Apple Pay在技術上存在無法記錄進出站點、閘機聯網安全性認證、后付費技術、信用消費等問題，需要在云購票機和手機票應用的基礎上，進行經驗總結和改進，逐步實現實體車票向“互聯網+票務”更高階段的發展。

3 實現“互聯網+”支付的意義

“互聯網+票務”的研究和使用，可以產生一系列經濟效益和社會效益。首先可以改善乘客的支付體驗，提高支付效率。降低車站人員工作量，減少車站運營維護成本；降低自動售票機TVM的研制費用，從而節約新線的建設成本；減少實體單程票的使用量，可以降低車票采購、制作、流通的管理成本；減少交通卡的使用量；減少車站現金的管理壓力；虛擬化車票可以促進乘車憑證的實名制登記，提高城市軌道交通安全性。

“互聯網+票務”應用以后，軌交車票資源將整合到手機或其它移動終端上，可以像跑步軟件一樣記錄乘客的出行軌跡，從而掌握乘客的換乘路徑。通過后臺計算，向乘客推送經過優化的一條線路，在客觀上起到均衡不同線路客流、提高運能的作用。

研制和推出手機票的一項重大意義，在于可以拓寬地鐵車票的銷售渠道。因為與手機廠商或移動運營商合作，軌道交通票務部門可以從過去的發行票卡，變為現在發行票卡數據，把票卡數據存儲于運營商管理平臺上，由運營商對票卡數據進行管理銷售。乘客在手機終端上購買車票后，運營商把票卡數據下載到乘客手機應用上。通過這個方式，可以起到降本增效、提高運營收入的效果。

4 展望

二維碼購票和手機票為探索軌道交通票務新模式提供了很好的示范效應，但應用上有一定局限性。二維碼購票，仍然沒有擺脫對實體票的依賴。云購票機是典型的O2O模式（Offline to Online），乘客手機端可以脫機，但軌交支付終端必須在線扣款。二維碼支付需要一定等待時間。手機票的應用，也受到移動運營商的限制，沒有實現電子貨幣的直接支付。二者沒有從根本上實現“互聯網+票務”的支付方式。“互聯網+票務”支付應用的探索，需要把握互聯網支付的發展趨勢，結合軌道交通出站計費、安全認證、快速通行的特征。

為進一步探索“互聯網+”支付的應用，可研究二維碼進出站的可行性。過去軌道交通主要是先付費模式，例如交通卡先充值進出站再扣款。二維碼進出站，則是后付費模式，采用帳單的方式進行扣費，需要建立一定信用體系。在聯機狀態下，二維碼進出站可有效扣款，但過閘體驗較差。在脫機狀態下，二維碼進出站可快速通行，但存在不能扣款的風險。需要兼顧運營安全、資金安全，在技術上解決二維碼無法記錄進出站點、快速通行等問題。

通過建立健全互聯網業務交易接口和流程規范，搭建票務系統與互聯網業務系統之間安全通暢的技術框架，需要實現互聯網用戶系統、帳戶體系，嘗試虛擬售票、虛擬檢票，拓寬掃碼支付、無線非接支付、聲波支付等支付渠道，促進傳統軌道交通票務業務轉型升級，不斷提高地鐵行業信息化服務水平。

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作者簡介：

龔迥（1982-），男，漢族，浙江杭州人，本科，中級職稱，研究方向：軌道交通AFC系統支付新技術。