城市軌道交通互聯網票務系統應用研究與實踐

杜瓊瓊

（蘭州市軌道交通有限公司，甘肅蘭州 730500）

1 引言

隨著消費方式的變革，支付方式從線下支付快速轉變為線上支付，移動支付方式迅速發展。截至2019年，中國移動支付普及率已經達到了70%，除了微信和支付寶兩大移動支付工具外，還有網易寶、華為支付、百度錢包等若干種支付平臺。互聯網經濟下，移動支付在各領域內被推廣應用[1]。在城市軌道交通運營中，將“互聯網+”技術與城市軌道交通自動售檢票系統（AFC）相結合，建立使用手機虛擬憑證直接進出站和電子支付的新業務模式，已成為控制運營成本、提升服務質量、建設“智慧城市軌道交通”研究的新方向[2]。本文以蘭州市軌道交通有限公司（以下簡稱“蘭州市軌道交通”）為例，介紹其圍繞建設“智慧城市軌道交通”目標，結合“互聯網 +”技術對既有線路AFC系統進行功能改造，通過搭建互聯網票務平臺，增加二維碼過閘及多元化電子支付業務場景，并在此基礎上延伸出二維碼增值創新應用新業務模式，同時利用技術手段實現與長三角地區城市軌道交通的互聯互通。實踐證明，該項目在較短周期內實現了掃碼過閘、多元化支付、增值應用、互聯互通等新業務模式，從根本上解決了乘客購票排隊久、車站運作壓力大、乘客事務處理多、乘車優惠投放難等一系列問題，提升了乘客出行體驗及乘客滿意度。

2 互聯網票務平臺

互聯網票務平臺（Internet Ticket Platform，ITP）是在傳統的AFC現金支付購票、先買票后乘車的基礎上，結合互聯網移動支付、乘客注冊、實名認證等功能，增加了互聯網支付購票、二維碼先乘車后付費等能力的票務綜合管理平臺。一般包括用戶管理、過閘行程管理、計費、結算等相關功能，具備高并發、短時延、高可靠性、高安全性等特點。

2.1 系統架構

2.1.1 AFC 技術架構

城市軌道交通AFC系統采用5層架構：第1層為自動售檢票線網管理中心系統（ACC）； 第2層為線路中央計算機系統（LCC）；第3層為車站計算機系統（SC）；第4層為車站售檢票設備（SLE）；第5層為電子車票及手機終端。用戶向互聯網票務系統注冊帳戶后，進行信用支付的綁定，并向統一互聯網票務平臺申請代表用戶身份的二維碼，在閘機端掃碼后驗證并通行。AFC系統架構（二維碼電子票的進出站場景）如圖1所示。

2.1.2 系統拓撲架構

互聯網票務平臺包含云票務基礎應用平臺（iTPS）和云票務增值應用平臺（ExTP），iTPS主要負責互聯網票務的發碼、扣款等業務，ExTP主要負責互聯網增值票的生成、分發、核銷等業務。互聯網票務平臺部署在蘭州市軌道交通的專網中，通過網閘與部署在生產網絡中的傳統AFC系統進行交互，通過防火墻與在互聯網中的第三方乘車碼平臺（騰訊乘車碼/支付寶乘車碼/翼支付乘車碼等）、第三方支付平臺（支付寶支付/微信支付/翼支付等）、其他第三方平臺（互聯互通平臺等）進行交互。蘭州軌道APP的服務部署在阿里云上，互聯網票務平臺通過虛擬專用網絡（VPN）+防火墻的方式進行交互。系統拓撲架構如圖2所示。

2.1.3 系統擴展方案

由于整個系統在設計初就已經考慮到系統的擴展與升級需求，當城市軌道交通線路、站點、業務等需要擴展時，可以通過以下整體擴展方案進行升級。

（1）系統配置擴展。當城市軌道交通業務進行擴展時，通過系統配置文件與配置功能的擴展性升級，可以使整個系統支持新線、新站點、新業務的擴展性升級，不需要新增系統與開發。

（2）硬件規模擴展。新業務的增加必將帶來硬件規模的擴大，由于整個硬件體系采用了虛擬化的可擴展架構，可以通過直接增加相關的硬件整合到既有的硬件里實現硬件的規模化擴展。

（3）系統與應用的橫向擴展。應用系統在設計時完全遵循可擴展化的分布式設計，當現有應用系統的負載達到既定值時，可以通過虛擬化、容器化的擴展方案直接進行系統應用的橫向擴展，增加整個系統的負載能力，提升系統的效率與穩定性。

3 蘭州市軌道交通互聯網票務平臺功能實現

3.1 二維碼過閘功能

用戶使用蘭州軌道APP二維碼乘車可享受“先乘車后付費”“信用乘車”“一人一碼”“單進單出”的互聯網乘車體驗。乘車二維碼支持用戶端與閘機端的“雙離線”模式。用戶在APP端需要先行綁定互聯網免密支付/小額代扣的支付方式，并通過實名認證后進行乘車。當出站時系統異步準實時扣除該行程費用，用戶在蘭州軌道APP端會接收到對應行程訂單信息。

3.2 第三方乘車碼過閘功能

蘭州市軌道交通互聯網票務平臺具備接入第三方發碼平臺的能力，提供標準化的第三方乘車碼接入接口，在系統中可實現支付寶乘車碼與騰訊乘車碼接入功能。支付寶乘車碼接入在前端使用支付寶客戶端，由項目人員實現H5前端；后端通過標準化乘車碼接入接口實現支付寶乘車碼接入。騰訊乘車碼接入采用騰訊小程序自行實現，后端通過標準化乘車碼接入接口實現騰訊乘車碼接入。

3.3 TVM非現金購票/充值功能

乘客在蘭州市軌道交通車站自動售票機（TVM）處選購對應單程票或進行交通一卡通充值并明確金額，使用支付寶、微信或云閃付用戶端掃描TVM機屏幕上展示的付款碼完成支付，并在TVM機處領取訂單對應的單程票或充值完成的交通一卡通。

3.4 互聯互通功能

蘭州市軌道交通加入到長三角互聯互通體系范圍內，用戶可使用蘭州市軌道交通提供的用戶應用端在長三角互聯互通體系中的城市進行乘車；長三角互聯互通體系中的城市用戶可使用當地用戶端乘坐蘭州市軌道交通。

3.5 第三方支付功能

蘭州市軌道交通互聯網票務系統提供接入騰訊、支付寶、銀聯的支付場景功能，實現基于乘車碼與線上商城的第三方支付體系相連接。具體支付按實際系統進行區分。用戶使用蘭州軌道APP，選擇某第三方支付方式申請開通，請求發送至互聯網票務平臺，返回簽約串后，從蘭州軌道APP拉起第三方支付簽約。微信、支付寶用戶同意授權，銀聯用戶填寫簽約信息同意簽約后，互聯網票務平臺回調第三方支付的簽約結果，并將結果返回至APP。

3.6 二維碼增值創新應用功能

互聯網票務平臺實現二維碼增值創新應用場景，即互聯網增值票場景，增值票類型主要包含計次票、計期票2種，第三方商戶可向蘭州市軌道交通采購二維碼增值票，并可為商戶平臺福利、營銷、活動等場景所用。二維碼增值票采用在線模式（閘機端與用戶端必須在線）核銷車票次數，在進站時驗證車票次數。系統提供標準H5增值車票應用，并提供標準化第三方增值車票應用接口，允許第三方自有接入。

3.7 第三方應用接入功能

互聯網票務平臺提供標準化的蘭州市軌道交通乘車二維碼發碼接口，實現為第三方提供蘭州市軌道交通發碼能力；提供標準化的第三方乘車碼接入接口，實現為第三方提供乘車碼接入能力；提供標準化第三方增值車票應用接口，實現為第三方商戶提供增值票業務應用場景。

3.8 在線乘客事務處理功能

互聯網云票務平臺提供標準化的乘客事務處理流程，包括APP在線申訴、補款、補登等功能。

4 技術優勢

與國內其他城市軌道交通相比，蘭州市軌道交通互聯網票務系統項目的設計搭建具有明顯優勢，具體體現在以下幾方面[6-9]。

（1）蘭州市軌道交通設計的二維碼格式兼容自有發碼以及接入第三方發碼平臺2種模式，發碼方式靈活，對第三方發碼平臺和第三方支付平臺的包容性更強，延展性和外擴性更高。

（2）設計閘機離線、手機離線、雙離線正常過閘驗證機制以及在線與離線機制的轉換流程，降低了網絡條件對乘客過閘的要求，系統業務的穩定性更強。

（3）APP客戶端自助補登及申訴功能的實現，節省了乘客前往客服中心辦理業務的時間，開辟了乘客業務咨詢、申訴的新通道，在提高業務辦理效率的同時熱線投訴率顯著降低。

（4）實現了與長三角地區的互聯互通功能，成功接入上海、杭州、寧波、徐州等城市。

（5）推出以乘車碼為基礎的延伸應用產品——互聯網增值票，通過用戶端及商戶端2套平臺，成為用戶與商戶之間的橋梁，完整鏈接乘客在地鐵以外的活動場景。

5 實施成果

蘭州市軌道交通互聯網票務系統項目實施以來，使用手機乘車碼過閘的用戶數量不斷增加，同時，乘客使用安全性顯著增強、AFC設備故障率明顯降低，便民出行乘車優惠逐漸增多，系統的深度挖掘和利用也為城市軌道交通商業合作和資源外拓提供了堅實的保障。

5.1 系統運行及數據統計

自2019年12月項目功能上線以來，蘭州市軌道交通實現微信乘車碼、支付寶乘車碼、翼支付乘車碼、蘭州軌道APP乘車碼掃碼過閘業務，實現長三角地區互聯互通乘車碼過閘業務，使用手機二維碼刷碼過閘的客流量不斷增加。截至2021年12月底，僅蘭州市軌道交通1號線互聯網票務平臺注冊用戶量超491萬人，累計交易數量超過6 049萬筆，累計交易金額近2.24億元。

一個裂帛的聲音，這聲音又如一枚沖天小小爆仗，由地面騰起，五色紙作成翅膀的小玩具，便在一個螺旋形的鐵絲上，被賣玩具者打發上了天。于是這里有各色各樣的臉子，皆向明藍作底的高空仰著。小玩具作飛機形制，上升與降落，同時還牽引了遠方的眼睛，因為它顏色那么鮮明，有北京城玩具特性的鮮明。

5.2 票種分布結構的變化

隨著互聯網增值票務平臺上線，各票種的使用占比情況出現了結構性變化。以2021年12月為例，實體單程票的使用率從2019年12月的45.11%下降至7.23%，降幅為37.88%；交通一卡通的使用率從26.67%下降至23.55%，降幅為3.12%。而手機二維碼刷碼過閘增幅為62.45%，如圖3所示。由以上數據可知，手機二維碼過閘已成為乘客乘坐城市軌道交通的首選支付方式。

5.3 運營管理水平提升

項目實施明顯提升了乘客過閘及業務辦理效率，能夠有效緩解客運組織和客服熱線的壓力，減輕現金處理和車票消毒工作量，提升乘車便利性和安全性。

5.3.1 零錢兌換及現金清點量降低

從零錢兌換數據看，互聯網票務平臺上線后較之前零錢兌換率下降約70%；從現金清點方面看，互聯網票務平臺上線后日均銷售現金收入較之前減少了62%。大幅降低了車站TVM機現金加幣、補幣的壓力，減輕了車站現金清點、票箱更換以及現金解行的工作量。此外，對比傳統的收益管理模式，互聯網票務系統管理具有準確、及時、完整、嚴謹等不可替代的優點。

5.3.2 乘客使用更高效、更安全

二維碼刷碼過閘功能的實現優化了乘車流程，去除了購買單程票環節，提高乘客進站效率的同時，也切斷了乘客與循環使用的現金及單程票的接觸，在全力抗擊疫情環境下，有效切斷病毒的傳播途徑，從而保障乘客乘車安全，降低單程票消殺的工作量。此外，客戶端自助補登及申訴措施的應用，為乘客打開了線上辦理業務的新窗口，可有效緩解客服中心及客服熱線的工作壓力。

5.4 打通乘車優惠的投放渠道

通過互聯網票務系統的應用，打通了基于互聯網移動支付乘車優惠活動的投放渠道，通過與各家銀行合作，實現綁定對應銀行卡支付享受乘車優惠活動功能，切實提高了乘客的滿意度。

5.5 車站AFC設備故障率下降

互聯網票務系統上線后車站的自動售檢票機壓力顯著降低，使用單程票過閘人數明顯減少，單程票的回收壓力大幅降低。項目實施以來，車站TVM的使用率降低80%，從原有的10臺左右TVM全部投入使用，到目前每車站僅投入使用2～3臺，其余全部關停（關停設備可投入后期建設線路繼續使用），AFC設備可靠度高達99.99%，大幅降低了設備故障率及運維成本。在減輕設備運維壓力的同時有效降低了AFC設備維護成本。

5.6 平臺資源的積累和挖掘

二維碼乘車在滿足乘客高頻剛需出行的同時，也為城市軌道交通提供了流量入口，蘭州市軌道交通以互聯網增值票為切入點，通過用戶端及商戶端2套平臺，整合地鐵出行服務、互聯網票務和本地生活服務等資源，實現基于地鐵出行的都市生活場景。例如，蘭州市軌道交通與蘭州中心（購物中心）合作發行蘭州市軌道交通互聯網增值票，用戶可通過蘭州中心小程序使用積分兌換二維碼計次票，在為蘭州市軌道交通帶來額外增值收入的同時，也為商家提高用戶黏性及用戶活躍度。此外，還可利用平臺功能將蘭州市軌道交通二維碼車票與其他產品進行權益打包經營，如與哈啰單車合作推出“軌道+單車”車票權益包等，創建“互聯網+”軌道交通經營的新模式。

6 總結與展望

蘭州市軌道交通互聯網票務系統項目上線后，使用二維碼刷碼過閘人數不斷增加，乘客出行便利性和乘車滿意度持續增高。自項目實施起至今，系統運行安全穩定，乘客過閘效率顯著提高，車站運作壓力和設備故障率明顯降低，第三方電子支付渠道趨于多元化，乘車優惠活動的投放渠道隨之增多，乘客在便捷、安全乘車的基礎上享受到更多的乘車優惠。同時，通過對互聯網票務系統的深入挖掘與產品的多場景應用，有效促進了軌道交通從服務提供商到城市綜合體的轉型，加快城市的智慧化進程。