上海軌道交通紙質二維碼車票研究

周璐川 薛景琦

[摘 要]在移動互聯網飛速發展的時代背景下，城市軌道交通票務系統朝著更加多樣化、數字化、便捷化的方向發展。以二維碼技術為載體的新型互聯網車票已在軌道交通票務系統中廣泛使用，實現了二維碼掃碼過閘，支持多種前付費或后付費使用模式。但在單程票業務中，仍大多使用非接觸IC卡，在使用中需要配套的售票與回收模塊，需要采購、存儲、轉運、回收、清洗等高額成本支出。基于此，文章以上海市軌道交通單程票業務為研究對象，提出使用一次性的紙質二維碼車票替代傳統單程票的方案，從車票的介質、安全性、擴展性這三方面展開研究，提出合理化建議，以供參考。

[關鍵詞]軌道交通；單程票；紙質二維碼車票

中圖分類號：U293.22 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1722（2024）03-0046-03

上海地鐵自2005年采用非接觸IC卡作為單程票實現“一票換乘”業務以來，作為國際先進、國內領先的自動售檢票業務（AFC）已經發生了巨大轉變。在系統架構層面，隨著云計算和高速網絡建設，應用逐步向扁平化趨勢發展。在車票介質層面，隨著移動支付技術的發展，逐步實現以實體票卡應用為主的方式向虛擬票卡應用發展。車票交易處理層面，由以近場支付為主的脫機交易，向后付費的聯機電子支付交易發展。清分中心采用“互聯網+”技術，搭建了互聯網票務平臺，結合對既有線路AFC系統的功能改造，支持多元化移動支付購票、二維碼過閘等業務場景[ 1 ]。

單程票在AFC系統內循環使用，采購、存儲、編碼、轉運以及后期的配送、調撥、回收清洗工作量大、成本高，對環境造成較大的污染。隨著AFC新技術的發展，電子支付技術（二維碼等）逐漸成為乘車憑證的主流，單程票的使用量逐漸減少。同時，由于新冠疫情的影響，以及交通運輸業及地鐵行業提出的新要求，原先重復使用的單程票成為可能的病毒傳播媒介，迫切需要一種一次性方便回收的乘車憑證替代單程票，以減少交叉傳染的可能性。

文章將分析上海軌道交通單程票的日常使用現狀與存在的缺點，提出使用紙質二維碼車票替代傳統單程票、減少現金模塊的方案。對比傳統的非接觸IC卡單程票，紙質二維碼票可以有效降低路網的建設與運營成本，不需要清洗與消毒，可以減少環境污染，推動“云”+“端”的新AFC票務架構建設，解決傳統單程票使用中的痛點問題。

（一）單程票使用量

上海地鐵2005年實現了“一票換乘”，其中，單程票作為一種重要票種，最初占全部票種應用量的80%左右。近年來，隨著AFC新技術的發展，電子支付技術（二維碼等）逐漸成為乘車憑證的主流，單程票使用量逐漸減少。參照2022年9～10月的數據，上海軌道交通路網單程票的使用量每天約19萬張，在全路網所有票卡中的使用量占比下降到2%～3%。上海軌道交通單程票每日使用量表如表1所示。

（二）售票機運營成本

當前，TVM設備需要在每日營業結束后進行人工清點與回收現金，補充票卡。

常規維護設備包括紙幣機、紙幣找零機、硬幣機、硬幣找零機、循環找零機、發卡模塊、票箱、紙幣錢箱、硬幣錢箱、乘客打印機、維護打印機、維護界面等。

維護人員需要針對各種型號的設備開展維護培訓，培訓成本較高。

維護人員每天對單臺T V M的日常維護與補票卡等操作需要10～1 5分鐘。一個站平均6臺T V M至少需要1小時完成基本維護。發生硬件故障時更加需要專業技術人員維護或者更換設備。

（三）使用局限性

目前，單程票使用過程中不支持出站換乘，經過需要出站換乘的站點時，需要換乘其他可以站內換乘的線路，如圖1所示。圖1中，深色箭頭表示從15號線吳中路站購買單程票到2號線威寧路站，需要先乘坐15號線1站到桂林路換乘9號線，坐1站到宜山路換乘3/4號線，坐3站到中山公園換乘2號線，坐2站到達威寧路。淺色箭頭表示使用二維碼車票支持出站換乘的方式，從吳中路到2號線威寧路站，只需要15號線坐3站到婁山關路，出站換乘2號線坐1站到威寧路。

（四）單程票在日常使用過程中存在的其他缺點

第一，建設成本高。

雖然單程票的比例較少，但是作為基礎性票種，必須予以保留，目前單程票采用非接觸IC卡，建設投入成本非常大，包括TVM中的票箱、出票機構、閘機中的票卡回收箱以及各類票卡編碼分揀設備，相對于占比越來越少的單程票，其建設仍需高成本投入[ 2 ]。

第二，運營成本高。

終端設備日常處理單程票的各類票卡機構均需考慮一定的運維成本，造成運營單位維護成本居高不下。此外，目前日均流失約1.5%左右的單程票，單程票流失成本是成本控制的重要問題。同時，每年新線開通，為維持路網中一定數量的單程票，需補充采購單程票也是運營管理高成本的原因之一[ 3 ]。

第三，清洗消毒工作量大。

疫情發生以來，為降低持單程票乘客的交叉感染概率，單程票清洗消毒的頻次加大，單程票的回收、清洗消毒、分揀等工作量非常大，一方面，清洗消毒成本高；另一方面，票卡周轉管理方面也帶來了許多管理問題。

第四，環境污染嚴重。

單程票在使用周期中，存在比較嚴重的環境污染問題，包括每年單程票廢票的處理，票卡清洗消毒液產生的廢水都會對環境造成一定的污染，從綠色地鐵、出行安全以及降低成本、提升效率的角度看，應該研究單程票更加環保、更加節約的解決方案。

鑒于傳統單程票在日常運營使用中的各種痛點，文章提出采用紙質二維碼車票替代原有單程票的方案。紙質二維碼的應用主要采用終端設備直連清分中心聯機交易平臺進行聯機交易驗證的方式。

目前，上海地鐵已完成了交通部二維碼、隨申碼、申通碼等聯機交易碼在軌道交通中的應用，在以上聯機碼的應用改造中已對AFC系統中網絡的質量、性能、可靠性、安全性進行了優化和加固。同時，其采用的聯機交易模式也為紙質二維碼車票的應用研究儲備了相關的技術和工程經驗。

（一）車票成本

紙質車票相對于傳統IC卡單程票，在使用成本上更低。

第一，建設成本。

使用紙質車票，TVM可以去除IC卡單程票的讀寫器與出票機構并更換紙票打印模塊，成本可以顯著降低；BOM僅需增加打印出票設備，就能支持紙質車票的發售；AGM無需增加任何設備，新AGM甚至可以去除票卡回收機構；線路建設中，可減少或去除IC卡單程票的編碼分揀設備相關采購項。

第二，運營成本。

表2為最近5年上海軌道交通對傳統IC卡單程票的運營成本統計表。其中，2018年Metro大都會等二維碼乘車方式仍處于推廣期還未廣泛使用，因此單程票使用量較大，單次使用成本相對較低。2022年受疫情影響較大，單程票使用量偏低，單次使用成本相對較高。2019～2021年情況相對平穩，統計數據比較合理可信，單程票的單次使用成本平均為0.1057元。

紙質車票的運營成本主要在紙張。目前，上海軌道交通IC卡單程票尺寸大小約為86毫米×5 4毫米，經過充分的市場調研，與之尺寸相符的紙票介質成本表如表3所示。綜合成本與紙張特點考慮，文章建議采用140gsm的彩色紙張，其對應尺寸的成本約為0.065元每張，是傳統單程票單次使用成本的61.49%。

（二）車票安全性

在發售與使用中，要確保紙質二維碼車票的安全性。

一是防篡改。二維碼內容的安全性由相關的二維碼標準保證，通常采用中心私鑰簽名、終端公鑰驗證的方式確保二維碼內容不被篡改。

二是時效性。紙質二維碼車票數據，一經售票，僅當前運營日有效，其他時段無效。售票終端與閘機終端設備需與聯機交易平臺的云端系統進行時間同步操作，保證系統時間準確性。

三是通信安全。TVM發售設備與AGM閘機均通過安全的私有協議直連清分中心聯機交易平臺，進行申碼、驗碼等業務，由聯機交易平臺的云端認證機制確保通信數據的完整性和安全性[ 4 ]。

四是防重復。過閘使用時，一般情況下，AGM直連清分中心聯機交易平臺，由聯機交易平臺進行云端驗證，防止一張票被多次使用。在與云端脫機的場景下，車站終端及站級SC可以設置防重復刷碼識別機制，有效監測二維碼車票的使用情況，杜絕一個碼多次刷進出站的情況。

（三）車票擴展性

紙質二維碼車票使用上海軌道交通制定的自有二維碼內容標準，可以利用其中自定義區域的數據定義擴展相應功能。同時，運用云端驗證機制，可由云端控制票卡分析邏輯，實現乘車能力的擴展，可擴展包括但不限于以下幾種能力。

一是子票種擴展。使用自定義區域定義子票種，支持類似日票、月票、計次票、計時計次票等票卡應用場景。

二是使用范圍擴展。標準中可預留其他軌道交通運營方的數據域，支持例如同時與市域線或其他城市軌道交通線路的無縫聯乘。

三是虛擬換乘功能擴展。上海軌道交通中仍有部分站點是出站換乘站點，傳統的IC卡單程票由于出站回收的特性，無法支持出站換乘。紙質二維碼單程票由于出站票卡不回收且票卡分析邏輯在云端的特性，在制定換乘規則的前提下理論上完全可以支持出站后的虛擬換乘業務。

文章通過分析上海軌道交通現有IC卡單程票的使用現狀與缺點，結合路網當前已支持聯機乘車碼的現狀，提出可使用紙質二維碼車票作為一種新的聯機乘車碼，逐步替代傳統IC卡單程票的方案。紙質二維碼車票能在確保安全性的前提下在AFC系統中應用，結合二維碼標準的靈活性與云端驗證的特性，可以具有很好的擴展性。同時，紙質二維碼車票的使用，有利于降低系統建設成本與日常運營維護過程中的成本。

[1]杜瓊瓊.城市軌道交通互聯網票務系統應用研究與實踐[J].現代城市軌道交通.2022（09）：107-111.

[2]王曉芳.基于智能支付技術的軌道交通新型閘機研究與開發[J].自動化與儀表，2021（11）：100-102.

[3]趙晗.紙質二維碼單程票在城市軌道交通自動售檢票系統中的應用[J].城市軌道交通研究，2022（07）：225-229.

[4]彭志林.二維碼車票支付在軌道交通領域的應用及風險對策[J].電子技術與軟件工程，2021（08）：11-12.