第二代身份證在自動(dòng)售檢票系統(tǒng)中的應(yīng)用構(gòu)想*

趙文濤

(浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院,310053,杭州//助教)

AFC(自動(dòng)售檢票)系統(tǒng)主要由ACC(自動(dòng)售檢票清分中心)、LCC(線路中央計(jì)算機(jī))、SC(車站計(jì)算機(jī))、SLE(車站終端設(shè)備)及車票等組成[1]。其中，車票作為用戶乘坐地鐵的有效憑證，是AFC系統(tǒng)中不可或缺的重要一環(huán)。本文基于AFC系統(tǒng)車票發(fā)展現(xiàn)狀，分析了第二代身份證讀取方式，介紹了對(duì)閘機(jī)讀卡器進(jìn)行改造的設(shè)計(jì)思路，提出了建立電子錢包并將第二代身份證作為乘車憑證的AFC系統(tǒng)新思路。

1 AFC系統(tǒng)車票發(fā)展現(xiàn)狀

目前，國(guó)內(nèi)外常見的城市軌道交通車票主要分為紙質(zhì)、磁卡及智能IC(集成電路)卡等3種[2]。由于城市軌道交通票價(jià)低、客流量大，使用紙質(zhì)車票成本過高，故AFC系統(tǒng)一般不使用紙質(zhì)車票作為用戶乘坐地鐵的有效憑證。

在20世紀(jì)70～80年代，AFC系統(tǒng)普遍使用磁卡作為用戶乘坐地鐵的有效憑證。雖然磁卡技術(shù)比較成熟，但是其信息存儲(chǔ)容量小、安全保密性差、造價(jià)昂貴、故障率高、車票傳輸機(jī)構(gòu)復(fù)雜，近年來已逐漸被IC卡所取代。相對(duì)于磁卡技術(shù)，非接觸式智能IC卡具有信息存儲(chǔ)容量大、安全保密性高、讀寫失效率低、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)[3]。

2 第二代身份證信息讀取

第二代身份證采用非接觸式IC卡技術(shù)制作，內(nèi)置有射頻識(shí)別IC芯片，通過機(jī)器可讀取其信息。由于身份證具有不可寫的特性，因此其與普通非接觸式IC卡單程票的處理方法不同[4]。在采用第二代身份證作為乘車憑證時(shí)，只能讀取身份證物理卡號(hào)信息，而不能寫入信息。

使用第二代身份證作為乘車憑證，需要對(duì)AFC相關(guān)設(shè)備上的讀卡器[5]進(jìn)行升級(jí)改造，使其能夠識(shí)別第二代身份證，讀取相應(yīng)物理卡號(hào)。設(shè)備讀取身份證上的個(gè)人基本信息，還需加裝SAM(安全存取模塊)[6]。基于城市軌道交通的應(yīng)用特點(diǎn)，考慮到身份證副本開放權(quán)限及加裝SAM產(chǎn)生的成本問題，可選擇不加裝SAM。此時(shí)的讀卡器只能讀取第二代身份證的物理卡號(hào)。

3 基于第二代身份證的售檢票模式

3.1 售檢票流程

目前在高鐵的售檢票系統(tǒng)中，使用網(wǎng)絡(luò)購(gòu)票的乘客能直接使用第二代身份證進(jìn)站乘車，而不需換取紙質(zhì)車票。可見，乘客使用第二代身份證作為城市軌道交通乘車憑證，代替原來的單程票出入閘機(jī)，在技術(shù)上是可行的。

相對(duì)于高鐵，城市軌道交通可能會(huì)面對(duì)更大客流的沖擊，所以AFC設(shè)備對(duì)乘客的通行速度有較高的要求；此外，城市軌道交通單次乘坐費(fèi)用較低，且AFC系統(tǒng)對(duì)乘客沒有具體班次的限制，只對(duì)乘車金額進(jìn)行判斷，不會(huì)強(qiáng)制限制進(jìn)出站站點(diǎn)。因此，城市軌道交通基于第二代身份證的售檢票模式必須能很好地滿足上述特點(diǎn)。

本文設(shè)計(jì)了基于第二代身份證的售檢票流程，跳過了自動(dòng)售票機(jī)的使用，直接運(yùn)用第二代身份證進(jìn)出閘機(jī)，大大增強(qiáng)了乘客乘坐地鐵的便利性。

圖1為乘客注冊(cè)賬戶及賬戶信息下發(fā)示意圖。由于費(fèi)用較低，且乘客乘坐地鐵沒有具體班次的限制，AFC系統(tǒng)只對(duì)乘車金額進(jìn)行判斷，不強(qiáng)制限制進(jìn)出站站點(diǎn)，因此可以基于第二代身份證在ACC注冊(cè)相應(yīng)賬戶并建立電子錢包，進(jìn)行車票圈存操作，直接從乘客銀行賬戶中將資金轉(zhuǎn)入AFC系統(tǒng)中，或者直接在TVM(自動(dòng)售票機(jī))上對(duì)電子錢包進(jìn)行充值。當(dāng)乘客運(yùn)用第二代身份證成功注冊(cè)時(shí)，ACC將注冊(cè)信息中身份證物理卡號(hào)、是否繳納押金及賬戶余額信息通過LCC發(fā)送到SC。當(dāng)乘客由于消費(fèi)或者提取押金而導(dǎo)致賬戶信息變動(dòng)時(shí)，ACC將重新進(jìn)行賬號(hào)信息下發(fā)，并在SC中更新相應(yīng)賬戶信息。

圖1 乘客注冊(cè)賬戶及賬戶信息下發(fā)示意圖

圖2為乘客乘車金額結(jié)算及賬戶信息更新示意圖。當(dāng)乘客進(jìn)出閘機(jī)時(shí)，SC把入站車站名稱和時(shí)間，以及出站車站名稱和時(shí)間通過LCC上報(bào)給ACC。ACC根據(jù)預(yù)先設(shè)定的扣費(fèi)規(guī)則進(jìn)行結(jié)算，并將賬戶更改的信息依次傳回SC，以對(duì)原有賬戶信息進(jìn)行更新。該售檢票模式跳過了售票環(huán)節(jié)，直接將第二代身份證作為乘車憑證，并建立電子錢包，對(duì)乘車金額進(jìn)行預(yù)充值，能更好地符合需求。

圖2 乘客乘車金額結(jié)算及賬戶信息更新示意圖

3.2 乘客操作流程

基于第二代身份證的售檢票模式下，乘客乘車操作流程也并不復(fù)雜。

乘客先前往地鐵運(yùn)營(yíng)公司各站點(diǎn)使用第二代身份證進(jìn)行注冊(cè)，將第二代身份證的物理卡號(hào)與賬戶綁定，并繳納一定的押金。當(dāng)乘客憑身份證過入站閘機(jī)時(shí)，入站閘機(jī)讀到第二代身份證物理卡號(hào)，并在SC查詢此卡號(hào)是否已存在相應(yīng)的身份證注冊(cè)信息。如查詢到相應(yīng)的信息，則打開閘門，并將身份證物理卡號(hào)、入站站點(diǎn)信息及乘客入站時(shí)間由傳統(tǒng)的AFC系統(tǒng)5層架構(gòu)逐層上傳至ACC。

當(dāng)乘客憑身份證出站時(shí)，出站閘機(jī)讀取第二代身份證物理卡號(hào)，便打開閘門，并將其身份證物理卡號(hào)、出站站點(diǎn)信息及乘客出站時(shí)間由傳統(tǒng)的AFC系統(tǒng)5層架構(gòu)逐層傳至ACC。乘客進(jìn)出站結(jié)束后，ACC會(huì)根據(jù)身份證物理卡號(hào)、出入站站點(diǎn)信息及乘客車站滯留時(shí)間，按預(yù)先設(shè)定的扣費(fèi)規(guī)則進(jìn)行扣費(fèi)，并在線更新用戶電子錢包余額。

當(dāng)乘客在入站閘機(jī)口刷第二代身份證時(shí)，如SC查詢顯示電子錢包欠費(fèi)或未繳納押金，則不打開閘機(jī)，并顯示原因，以便乘客繳納押金或充值。

乘客可運(yùn)用第二代身份證刷卡的方式在TCM(自助查詢機(jī))上查詢賬戶繳納押金情況、余額及其他個(gè)人信息。當(dāng)出現(xiàn)不能出入閘機(jī)的特殊情況，即訂單異常的情況時(shí)，也可通過BOM(半自動(dòng)售票機(jī))查詢第二代身份證是否成功注冊(cè)。如果該身份證已經(jīng)成功注冊(cè)，則顯示其賬戶余額，并顯示乘客是否已經(jīng)進(jìn)閘或出閘，并對(duì)異常情況進(jìn)行處理。

當(dāng)乘客入站使用第二代身份證刷卡時(shí)，需根據(jù)身份證物理卡號(hào)尋找已經(jīng)注冊(cè)的賬號(hào)。其身份證注冊(cè)及繳費(fèi)信息的存儲(chǔ)傳輸方式有三種：第一種，將信息直接存放在入站閘機(jī)處；第二種，將信息存放于乘客進(jìn)站站點(diǎn)的SC中；第三種，將信息存放于ACC服務(wù)器上。對(duì)于第一種方式，由于閘機(jī)數(shù)量較多及其存儲(chǔ)查詢能力有限，不能保證身份證注冊(cè)及押金信息能得到有效存儲(chǔ)和快速更新，其改造難度較大；第三種方案對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸速率要求較高，一旦發(fā)生斷網(wǎng)，則會(huì)直接影響乘客入站查驗(yàn)。因此，本文使用第二種方案，既滿足了傳輸速率及設(shè)備斷網(wǎng)運(yùn)行的要求，又可減少設(shè)備改造工作量。在ACC、LCC和SC中，即使出現(xiàn)短時(shí)間內(nèi)的設(shè)備斷網(wǎng)、數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)和數(shù)據(jù)不同步等問題，也均不會(huì)影響到乘客的順利出行。

為了保證乘客的通行速度，也為了方便開發(fā)，存于SC的賬戶信息，包括身份證物理卡號(hào)、是否已繳納押金及電子錢包剩余金額，需要選用高并發(fā)、高存儲(chǔ)及查詢較快的數(shù)據(jù)庫(kù)。

3.3 AFC系統(tǒng)的相應(yīng)優(yōu)化

乘客的通行速度主要由第二代身份證讀取速度和賬戶信息查詢和傳輸速度決定。身份證為非接觸式智能IC卡，其讀取速度較快。在SC上需保留賬戶信息，由閘機(jī)上報(bào)身份證物理卡號(hào)，在SC進(jìn)行查詢。由于賬戶查詢和傳輸均需要一定的時(shí)間，當(dāng)有效賬戶數(shù)目較大時(shí)如何保證賬戶查詢和傳輸速度還需做相關(guān)測(cè)試，有待進(jìn)一步的升級(jí)優(yōu)化。

為了完成上述功能，需要對(duì)AFC系統(tǒng)讀寫器模塊進(jìn)行改造升級(jí)，使其能夠識(shí)別第二代身份證，讀取其物理卡號(hào)。其他方面的改造如下：

1) 建立閘機(jī)至SC的通信連接，用以傳輸身份證物理卡號(hào)信息，查詢?cè)撐锢砜ㄌ?hào)是否已注冊(cè)、是否繳納押金及相應(yīng)余額情況，以便確定是否打開閘機(jī)。

2) 建立從ACC到LCC、再到SC的通信連接，用以傳送乘客出入站信息(包括身份證物理卡號(hào)、入站站點(diǎn)、出站站點(diǎn)及相應(yīng)的出入站時(shí)間)，以便乘車費(fèi)用的結(jié)算，也便于乘客對(duì)存儲(chǔ)在SC上賬戶信息的更新操作。

3) 建立地鐵運(yùn)營(yíng)中心與ACC的通信，用于賬戶信息的注冊(cè)、繳納押金及電子錢包充值。其中，后兩項(xiàng)改造也可在升級(jí)后的TVM上進(jìn)行。

3.4 方案評(píng)價(jià)

相對(duì)于傳統(tǒng)的利用智能IC卡作為乘車憑證的售檢票模式，該方案有較多優(yōu)點(diǎn)。

1) 自動(dòng)售票機(jī)僅作為電子錢包充值及押金繳納的機(jī)器。這樣不僅減少了地鐵運(yùn)營(yíng)公司對(duì)TVM的設(shè)備采購(gòu)費(fèi)用和維護(hù)成本，而且由于不需使用單程票，也減少了單程票的損耗及流失費(fèi)用。

2) 目前TVM購(gòu)票主要采用硬幣支付及紙幣支付。采用電子錢包支付后，大幅減少了清點(diǎn)硬幣和紙幣的工作量，節(jié)約了人力和物力。此外，由于現(xiàn)金處理模塊使用頻率的減少，現(xiàn)金處理模塊故障率及維修成本也得以不斷減少。

3) 乘客使用第二代身份證作為乘車憑證，便利性高。由于賬戶信息直接存儲(chǔ)于ACC，直接綁定第二代身份證，也有效避免了由于城市軌道交通單程票或儲(chǔ)值卡丟失造成的經(jīng)濟(jì)損失。

電子錢包余額的查詢及充值，押金的繳納和撤回，也可通過與ACC連接的手機(jī)APP操作。

4 結(jié)語

傳統(tǒng)的自動(dòng)售檢票流程需乘客在TVM上通過支付結(jié)算獲取單程票，并用單程票進(jìn)出閘機(jī)，具有一定的復(fù)雜性。

基于第二代身份證的自動(dòng)售檢票新模式,可使用第二代身份證作為乘車憑證，直接將乘客賬戶信息(包括身份證物理卡號(hào)、電子錢包余額及繳納押金情況)存儲(chǔ)于AFC系統(tǒng)中，能減少TVM的使用，有效減少了單程票的損耗及流失，提高了城市軌道交通運(yùn)營(yíng)公司的服務(wù)效率，減少了對(duì)AFC系統(tǒng)的建設(shè)及運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本，滿足了乘客的出行需求。