跨區域城市軌道交通二維碼乘車方案設計與實現

于丹 許鋒

摘 要：為了實現省內跨區域一碼乘車，解決城市間票務系統互聯互通問題，擬設計一套面向全省的互聯互通云票務平臺，基于新型支付技術實現二維碼過閘的應用場景。平臺通過標準化接口與省內各城市軌道交通票務系統進行互聯互通，以統一的互聯網票務平臺標準來實現統一發碼、統一認證、統一清分等多業務融合功能，提高乘客的出行效率，促進城市間的交通整合。

關鍵詞：軌道交通;互聯互通;二維碼;跨區域乘車

中圖分類號：U293.2;TP311.5 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）18-0020-02

0 引言

在大數據、“互聯網+”浪潮的推動下，信息技術不斷地推動城市軌道交通行業向數據化、智能化、互動化方向發展。為促進城市的提升和組合發展，十三五規劃將推動我國打造全新的軌道交通系統。

在自動售檢票系統領域，以互聯網云購票、二維碼進出站、NFC閃付進出站等為代表的新一代移動支付技術在各地鐵城市迅速推廣，使得城市軌道交通行業在迅速發展的同時，也對AFC系統建設的要求趨向于復雜化和多樣化。

1 研究背景

1.1 行業背景

截至2018年末，浙江省已獲得發改委批復軌道交通建設有杭州、寧波、溫州、紹興、金華、臺州等，目前已開通運營城市主要有杭州、寧波和溫州。

在票務標準制定上，各地軌道交通均制定適用于本地特點的《自動售檢票系統技術標準》，其線路建設時均按照統一技術標準來推進實現本地票務的互聯互通，而由于技術問題、各地軌道交通投資建設與運營管理等情況，無法做到在軌道交通城市之間的互聯互通。因此需要建立起一套統一的互聯網票務系統來實現城市間的一碼通用。

1.2 預期目標

跨區域城市軌道交通二維碼乘車方案，可實現跨區域城市間軌道交通票務互聯互通，為方便大眾出行提供有力支撐，為各地主管部門改善服務提供決策支持。

該方案在公眾出行層面，可以改善乘客的支付體驗，提高出行效率。在軌道業主層面，降低車站人員工作量，減少車站運營成本;降低自動售票機TVM的研制費用、節約建設成本;減少實體票卡的使用，降低車票采購、制作、流通成本，減少車站現金管理壓力;虛擬化車票可以促進乘車憑證的實名登記，提高軌道交通運營安全性。

1.3 系統基礎

為實現跨區域城市軌道交通二維碼乘車，需依托于一套基于新型支付的城市軌道交通互聯網票務跨區域互聯互通系統平臺。

整套系統需采用最新的最適用的互聯網票務的場景模型和關鍵技術，實現互聯網票務跨區域支付的需求;同時需要實現與傳統的AFC系統的友好對接，確保傳統AFC系統的安全與穩定。

2 方案設計及初探

2.1 方案概述

跨區域城市軌道交通二維碼乘車方案，基于二維碼國家標準，設計一套全省通用的軌道交通二維碼標準，讓乘客使用一個用戶端載體享受省內多地乘車二維碼服務，為乘客提供更加便捷、高效的過閘體驗。

跨區域城市軌道交通二維碼乘車方案的實現，需從系統設計、移動應用設計、終端設備設計等幾個關鍵點入手，解決現有的技術難點。

2.2 系統設計

2.2.1 系統架構

城市軌道交通互聯網票務跨區域互聯互通系統平臺主要由移動應用App、統一云票務系統平（以下簡稱“iTPS”）和云清分系統（以下簡稱“iACC”）組成。為了實現全省城市軌道交通的互聯互通，統一云票務系統通過云清分系統與各個城市自身票務系統（以下簡稱“AFC”）進行適配，以致于完成雙方的數據對接。

互聯網端，統一云票務系統與省軌道交通APP后臺系統、第三方支付系統等進行數據交互以實現二維碼展示、訂單推送、支付申請、用戶信息同步等功能。

整套城市軌道交通互聯網票務跨區域互聯互通系統的系統架構如圖1所示。

2.2.2 功能設計

省內多個城市軌道交通票務系統平臺與統一云票務系統平臺、云清分系統平臺、移動應用平臺組成了一個完整的省內互聯互通二維碼乘車實現方案。如圖2所示，系統相互之間通過統一接口規范與業務流程耦合，最終實現各城市之間使用省軌道交通APP乘車二維碼過閘的互聯網票務場景。以下對各系統平臺的功能進行說明：

（1）移動應用平臺（省軌道交通APP）。作為與乘客發生直接交互的移動用戶端，省軌道交通APP最核心的功能為向乘客提供統一二維碼出行服務。通過接入統一云票務平臺，為乘客提供二維碼乘車服務請求、乘車二維碼展示、支付以及其他的交通服務等功能。

（2）統一云票務系統平臺（iTPS）。部署于省軌道交通集團的云服務上，主要負責發碼管理、授權中心管理、用戶管理、訂單管理以及相關的第三方對接、清結算等功能。云票務系統與云清分系統通過專線相連，實現數據的對接。

（3）云清分系統平臺（iACC）。基于現有的ACC系統及線網結構，用技術手段部署于各城市軌道單位的生產網內，主要負責CA中心管理、OD匹配、票價計算、站點管理、行程管理、自動對賬等與省iTPS系統進行數據交換。

（4）城市軌道交通票務系統平臺（城市AFC）。省內接入互聯互通系統內的城市的票務系統，實現本地的二維碼整體過程，并實現與閘機終端的進出站驗證處理等。

（5）第三方支付（如微信、支付寶、銀聯）。通過iTPS系統接入，實現用戶進出站后的扣費處理。

2.2.3 二維碼業務流程設計

省內互聯互通二維碼乘車流程主要包括二維碼的生成與發放、驗碼與過閘、訂單生成與支付。

整個乘車流程的實現，其背后的具體二維碼業務流程分為以下幾個部分：

（1）密鑰管理與分發。iACC系統的CA中心產生基于國密標準（SM2）的公私鑰對，公鑰通過與ACC的接口采用參數的形式下發到閘機端進行保存，以便于二維碼的驗證。私鑰通過與省級iTPS系統平臺的接口推送到省級iTPS系統平臺，平臺使用推送的私鑰實現二維碼的票務簽名。

用戶在APP端向省級iTPS平臺注冊帳戶后，進行信用支付的綁定（支持銀聯、微信、支付寶等互聯網支付通道的小額免密信用支付），并向省級iTPS系統平臺申請代表用戶身份的二維碼，二維碼本身支持一段時間的離線。平臺采用iACC系統的私鑰進行加密后的二維碼信息發送至用戶APP。

（2）二維碼過閘流程設計。用戶持APP二維碼向閘機展示以進行掃碼。閘機識別到二維碼后，對數據進行解碼與驗證，驗證成功后，即進行允許用戶通行的動作，驗證不成功則拒絕用戶過閘。

（3）交易文件上傳與行程訂單生成流程設計。閘機在驗證成功后，異步將交易數據進行上傳，并通過SC、LC、ACC層級上傳至iACC系統平臺上。iACC系統接收到交易文件后進行入庫動作，入庫完成后通過OD匹配模塊對進出站數據進行匹配計算，生成相應用戶的進出站行程訂單，并通過票價計算模塊計算行程應付票價。

（4）請款與清結算設計。iACC系統將產生的行程訂單推送到省級iTPS系統平臺上，由省級iTPS系統平臺產生交易訂單，并向第三方支付渠道申請扣費，且將扣費結果進行返回與清算。省級iTPS系統平臺把交易訂單的扣費信息與相應的用戶信息通過接口返回iACC系統實現訂單結算，并將交易回導入ACC系統以實現清分與客流統計等功能。

2.3 終端設備設計

為實現跨區域城市軌道交通二維碼乘車方案，終端設備也需要進行相應的改造。其中，讀寫器應支持二維碼的掃碼功能，并要求在二維碼的識別上符合運營對于票務處理流程的速度與安全性要求。閘機需要具備二維碼讀取功能，并連接讀寫器進行二維碼票務處理。閘機終端軟件的設計與變更要在不改變即有票卡邏輯的基礎上實現對于二維碼的識別，并對接iACC系統以實現票務邏輯，將交易報文進行上送與處理。

2.4 移動應用設計

省軌道交通APP以城市軌道交通業務為切入點，以高頻、剛需的交通出行的用戶群體為基礎，運用二維碼技術，為用戶提供跨區域的交通出行移動支付基礎服務。它提供掃碼乘車功能，可在地鐵、公交等交通領域享受“先乘車后付費”的便捷出行服務。

3 結語

城市軌道交通互聯網票務跨區域互聯互通，是一項符合國家政策導向、發展區域聯動的重要舉措，是城軌企業服務社會、為乘客提供便利的積極舉措，對區域交通出行和互聯互通有重要意義。城市軌道交通之間的互聯互通已經成為一個趨勢，高頻、快捷、智能的出行體驗正在拉近城市與城市之間的距離。

參考文獻

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