電子支付方式在杭州地鐵票務系統中的實現

周曉燕， 王 巖， 壽璐蕓， 陸杰鋼

(杭州市地鐵集團有限責任公司， 杭州 310017)

電子支付方式在杭州地鐵票務系統中的實現

周曉燕， 王 巖， 壽璐蕓， 陸杰鋼

(杭州市地鐵集團有限責任公司， 杭州 310017)

杭州地鐵票務系統電子支付項目分為銀聯云閃付購票和手機購票兩個部分，首先從項目背景和可行性論證入手，簡要說明該項目采取直接接入自動售檢票AFC系統模式的原因。在系統技術方案的介紹中，重點描述在原有軌道交通清分中心ACC系統中新設的電子支付平臺，與銀聯、支付寶后臺系統的網絡連接方式，以及在新設硬件平臺上的軟件設計及業務邏輯，包括AFC各層的交易數據傳輸、存儲和異常處理，最后對電子支付項目上線運行的效果進行分析，并對該項目后續的發展進行了展望。

杭州地鐵； 電子支付； 互聯網+； 自動售檢票(AFC)

城市軌道交通是一種方便快捷、運載效率較高的公共交通工具，能大幅度提升公共交通出行分擔率。目前國內的城市軌道交通線網，已基本實現了AFC自動售檢票系統的覆蓋。

2015年7月，國務院印發《國務院關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見》[1]，鼓勵傳統行業樹立互聯網思維，積極與“互聯網+”相結合。按照目前的經濟社會發展趨勢，以互聯網支付、非接觸支付等為代表的支付電子化將占有越來越重要的地位。本文以杭州地鐵已開展的票務系統電子支付項目為例，對票務系統實現電子支付進行研究[2- 4]。

1 項目背景

杭州作為知名的旅游城市，近幾年年均接待的游客數量已達上億人次，規模龐大的外地游客和外來人員是購買單程票乘坐地鐵的主力軍。每逢周末、節假日，各重要交通樞紐站點和景區站點站廳購票人員異常密集，客流組織難度較大。傳統的以客流疏導、新增TVM(自動售票機)購票設備等為代表的應對方式，其邊際效用逐漸下降，已經越來越難以提升乘客乘車體驗和通行效率[5- 6]。

另一方面，TVM設備中紙幣和硬幣模塊建設投資占比較大，故障率及相應的維護成本也較高；大量的小額現金收集、清點、保管、上交工作給車站一線員工帶來了巨大的工作量和心理壓力。

圖1 網絡架構拓撲結構Fig.1 Network architecture topology

為了有效破解乘客購票難，體驗差的現狀，同時也為了降低運維成本，減輕員工壓力，杭州地鐵積極探索電子支付方式在AFC系統中的實現。

2016年9月，G20峰會在杭州舉辦。杭州地鐵以此為契機，充分考慮乘客使用習慣、支付快捷性、技術成熟度及安全性，選擇支付市場中的銀聯和支付寶作為合作方，將地鐵票務系統打造成體現杭州形象的重要窗口。

2 可行性論證

地鐵票務系統作為地鐵的生產系統，一般獨立運行、物理封閉，與外網沒有鏈接的節點。目前，國內正在試點開展的城市軌道交通票務系統電子支付項目，其電子支付系統均自成體系，不與原有的票務系統進行鏈接[7-8]。

在這種架構下，新增設備不屬于AFC系統內部設備，未納入日常運營維護體系中，車站也無法在第一時間內對設備的故障信息進行響應，從而造成服務質量的下降。為了提高整體服務質量，方便后續的系統運維，同時考慮到銀聯和支付寶后臺系統較高的安全性，經多輪技術和安全性論證，決定采用將電子支付直接納入AFC系統的模式。

3 系統技術方案及應用

3.1 網絡架構設計

項目的網絡架構拓撲結構如圖1所示(其中虛線框內為新增設備)。

電子支付項目網絡架構的設計保持各線路AFC系統和ACC清分中心網絡不變，ACC清分系統通過防火墻、交換機，以專線方式分別接入到銀聯和支付寶系統[9]。

通過這種方式，ACC服務器在業務上可實現與地鐵線路自助售票機通信，對外訪問銀聯、支付寶系統。電子支付平臺由2臺負載均衡設備及若干臺業務服務器組成，其中負載均衡設備可減輕單臺服務器的處理壓力，使各服務器均衡地處理并發業務，為運營提供更可靠的服務[10]。

目前對產生表面活性劑的海洋石油降解菌的研究主要集中在常溫菌，對低溫菌的研究較少，特別是對篩選自海洋環境的表面活性劑的低溫菌株研究非常少。[20-21]本研究利用篩選自我國北方海域的石油降解菌進行生物表面活性劑的制備，并對所產生的生物表面活性劑的性能進行研究。

3.2 軟硬件設計及業務邏輯

電子支付項目的后臺處理軟件統一部署在電子支付平臺上，銀聯云閃付和手機購票2個子項目共用1套后臺軟件；在車站終端設備中，聯云閃付和手機購票2個子項目分別獨立部署在TVM(售票機)及TFM(取票機)中，可以實現兩個子項目的單獨控制、軟件升級等功能。同時，該軟件后臺與原ACC系統共用同一套數據庫，可以單獨生成或合并生成各類報表，從而保證整個ACC核心業務數據的兼容性和完整性。

安裝車站終端設備時，項目通過對原有TVM進行改造，加裝銀行卡非接觸受理模塊，增設通信接口，完成銀聯云閃付的功能實現，改造后的TVM設備不影響原有功能；通過在車站新設TFM取票機，完成支付寶進行手機購票的功能實現。

乘客在進行銀聯云閃付購票時，只需在TVM機選擇相應選項，將具備相應功能的銀行IC卡或非接觸設備在終端讀卡區域一拍即可完成支付；在進行支付寶手機購票時，可先行在杭州地鐵APP、支付寶城市服務等渠道點選起點站、終點站、數量進行購票，取得購票二維碼，至相應車站將二維碼對準車站TFM機進行掃描，即可獲取地鐵票。

在后臺，兩個子項目的業務邏輯基本相同：

1) 在銀聯讀卡設備和二維碼讀頭獲取信息后，終端設備以報文的形式向ACC電子支付平臺發送相關信息，并由ACC電子支付平臺通過專網轉發至銀聯或支付寶。

2) 回傳時，銀聯后臺進行合法性驗證并完成扣款，將扣款信息返回至ACC電子支付平臺；支付寶后臺完成二維碼核銷，將核銷信息返回至ACC電子支付平臺。

4) 終端設備將票號等信息以報文的形式上傳至電子支付平臺，同時在設備本地生成交易記錄，交易記錄以交易文件的形式通過原AFC網絡逐級上傳至ACC清分系統。

此外，改造后的TVM也可同時接受現金購票和銀聯云閃付購票。

3.3 交易數據及異常處理

電子支付產生的數據與傳統的AFC數據在各級系統的存儲與傳輸上具有差異性。

傳統的AFC系統為確保數據的完整性，對交易數據基本采用層層存儲、層層轉發的設計。由于從設備、車站到線路、線網各級都有相應的數據，因而對系統整體實效性有一定的影響；而電子支付需要與資金提供方進行實時連接，對全系統實時性要求較高。為了確保實時性及數據的準確性，電子支付項目對交易數據的處理分為兩部分，一是與資金方連接時通過傳統AFC系統的網絡連接到線網，但數據只存儲在ACC，不存儲在其余各層，節約了一定的時間成本；二是各設備生成的交易數據納入原來AFC系統，日常的清分、結算仍按照既有的業務規則處理。

目前產生的設備異常數據主要為日切時間不一致導致的異常(目前銀行系統的日切時間是夜晚23：00，杭州地鐵是凌晨2：00)，此外還有交易過程中設備故障(例如卡票)導致的數據異常等。由于所有的交易記錄都可以通過系統平臺查詢，因此電子支付項目對異常記錄的處理效果比傳統的現金購票更有優勢，可追溯性也較強。

4 項目運行情況

在確定了各項具體方案后，項目順利通過實驗室測試和正線試運行的考驗，在全線網投入正式運營，達到了預期的效果。

本項目于2016年8月25日開始試運行，在系統試運行期間，杭州地鐵方積極聽取乘客意見，并根據試運行的實際情況，對系統進行了優化完善并于9月底正式投入運營，新增的非現金售票機及取票機實現整個線網的覆蓋。截至2016年底，共計部署具備銀聯云閃付功能的TVM設備199臺，約占總售票機的1/3；支付寶取票設備56臺，每站至少1臺，未來根據實際使用情況，適時考慮增加取票機。

從項目運行的情況看，截至2017年2月，銀聯與手機取票變化趨勢如圖2所示，數據為周均取票數占單程票售賣總數的比例。以周為單位進行統計可以避免工作日與雙休日客流的變化所帶來的擾動。圖2中右側趨勢突然下降的部分對應春節期間電子支付購票減少的客流。

圖2 支付寶與銀聯取票數占比趨勢Fig.2 Proportion of ticket picking amount of Alipay & CUP

從圖2中數據可以看出，自杭州地鐵電子支付購票投入運營以來，使用比例快速上升，合計已占到全部單程票售賣比例的30%以上，充分體現了乘客對電子支付方式購票的認可，較大程度緩解了車站排隊購票所帶來的客流組織壓力，減小了車站的現金管理、設備維護壓力。

電子支付上線后帶來的主要改變有：

1) 用手機購票，事先就可提前購票，到了站里刷手機購票二維碼，兩三秒內就可拿到票；

2) 不用兌換零錢，使用銀聯IC卡和手機云閃付購票大大縮短了購票時間；

3) 減少了車站票務備用金的數量和兌零、補幣的工作量；

4) 有效降低了建設及運營維護成本，解決了自助購票機需要專人維護，機器內的現金模塊必須進行定期更換、維護，耗時耗資等問題。

5 結語

本文對杭州地鐵已投入運營的票務系統電子支付項目的項目背景、可行性研究、系統技術方案做了簡要介紹，對項目投入運營后的成效進行了分析。項目從立項到最終投入運營歷時僅5個多月，在不影響地鐵正常運營的前提下，克服了時間緊，系統方案設計、軟件開發和測試工作量大等諸多困難，確保了本項目的如期上線。

在互聯網支付、非接觸支付等支付方式蓬勃發展的今天，電子支付必將成為城市軌道交通AFC系統的標配。本項目打破地鐵票務系統的傳統業務模式，將電子支付直接納入地鐵原有票務系統，完成后臺系統搭建，也是“互聯網+”在地鐵傳統票務平臺的一次業務模式創新，可為后續電子支付的全面鋪開打好基石。未來，杭州地鐵將把票務系統電子支付模式作為后續新線建設的標準配置，實現電子支付網絡化。

[1] 國務院關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見[EB/OL].(2015-07-04)[2017-03-20].http：//news.xinhuanet.com/politics/2015-07/04/c_1115815944.htm.

[2] 杭州市地鐵集團有限責任公司.杭州地鐵1號線工程清分中心(ACC)設備集成項目采購合同技術冊[Z].杭州，2008.

[3] 杭州市地鐵集團有限責任公司.杭州地鐵銀行卡購票與二維碼取票實施方案(HTTP)[Z].杭州，2016.

[4] 城市軌道交通自動售檢票系統技術條件：GB/T 20907—2007[S].北京：中國標準出版社，2007.

Technical requirements for automatic fare collection system of urban rail transportation：GB/T 20907—2007[S].Beijing: Standards Press of China， 2007.

[5] 蘇青.自動售檢票(AFC)系統在城市軌道交通中的普及運用[J].內江科技，2010，31(12)：113.

SU Qing.Popularization of automatic fare collection (AFC) system in urban rail transit[J].Neijiang technology， 2010， 31 (12)： 113.

[6] 王淑敏，龐金爽.自動售檢票系統對軌道交通運營的重要作用[J].城市軌道交通研究，2009(12)：23-26.

WANG Sumin， PANG Jinsuang.Effects of AFC system on rail transit operation[J].Urban mass transit， 2009 (12)： 23-26.

[7] 五一.基于運營效能的城市軌道交通票價確定方法[J].同濟大學學報(自然科學版)，2010，38(11)：1611-1614.

WU Yi.Analysis of urban rail transit fares based on operational efficiency[J].Journal of Tongji University (Natural science edition)， 2010， 38 (11)： 1611-1614.

[8] 王國富，王洪臣，劉海東.城市軌道交通AFC系統新技術應用及展望[J].都市快軌交通，2017，30(1)：41-44.

WANG Guofu， WANG Hongchen， LIU Haidong.Application and prospect for new technology of AFC system in Urban rapid rail transit[J].Urban rapid rail transit， 2017， 30(1)： 41-44.

[9] 潘穎芳.綜述軌道交通自動售檢票(AFC)系統運行模式[J].企業科技與發展，2010(6)：36-38.

PAN Yingfang.Overview of rail transit AFC system operation mode[J].Enterprise technology and development， 2010 (6)： 36-38.

[10] 研祥智能科技股份有限公司.AFC專用整機ERC-1003V在軌道交通自動售檢票系統(AFC)中的應用[J].工業控制計算機，2011(4)：114.

(編輯：郝京紅)

Implementation of e -Payment in AFC System of Hangzhou Metro

ZHOU Xiaoyan, WANG Yan, SHOU Luyun, LU Jiegang

(Hangzhou Metro Group Co., Ltd., Hangzhou 310017)

The e-Payment project of Hangzhou Metro was divided into two parts: the UnionPay Quickpass and QR payment. This paper started from the project background presentation and the feasibility study, and briefly explained the reason why the project adopts direct access to AFC system. In the introduction of the system technology scheme, the paper mainly described the new e-Payment platform in the original ACC system and the network connection with the CUP and the Alipay background system. It also described the software design and the logic deployed on the new hardware platform, including the transmission, storage and exception handling of transaction data for each AFC layers. Finally, the paper analyzed the on-line operation effect of e-payment, and forecasted the development of the project.Keywords: Hangzhou Metro; e-Payment; internet+; AFC system

10.3969/j.issn.1672-6073.2017.03.023

2017-03-30

2017-04-28

周曉燕，女，碩士，科長，高級工程師，主要從事地鐵票務系統的工作與研究，zhouxiaoyan@hzmetro.com

U231

A

1672-6073(2017)03-0115-04