基于二維碼識別的地鐵售檢票系統研究

王彬

摘 要：隨著移動互聯網時代的到來，智能移動終端的覆蓋率日益提高，人們對于移動設備的使用習慣已經建立，通過手機移動支付購買地鐵票，并直接在閘機處通過掃描二維碼進行驗證，完成進出站，這樣的方式不但可以大大緩解站內購票的壓力，而且可以讓乘客更為便捷高效地乘坐地鐵出行。

關鍵詞：二維碼；自動售檢票系統；清結算中心系統

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）33-0082-02

1 概 述

目前，各個城市的地鐵客運部門都已建立了較為完善的自動售檢票系統（Auto Fare Collection，AFC），能夠完整的實現軌道交通的售票、檢票、計費、收費、統計、清分等環節的自動處理。AFC系統主要由線網級清分系統（ACC）、線路級系統（LC）、車站級系統（SC）、車站終端設備和車票五部分組成。終端設備包括有車站計算機、自動售票機、閘機、票房售票機、手持驗票機等；

車票則普遍采用的是實體卡（token幣或者方卡）作為票卡的載體，實體票卡需要定期在自動售票機中填充和回收地鐵票、錢幣，而且還會有不定量的票卡丟失及損壞，會造成運營管理成本的提高，在檢票過閘時，還容易出現檢票排隊耗時長，尾隨逃票、漏票的問題。二維碼是一種比一維碼更高級的條碼格式，在水平和垂直方向都可以存儲信息，可以存儲漢字、數字、圖片等信息，使用二維碼作為電子票載體，具有低成本、易維護的特點。

2 基于二維碼檢票需要解決的問題

使用傳統的實體車票進、出站過閘檢票時，閘機可以將檢票信息寫回到車票，這樣檢票信息就保存在了車票上，以車票為載體實現了信息的出、入口傳遞，從而可以在閘機離線的情況下，完成出入站的檢票工作。

在二維碼過閘檢票的方式下，閘機是通過圖像處理技術實現對二維碼票據的識別，閘機與手機之間并有任何通信接口，因此無法將檢票信息寫回到手機端，從而也就不能按照原有實物票的方式在離線的模式下工作。因此會帶來很多需要解決的問題，例如電子票比實物票更容易復制、分發，逃票乘客可以通過互換電子票，用低價票乘坐超程距離；離線模式下，如何判斷是否乘車超時；手機丟失、掉電關機等異常情況下的如何使用電子票出站；在降級模式下、應急模式下，電子票的處理方式需要重新設計。

3 系統方案設計

3.1 軟件架構設計

現有的AFC系統已經是一套成熟完整的系統，已經在軌道交通中得以成熟的應用；在引入補充的同時不能對現有系統帶來過多的影響，這點在系統設計時是一個原則。因此，該互聯網售票系統應建立在原有AFC 系統基本不變的前提下，是疊加在現有系統上的子系統，需要分開獨立建設，如圖1所示。

整個系統主要由APP系統、票務數據計算分析系統、ACC接口服務系統組成，其中APP系統主要實現購票、兌/檢票、用戶管理和認證；票務數據計算分析系統，實現消息發布和推送系統、日志采集和和分析系統、報表系統，而ACC接口服務系統主要負責完成與ACC系統的交互業務。

系統的軟件架構，如圖2所示。

這種面向大量用戶的互聯網購票系統，需要面對高并發用戶、大流量訪問，同時要高可用，提供不間斷服務，需求也會快速變更，可擴展性要好?；谝陨峡紤]，系統部署采用Keepalive和LVS直接路由模式的高可用負載集群系統、高可用緩存系統、主備高可用數據庫系統，并支持數據庫讀寫分離。其中，LVS（Linux Virtual Server）負責實現負載均衡，Keepalived 基于 LVS ，并與 LVS 高度融合，監控 LVS 下所有真實服務器健康狀態，并通過健康健康狀態動態調整 LVS 的復雜均衡轉發權重和規則，并且同時保證具備熱備功能。系統部署情況，如圖3所示。

3.2 業務流程設計

每個乘客可以使用自己的賬號一次購買多張電子票，但乘坐地鐵時，每次只能兌換使用一張電子票，進站時，對未使用過的電子單程票生成進站二維碼；出站時，僅對已經激活且未出現超程的電子單程票生成出站二維碼；對于已經標記進、出站且處于激活狀態的電子單程票，在乘客出站后，系統將其置為失效。完成本次進出站后，可以兌換使用其它電子票。如圖4所示。

具體的進出站流程共需要以下8步，分別為：

S1：移動智能終端（如手機、平板電腦等設備）安裝客戶端APP，入站前用戶登錄客戶端App；S2：入站前，用戶點擊購買的電子票，移動智能終端開始通過網絡向后端平臺請求生成進站消費憑證，后端平臺生成含有序號、生成時間、金額的進站消費憑證，返回給客戶端；S3：準備入站時，移動端生成包含所述進站消費憑證和用戶ID的入站二維碼A，完成電子票的兌換激活；S4：入站時，入站檢票終端通過掃描入站二維碼A，獲取進站消費憑證和用戶ID，驗證票據的合法性，對比二維碼的生成時間與檢票終端的時間差（后端平臺的時間與AFC/ACC系統的時間會周期同步）解決手機錄屏轉發的問題，若合法，則允許乘客進站，并上傳該入站信息；S5：出站前，打開移動智能終端的客戶端App，系統將提醒用戶是否已經進站，同時終點站是否需要變更，如果不變更終點站，點擊確認；如果需要變更，用戶點擊變更站點，系統根據用戶選擇的站點重新計算票價，判斷當前點票金額是否超出，如果金額超出，則提醒用戶進行電子支付。之后，將進站消費憑證發送給后端平臺，后端平臺生成包含入場編號、入站時間等信息的出站消費憑證，返回給移動智能終端；S6：準備出站時，移動智能終端生成包括所述出站消費憑證和用戶ID的出站二維碼B；S7：出站時，出站檢票終端通過掃描出站二維碼B，獲取進站消費憑證和用戶ID，驗證合法性后，若合法，則允許乘客出站，并上傳該出站信息；S8：用戶出站后，可以點擊“結束”按鈕，該電子票將狀態變為“已使用”，乘客可以使用新的電子票。

4 特殊情況的解決方案

4.1 超程補款

超程補款是指乘客實際乘車區間超過單程票規定的區間，對于超出的部分，乘客必須補足余額。在該系統中，出站二維碼信息包含起始站和終點站信息，閘機在進、出站時會判斷二維碼與當前站點是否相符，必須一致才能放行。用戶在使用App生成出站二維碼之前，會先選擇確認出站點，從而判斷當前已支付金額是否足夠，不足時必須由用戶通過手機支付差額后才能生成出站二維碼。因此通過二維碼可以方便地實現超程的補票，且不需要運營單位投入人力資源，完全由用戶自行操作?；蛘咭部梢岳肂OM連接互聯網售票平臺，對所持電子車票標記出站并做超程更新，人工放行。

4.2 超時補款

超時補款是指乘客在付費區逗留的時間超過系統所設定的每乘次旅行時間，乘客必須補足相關費用。在該系統中，對于持二維碼電子單程票的乘客，在常規檢票合法的情況下，允許正常出站，但ACC會根據該電子單程票對應上傳的進、出站檢票記錄，確定該電子單程票是否超時，如超時，則將超時補款信息發送至互聯網購票平臺，在乘客使用手機APP后續購票時，通知乘客進行超時補款，乘客應按要求通過手機訪問互聯網售票客戶端補足乘車資費，否則，該手機綁定的APP將無法重新購票，直至補足票款為止。

4.3 手機丟失等其它異常情況

若手機丟失或發生故障時，不能正常通過檢票機出站，須到客服中心由工作人員訪問互聯網售票平臺，核實乘客購票信息，在互聯網平臺上對該電子單程票標記為非正常出站狀態，然后放行出站。

4.4 退 票

對于已經激活但未使用其進站的電子票，在ACC進行當天清分時，通過對比該電子票是否有相應的進、出站信息進行判斷，若確實未有對應的記錄，則APP后臺會自動給予以進行退票處理。

5 結 語

隨著互聯網時代的到來，移動化、電子化的趨勢是不可阻擋的，基于二維碼電子票的地鐵售檢票系統，是對現有AFC系統的一個有效補充，可以很好的彌補現有實物票方式單一、低效、購票地點受限等問題帶來的不足。本系統的業務模式設計合理，架構擴展性強，接口清晰，可以很方便的接入到已有的地鐵AFC系統中，即可方便地實現通過互聯網購票，在閘機刷二維碼過閘的功能，有很好可移植性與推廣性。

參考文獻：

[1] 吳友寶，徐建閩.二維碼和電子支付在地鐵票務系統的應用研究[J].電 子世界，2014，（11）.