基于小額免密免簽的城市軌道交通購票設備

許海峰 王大彬

（昆明地鐵運營有限公司，650021，昆明∥第一作者，工程師）

自動售檢票（AFC）系統是實現城市軌道交通售票、檢票、計費、收費、統計、清分、管理等全過程的自動化系統，是城市軌道交通運營收益管理的重要手段［1］。該系統自下而上由車票、車站終端設備（SLE）、車站計算機（SC）、線路中央計算機（LCC）和清分中心（ACC）等組成［2］。其中，自動售票機（TVM）作為SLE的重要組成部分，承擔著售賣單程票的工作。由于TVM需要乘客使用現金作為單程票票款的支付手段，故配置了昂貴的紙幣/硬幣模塊［4］；另外，乘客使用現金在TVM上購買單程票，導致購票效率較低，極大地影響了乘客的購票體驗。同時，TVM發售單程票時，紙幣/硬幣模塊接收乘客投入的大量現金并為乘客找零，使得該模塊造成的磨損較大，設備故障率較高，故需投入大量的備品備件及人力對TVM進行維修保養。此外，在TVM日常運營過程中，軌道交通票務人員需花費大量人力從事零鈔兌換、加幣、補幣和清幣等票務管理工作。綜上所述，目前TVM的日常運營及維護成本較高，乘客購票體驗亦較差。因此，如何減少TVM的采購成本、運營維護成本以及減少乘客的購票時間，已成為城市軌道交通AFC系統中的一個研究熱點。

針對上述問題，目前最常見的解決方案為：TVM的紙幣模塊采用紙幣循環找零模塊［5］，即將該模塊接收到的零鈔用于為乘客購票找零，從而減少了零鈔的使用量，繼而減少零鈔兌換、TVM補幣和加幣工作，達到降低TVM運營成本的目的。但紙幣循環找零模塊不僅需接收乘客投入的紙幣，還需為乘客找零，使得在日常的運行過程中，該模塊的工作強度非常大，導致設備部件磨損和損壞比非紙幣循環找零模塊更嚴重，繼而增加了設備維護成本。故該方案僅能在一定程度上減少TVM的運營成本，但增加了TVM的維護成本。另外，近期AFC系統設備廠家已研發出二維碼取票的車站終端設備。采用該設備購票的思路為：首先乘客需在線上應用平臺完成單程票票款的支付并獲得二維碼憑證，接著乘客可持該憑證到二維碼取票設備上取票。與TVM相比，該設備不使用現金作為支付手段，故而不需安裝紙幣/硬幣模塊，減少了自動售票設備采購費用；另一方面，乘客通過該設備進行購票，能有效地減少TVM的使用頻次，從而能降低TVM的運營及維護成本。但二維碼可進行復制和復印，安全性較低；同時乘客需先在線上完成支付獲取二維碼后，才能在設備上進行取票操作，過程較繁瑣，乘客購票體驗較差，嚴重制約該類設備的推廣。但是，非現金的購票方案將會使AFC系統建設中自動售票設備采購費用降低，且隨著使用非現金方式購買單程票乘客的增加，TVM的售票壓力將會降低，TVM的運營及維護成本亦會隨之降低。

因此，提高非現金支付渠道的安全性以及簡化乘客的購票流程亟待解決。針對此類問題，本文提出了基于小額免密免簽的城市軌道交通購票設備：通過在AFC系統中接入一種電子支付售票機（eTVM），利用金融IC（集成電路）卡的小額免密免簽業務完成票款的支付。

1 小額免密免簽的城市軌道交通購票設備

1.1 方案思路

金融IC卡具備一卡多用、安全保密性好的特點，同時兼具安全的小額免密免簽的快捷支付業務。利用該快捷支付業務可替代現金完成票款的支付工作。小額免密免簽即銀聯卡閃付聯機小額快速支付服務。當持卡人使用帶有“閃付”標識的金融IC卡在指定商戶進行一定金額（國內通常為300元人民幣及以下）的交易時，只需將金融IC卡靠近銷售終端（POS）的“閃付”感應區，一揮即可完成支付。在支付過程中，持卡人無需輸入密碼、無需簽名。金融IC卡在完成票款支付后，告知軌道交通發售單程票模塊支付已完成，接著發售單程票模塊向乘客發售單程票，即可完成非現金購買單程票的工作。

此外，隨著銀聯大力推廣金融IC卡，乘客將普遍持有金融IC卡，為金融IC卡在城市軌道交通的支付應用打下了堅實的用戶基礎。

1.2 方案實現

通過在城市軌道交通AFC系統中接入具有銀聯“閃付”的POS及eTVM，即可向乘客提供一種非現金購買單程票的途徑。非現金購買單程票的設備架構如圖1所示。

圖1的架構中，eTVM主要由支持銀聯“閃付”的POS、單程票發卡模塊、工控機以及票款選定模塊等部件組成。POS通過專線APN（接入點名稱）與銀聯清算系統連接，完成金融IC卡小額免密免簽的快捷支付業務。當持卡人持金融IC卡在eTVM的POS的感應區一揮時，POS將會扣除乘客購買單程票的票款；并在扣費成功后，向銀聯清算系統及eTVM單程票的發卡模塊發送扣費成功的信息，同時向ACC發送金融IC卡扣費金額信息。eTVM單程票發卡模塊接收到扣費成功的信息后，向乘客發售單程票，并將發售的單程票信息依次通過SC、LCC發送給ACC。其中，單程票包涵單程票卡號及其對應的票價等信息，ACC通過網絡專線與銀聯清算系統連接。該鏈路用于將ACC記錄的金融IC卡扣費金額統計數，與銀聯清算系統記錄的金融IC小額免密免簽下賬金額統計數進行對賬使用。

圖1非現金購買單程票設備架構

另外，為提高系統網絡的健壯性，當POS與銀聯清算系統之間的專線APN出現通信故障時，POS可以依次通過與工控機的鏈路、eTVM與ACC之間的AFC網絡，以及ACC與銀聯清算系統之間的網絡專線，建立通信鏈路。同時，為保證AFC系統的安全，除POS與銀聯清算系統之間采用專線APN進行連接通信外，工控機使用AFC系統內網網絡地址負責eTVM在AFC系統內的數據交互，與使用專網APN私有地址的POS不進行網絡互連，二者之間的數據交互通過應用程序實現，從而有效地保證了AFC系統的安全。

1.3 主要業務流程

1.3.1 購票業務

小額免密免簽購票業務流程如下：①S11：乘客在eTVM上，通過票款選定模塊，選定購買單程票的票價、目的站點及購票張數，即確定此次購票的總票款；②S12：乘客將金融IC卡靠近eTVM的“閃付”感應區，POS尋到金融IC卡后，按照小額免密免簽業務流程對金融IC卡進行扣款操作；③S13：判斷扣費操作是否成功，“是”則執行步驟S14，“否”則執行步驟S15；④S14：eTVM單程票發卡模塊向乘客發售購買的單程票；⑤S15：結束購票流程，并退出。

1.3.2 對賬業務

小額免密免簽對賬業務流程如下：①S21：eTVM按照小額免密免簽業務流程對乘客金融IC卡完成扣費操作后，將扣費成功信息發送給銀聯清算系統和eTVM單程票發卡模塊，同時將金融IC卡扣費金額信息發送給ACC；②S22：eTVM單程票發卡模塊將發售單程票的信息依次通過SC、LCC發送給ACC，單程票的信息包括單程票卡號及其對應的票價等信息；③S23：ACC將eTVM發售單程票票價的統計數與金融IC卡扣費金額的統計數進行對賬，達到AFC系統內部對賬的目的；④S24：ACC將金融IC卡扣費金額的統計數與銀聯清算系統記錄的金融IC卡下賬金額的統計數進行對賬，達到AFC系統外部對賬的目的。

2 系統性能分析

非現金購票與傳統AFC系統中的TVM現金購票方式相比，具有以下優點：

（1）降低了自動售票設備采購費用。基于小額免密免簽的城市軌道交通購票設備采用了eTVM作為售賣單程票設備，與TVM相比，eTVM采用支持銀聯“閃付”的POS完成單程票票款的收取，不用配置昂貴的紙幣/硬幣模塊。經估算，eTVM的采購費用為TVM采購費用的50%～60%。在AFC系統中，使用eTVM替代部分TVM完成售賣單程票的工作，從而降低AFC系統中自動售票設備的采購成本。

（2）加快了購票速度。隨著金融IC卡的普及，乘客普遍持有金融IC卡，乘客在購票時，只需將金融IC卡靠近eTVM內部POS的“閃付”感應區，一揮即可完成票款的支付，其支付速度遠高于現金支付。以昆明地鐵AFC系統中采用紙幣循環找零模塊的TVM為例，乘客采用現金完成票款支付的時間一般為10 s左右，而利用小額免密免簽完成票款支付的時間小于5 s。故eTVM購票速度較TVM快，有效地減少了用戶的購票時間。

（3）降低了自動售票設備維護成本。根據實際城市軌道交通運營統計數據分析可知，目前TVM中的紙幣/硬幣模塊的故障占了SLE設備模塊故障的50%以上，故需大量的維修人員投入到紙幣/硬幣模塊的維修工作中。另外，為保證紙幣/硬幣模塊的正常使用，需對模塊內的部件進行更換，其1年的備品備件費用占到了紙幣/硬幣模塊采購費用的10%～15%。而采用無紙幣/硬幣模塊的eTVM設備，將減少自動售票設備的維護成本。

（4）降低了設備運營成本。在基于小額免密免簽的城市軌道交通購票設備中，乘客使用非現金完成支付，使票務人員不必花費大量人力從事零鈔兌換和TVM加幣、補幣以及清幣等票務管理工作，從而減少了發售單程票設備的運營成本。

綜上所述，基于小額免密免簽的城市軌道交通購票設備與采用現金購票的相比，其在購票速度、自動售票設備采購費用以及設備的維護運營成本等方面均具備較強優勢。

3 結語

為降低AFC系統的建設成本和TVM的運營維護成本，節省乘客的購票時間，提出了基于小額免密免簽的城市軌道交通購票設備。在該設備中，乘客只需使用金融IC卡即可在eTVM上通過非現金支付方式完成購買單程票工作；同時eTVM無需配置紙幣/硬幣模塊，故而達到了降低AFC系統的建設成本和TVM的運營維護成本以及提高乘客購票體驗的目的。但該設備目前僅接受金融IC卡的非現金支付，支付手段單一。因而，今后應繼續完善本設備，使其能支持更多非現金支付方式，從而節省乘客的購票時間。

［1］ 鄧先平，陳鳳敏.我國城市軌道交通AFC系統的現狀及發展［J］.都市快軌交通，2005，18（3）：18.

［2］ 丘華瑞，張寧，徐文，等.城軌交通自動售檢票系統架構體系研究［J］.都市快軌交通，2014，27（2）：86.

［3］ 陳鵬輝.城市軌道交通自動售檢票系統的現狀與發展趨勢［J］.城市軌道交通研究，2009（5）：10.

［4］ 宋文婷.地鐵自動售票機紙幣接收模塊使用現狀的研究與分析［J］.信息通信，2015（7）：262.

［5］ 范巍.紙幣循環找零技術在自動售檢票系統中的應用［J］.城市軌道交通研究，2015（2）：119.