城市軌道交通自動售檢票系統通行支付新技術應用研究

楊 旭

（蕪湖市軌道交通有限公司，安徽 蕪湖241000）

中國城市軌道交通協會發布的最新統計數據顯示，截至2020年12月31日，我國內地共有45個城市已開通城市軌道交通并正式投入運營，全國軌道交通里程7978.19公里。隨著開通運營城市逐步增多、運營規模快速增長、客運量不斷攀升，乘客的服務需求越來越多、出行體驗期望越來越高。2018年5月，交通運輸部出臺《城市軌道交通運營管理規定》（交通運輸部令2018年第8號），明確“鼓勵運營單位采用大數據分析、移動互聯網等先進技術及有關設施設備，提升服務品質”，要求“城市軌道交通運營主管部門應當按照有關標準組織實施交通一卡通在軌道交通的建設與推廣應用，推動跨區域、跨交通方式的互聯互通”。

城市軌道交通具有安全可靠、準時高效、客運量大、客流結構復雜等特點，城市軌道交通自動售檢票系統（Automatic Fare Collection System，簡稱AFC系統），其通行支付方式是影響車站客運組織工作的重要因素之一，極易造成車站內自動售票機前的長時間排隊購票、自動檢票機前進出站人員大量聚集等問題。

近年來，隨著云計算、大數據、移動互聯網、移動支付等新技術在生活中的廣泛應用，AFC系統不斷創新發展，特別是其通行支付方式的不斷創新升級，促使城市軌道交通企業不斷提升票務管理工作方式和工作水平，以滿足乘客對移動支付的迫切需求，為乘客提供更為便捷的票務服務、更為優質的出行體驗。

1 城市軌道交通票務工作概況

1.1 票務工作概況

城市軌道交通企業票務管理部門的主要任務是建立健全票務規章制度體系，負責票卡管理、收益審核、票務運作監管以及內外協調工作，有些還負責AFC系統的維護管理工作。

車站作為一線生產單元，是城市軌道交通票務工作的前線。車站的票務運作涉及售票、兌零、處理乘客票務事務、突發事件處理等，整體概況如圖1所示。

圖1 車站票務運作的整體概況

此外，車站票務工作與其他部門也有著密切的業務關聯，主要體現在：

（1）與行車組織相關。當出現列車內火災、車站內火災等突發事件時，車站通過AFC系統緊急模式配合進行乘客疏散。

（2）與維護維修相關。TVM、BOM等AFC系統設備發生故障時，及時報修處理。

（3）與票務管理相關。配合票務管理部門開展的票務稽查、收益審核等監管工作。

1.2 通行支付方式變化對票務工作的影響

通過上述對城市軌道交通票務工作的分析可以看出，傳統城市軌道交通的AFC系統孤島效應較為明顯，AFC系統僅實現城市內的軌道交通售票、檢票、計費、收費、統計、清分結算（含與城市一卡通的清分結算）等全過程運行管理。隨著移動互聯網、移動支付等通行支付新技術的應用，對傳統的城市軌道交通票務工作也帶來一定影響，促使城市軌道交通企業不斷提升票務管理工作方式和工作水平，主要體現在：

（1）AFC系統的升級改造。通過設備資產更新改造等方式，對傳統AFC系統的軟、硬件進行升級改造，以支持二維碼掃碼過閘、移動支付購票等通行支付新技術的應用。

（2）車站票務工作的變化。AFC系統通行支付新技術的應用，要求城市軌道交通企業加大對車站工作人員的培訓力度，掌握AFC系統設備操作、乘客事務處理的新要求。

（3）企業票務管理的變化。城市軌道交通企業需要建立健全相關配套票務管理制度；同時，需要增加票務清分結算、收益審核等工作，在管理層面全面匹配新技術應用。

2 AFC系統通行支付新技術應用研究

隨著移動互聯網、移動支付等新技術突飛猛進的發展，越來越多的新技術被引入到城市軌道交通AFC系統通行支付領域，并取得了一定的應用成果。AFC系統通行支付方式主要包括：NFC手機支付；城市軌道交通企業自主開發的智慧出行APP；城市軌道交通企業與支付寶、微信等第三方支付平臺合作，借助第三方支付平臺發碼，實現掃碼過閘；同時，部分城市軌道交通企業已開始試點人臉識別支付過閘。結合城市軌道交通特定應用場景，下面就智慧出行APP、人臉識別支付的新技術應用進行研究。

2.1 智慧出行APP

當前，國內大部分城市軌道交通企業都開發了本地的智慧出行APP，有效提高了互聯網移動支付使用率，降低了票亭運營人員的工作量以及AFC系統自動售票機紙幣、硬幣等模塊的使用維護頻次。實時顯示站點客流動態、列車運行時刻、線路運營信息、票務政策、出入口查詢、站內導航、人臉注冊認證等服務，滿足乘客自助服務功能、實現廣告投放和推送的增值服務，均可依靠城市軌道交通智慧出行APP實現。

然而，智慧出行APP的缺點在于乘客到不同城市乘坐城市軌道交通，為便于出行使用乘車二維碼掃碼過閘時，有時需要下載和注冊當地的智慧出行APP。當前，國內大部分城市軌道交通企業均在大力推動跨區域的互聯互通工作，主要體現在以下兩個方面：

（1）積極配合城市軌道交通運營主管部門實施“交通聯合”一卡通在城市軌道交通的建設與推廣應用，其目的不在于干預和限制移動支付的發展，而是落實優先發展公共交通，全面滿足市民跨區域以及跨交通方式的互聯互通需求，方便持卡人出行。

（2）全力推進智慧出行APP乘車二維碼的互聯互通。如北京、上海是國內城市軌道交通路網規模大、日均客運量大的城市，社會經濟交流緊密、跨城市出行需求巨大。兩地城市軌道交通應用互聯網技術實現了兩市地鐵乘車二維碼的互聯互通，使用“億通行APP”或者“Metro大都會APP”，可實現兩地城市軌道交通掃碼過閘互通，方便了兩地市民跨城市交通出行。此外，上海申通地鐵集團在長三角等各城市軌道交通（上海、杭州、寧波、溫州、合肥、南京、蘇州、無錫、徐州、常州，以及北京、青島、蘭州）實現了“一碼通行”十三城。

2.2 人臉識別支付

近年來，人臉識別技術已廣泛應用于高鐵、機場的檢票、過閘、安檢與身份認證等應用場景；在城市軌道交通領域尚未大規模應用，全國多個城市已開展人臉識別支付過閘的試點工作。

人臉識別技術在流程上主要包括四個步驟：人臉圖像采集及檢測、人臉圖像預處理、人臉圖像特征提取、匹配與識別，識別模式有1：1和1：N兩種模式。城市軌道交通人臉識別支付過閘技術主要由人臉圖像前端采集設備（人臉識別PAD）、比對服務器、管理服務器以及傳輸網絡等構成。前端采集設備主要安裝在自動檢票機上，設備接入自動檢票機內工控機，通過車站局域網與服務器進行通信；比對服務器設置在各車站綜合弱電機房；管理服務器納入多線路中心（MLC）并接入清分系統，統一管理、共享應用，如圖2所示。

圖2 人臉識別支付過閘技術示意圖

然而，在高客流量的城市軌道交通領域，特別是在地下車站實際應用時，人臉識別效果與光線照射、表情姿態、面部遮擋等因素有著密切關系，人臉識別支付過閘技術尚未完全成熟，主要體現在以下兩個方面：

（1）高鐵、機場的人臉識別技術采用1：1比對方式，即通過人臉識別攝像頭采集乘客人臉信息，與乘客身份證的人臉信息進行1：1匹配，驗證乘客身份、實現乘客過閘。在城市軌道交通領域，人員通行采用非實名制，無法獲取人員身份證的人臉信息，通常采用的是人臉圖像與人臉庫進行1：N比對，即1張視頻圖像與預先注冊的N個人臉特征進行比對。由于建設城市軌道交通的城市人口規模均較大，總規模（N值）通常可達到百萬級乃至千萬級；同時考慮到AFC系統的車站現場服務要求，為避免造成客流擁堵，自動檢票機的通行速度不宜過低，現有人臉識別支付過閘技術的準確率較難滿足應用需求。

（2）當前的人臉識別技術準確率難以達到100%，在錯誤識別后（特別是扣款錯誤后）的系統自動補救措施、與傳統AFC系統深度融合等問題均有待進一步研究，以減輕城市軌道交通企業的車站現場客運組織壓力；同時，也需要考慮保護乘客的隱私。

3 結束語

城市軌道交通的通行支付方式已呈現出多元化發展趨勢，雖在一定程度上對傳統的城市軌道交通票務管理體系有所沖擊，但其減少了現金、各類證卡的使用量，提高了乘客的出行效率，給乘客帶來了更加便捷、優質、舒適的出行體驗，提升了城市軌道交通企業的服務品質，通行支付新技術在城市軌道交通中的應用有著廣闊的發展前景。