基于中心接入規范的交通一碼通乘*

隋莉穎 于海濤 杜 勇 邊嘉樂 龐俊彪

(1.北京市交通信息中心綜合交通運行監測與服務北京市重點實驗室 北京 100073;2.北京工業大學信息學部北京多媒體與智能軟件技術重點實驗室 北京 100124)

隨著智能手機和二維碼應用的普及，移動支付成為了重要的支付手段；城市交通作為市民生活中不可或缺的一部分，更是需要以便民利民為目的進行信息化[1-2]。以北京市為例,軌道交通行業通過“億通行”APP實現二維碼乘車和線上購票線下取票功能，北京市政交通一卡通通過開發“一卡通”APP實現線上充值和二維碼乘車功能，公交集團則通過“北京公交”APP實現二維碼乘車功能。3種場景、3家不同的互聯網票務服務商、3個系統，相互獨立、互不兼容,就意味著需要下載三款APP，給市民的出行帶來了不便。另外, 對城市交通數據的管理也帶來問題。地鐵、公交、一卡通公司在清分結算、乘客咨詢投訴處理流程、運營服務規則、跨行業爭議仲裁等方面沒有統一業務規則和管理機制，給軌道、公交二維碼支付的運營服務質量帶來影響。本文構造了“多主一備”架構的一碼通乘平臺，將多種出行平臺整合起來，實現跨交通行業平臺支付，將城市的交通變為一個整體。

1 一碼通乘系統框架

基于中心接入規范的交通一碼通乘平臺由公共管理平臺、統一發碼平臺和數據交換中心組成。一碼通乘業務邏輯結構見圖1。

圖1 一碼通乘業務邏輯結構

1) 統一發碼平臺采用“多主一備”架構，軌道交通、公交集團、一卡通等行業各自建設自己的發碼平臺，統一發碼平臺具備災備發碼平臺。同時，中心密鑰與各行業后臺主發碼平臺的密鑰一致。

2) 公共管理平臺作為跨行業的業務處理中心，包括用戶信息管理系統、跨行業清算對賬系統、跨行業異議處理系統、統計分析管理系統和證書管理中心。

3) 數據交換平臺，包括各行業間多種業務數據和推送數據交換的樞紐，一碼通乘平臺接收到數據后根據數據類型進行不同的處理和轉發。

交通部證書管理中心授權一碼通乘平臺標準的發碼密鑰規范存儲在公共管理平臺的證書管理中心中，統一發碼平臺根據標準密鑰進行發碼，保證各行業二維碼能實現通用。各行業APP用戶開通“一碼通乘”業務，勾選用戶授權協議及“一碼通乘”使用協議后，公共管理平臺用戶信息管理系統生成ID與各行業后臺分配的虛擬卡號的關聯關系，即可實現一碼通乘城市交通。用戶可使用行業APP二維碼通過閘機，當行業APP二維碼發碼故障時，調用災備發碼平臺發出通乘二維碼，保障用戶順暢通行。出現跨行業業務時，公共管理平臺將從用戶信息中心找到用戶對應的ID，從該ID對應賬戶支付費用，從而實現跨行業支付；跨行業清算對賬系統每天會生成一份對賬交易明細發至指定APP平臺，同時提供對賬差異申訴功能；跨行業異議處理系統，支撐各行業的客服人員及時處理異議問題[3]；統計分析管理系統，將各行業數據匯總入數據管理中心，對交通數據進行實時監控；還配有證書管理中心提供各行業后臺來獲取有交通部授權的公鑰列表與各行業后臺的公鑰簽名[4]。數據交換平臺使用MQ(message queue)通信、OSS(object storage service)通信協議等通信規范，使各平臺多種類數據實現異步化、規范化交換傳輸。

2 物理框架

為了降低硬件的建設成本和保證數據的安全運行，一碼通乘平臺物理架構采用混合云技術。一碼通乘平臺物理架構圖見圖2。

圖2 一碼通乘平臺物理架構圖

1) 云端部分部署在商用云平臺上以降低硬件建設成本。建設內網區、NAT區和管理區。

2) 行業后臺部分與商用云之間用高速通道連接。

3) 云端部分與軌道后臺機房和公交后臺機房分別以專線連接。

4) 一卡通后臺系統部署在一卡通專用機房，與一碼通乘平臺專線連接。

3 中心統一發碼模式

中心發碼平臺業務邏輯圖見圖3。為了確保一碼通乘系統穩定可靠和高可用性，采用“多主一備”的架構模式。由各行業(軌道、公交等交通機構)分別建立一套獨立的行業主發碼平臺，承擔各自行業APP的生碼業務。統一發碼平臺建立災備發碼平臺，中心密鑰與各行業后臺主發碼平臺的密鑰一致，且通過公共管理平臺的證書管理中心獲取符合交通部標準的簽發密鑰。中心建立一套備用的生碼平臺，任何一個行業發碼平臺故障實時切換至災備發碼平臺，確保APP能繼續正常生碼。

圖3 中心發碼平臺業務邏輯圖

中心發碼平臺交互時序圖見圖4。當需要發碼時，行業APP檢查發碼機構授權簽名是否存在。存在時，生成二維碼；不存在時，則向行業后臺獲取發碼機構的簽名接口，后臺對用戶的信息在加密模塊中獲取發碼機構的授權簽名接口，如果能返回發碼機構授權簽名信息，則在后臺組裝二維碼信息返回發碼機后授權的簽名等信息，生成二維碼。

圖4 中心發碼平臺交互時序圖

4 中心公共管理平臺

公共管理平臺作為跨行業的業務處理中心，包括用戶信息管理系統、跨行業清算對賬系統、跨行業異議處理系統、跨行業分析管理系統和證書管理中心。負責為跨行業的用戶身份識別提供統一的信息映射管理，對跨行業的業務處理提供輔助管理工具，為管理部門提供跨行業管理需要的各類運行統計數據和監控數據。

4.1 用戶信息管理系統

中心平臺用戶管理中心用來管理一碼通用戶實名信息。同時中心平臺用戶管理中心維護聯盟ID與各行業后臺分配的虛擬卡號的關聯關系，可供各行業后臺查詢。

用戶實名信息上傳交互時序圖見圖5。用戶在行業APP中開通“一碼通乘”業務，勾選用戶授權協議及“一碼通乘”使用協議，驗證支付密碼后，向行業后臺發起開通二維碼乘車業務申請。行業后臺向第三方支付機構驗證用戶實名一致性，并開通免密支付。同時第三方支付機構將開通結果及用戶實名信息告知行業后臺，行業后臺存儲實名信息及簽約信息，并將實名信息(傳入交通卡號、聯盟ID、脫敏后姓名、證件號碼、手機號等信息)發送至一碼通乘平臺進行保存。

圖5 用戶實名信息上傳交互時序圖

4.2 跨行業清算對帳系統

跨行業交易由各行業后臺每個運營日(運營日是指當天02:00至第二天02:00)結束以后(凌晨02:30)自動生成，生成跨行業對賬匯總文件(分為請款與退款)以及跨行業對賬交易明細文件?？缧袠I清算對賬平臺只負責將行業后臺生成的對賬文件通過MQ轉發至指定的APP提供方后臺即可。

同時一碼通乘平臺提供跨行業對賬差異申訴管理系統?？缧袠I清算對賬差異申訴管理系統提供以下功能：清算對賬差異申訴處理工單的創建、查詢、處理反饋等功能。支撐各行業清算對賬人員及時有效處理跨行業對賬差異議問題。各行業清算異議處理專員可點擊查看清算工單詳情按鈕，通過各行業后臺清算系統發起清算工單詳情請求，在中心平臺跨行業清算異議處理系統根據工單的編號查詢具體信息，隨后將清算異議工單詳情返回行業后臺，顯示給各行業清算異議處理專員。其流程示意圖見圖6。

圖6 清算對賬差異工單交互時序圖

4.3 跨行業異議處理系統

公共管理平臺提供跨行業異議處理管理系統?？缧袠I異議處理管理系統提供以下功能：異議處理工單的創建、查詢、催辦、撤銷、處理反饋等功能。支撐各行業客服人員及時有效處理跨行業異議問題[5]。

當乘客出現異議時，異議受理方客服記錄工單信息，根據乘客的描述創建工單發送到異議受理方后臺客服系統，后臺客服系統調用接口將工單發送到中心平臺的跨行業異議處理系統，中心平臺記錄下工單等待提供服務的行業方查詢處理，處理后將反饋結果發送到受理方后臺客服系統并記錄下，異議受理方的客服在收到結果反饋后告知乘客工單已受理[6]?？缧袠I異議處理工單交互時序圖見圖7。

圖7 跨行業異議處理工單交互時序圖

4.4 統計分析管理系統

統計分析管理系統能夠提供軌道交通、公交集團、郊區公交等多方數據整合，可實現從流量監控、熱度預警、應急調度、可視化作戰大屏、智慧交通大數據分析等服務。

服務提供方行業后臺上傳每天的統計報表到中心平臺，中心平臺的統計分析管理系統進行儲存后反饋結果。

圖8為由軌道交通、城市公交和遠郊公交人流量數據匯總的交通熱力圖，顏色越深則說明乘坐公共交通人流量越大。通過一碼通乘平臺實現交通數據的實時監控，縮短了跨行業數據傳輸的時間，為緩解交通壓力，提高城市交通效率，給城市交通資源的配置提供了寶貴的數據資料[7]。

圖8 交通熱力圖

4.5 證書管理中心

證書管理中心提供各行業后臺來獲取公鑰列表與各行業后臺的公鑰簽名。公鑰列表為交通部根證書的公鑰，也包含交通行業備用根證書的公鑰。公鑰簽名按照交通部標準，行業后臺需要提供自己的公鑰數據，用于簽名以后將簽名后的簽名反饋給個行業后臺。各行業后臺將此簽名用于各行業用戶證書的簽發。

5 試運行結果

表1為北京市2020年一碼通乘平臺試運行結果。將北京軌道交通APP億通行、北京公交APP及一卡通APP互聯互通，實現了跨行交易、公交數據實時監控等功能。

表1 北京市一碼通乘試運行結果

由表1可看出跨行業刷碼的每周使用量占比在穩定增加，一碼通乘的服務得到越來越多用戶的認可，至2020年10月跨行業交易已經達到整個交通出行服務量的19%，截止至2020年10月18日開通一碼通乘用戶已經達到652.05萬人。

6 結語

如今，公共資源越來越來追求信息化、規范化，不斷加強行業管理的一體化，力求給使用者帶來方便快捷的體驗。

基于中心接入規范的交通一碼通乘平臺，有效地將城市軌道交通、城市公交、城郊公交的數據規范化互通。北京市交通一碼通乘的實現，不僅滿足了市民幸福出行的需求，構建了公共出行“輕生活”方式，并且可以將所有出行數據歸集于1個平臺上，保證數據的完整性和唯一性，對各部門決策數據在應用層面的互聯互通與共享具有重要意義。