紙質二維碼車票在上海軌道交通中的應用

徐高峻 王瑤 趙宇軍

[摘 要]為了探討紙質二維碼車票在上海軌道交通中的應用，文章介紹了上海軌道交通車票使用的現狀及缺點，包括實體單程票成本、人力成本和使用局限性，研究了紙質二維碼車票的系統化應用，包括業務規范及應用管理機制、系統架構、二維碼數據結構、紙質二維碼車票應用安全以及自動售票機（TVM，Ticket Vending Machine）、自動檢票機（AGM，Automatic Gate Machine）、半自動售票機（BOM，Booking Office Machine）與清分系統（ACC，AFC Clearing Computer）之間的交互流程。在此基礎上，文章探討了紙質二維碼車票的虛擬換乘功能，包括出站及市域線換乘，以期為該領域的發展提供參考。

[關鍵詞]城市軌道交通；紙質二維碼車票；上海軌道交通；虛擬換乘

中圖分類號：U293.22 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1722（2024）04-0019-03

隨著移動互聯網的快速發展，二維碼技術在各個領域得到了廣泛應用，紙質二維碼車票具有便捷性和安全性等多方面的優勢，在上海軌道交通中的應用逐漸受到關注。

一、上海軌道交通車票使用現狀

目前，上海軌道交通使用的車票主要是傳統的非接觸式IC卡[ 1 ]（實體單程票、交通卡等）以及新興的乘車碼（一種可以通過手機等客戶端生成的二維碼，用于在地鐵等公共交通工具上掃描進、出站，從而完成乘車過程的一種電子支付方式，包括Metro大都會乘車碼、隨申碼、上海公共交通乘車碼等）及日票等。根據對上海軌道交通車票使用情況的詳盡分析，乘車碼的普及程度日益提高，導致實體單程票的使用率持續降低。盡管如此，在短期內仍然無法徹底廢除實體單程票的使用，維護其運作仍需投入大量資源，包括硬件成本、票卡成本及人力成本。

一是硬件成本，實體單程票的使用需要通過編碼分揀機進行初始化、預賦值、分揀；需要使用票卡清洗機清洗和消毒票卡；乘客通過BOM、TVM購票，TVM需要多種收取現金的硬件模塊，包括紙幣機、硬幣機、紙幣找零、硬幣找零、紙幣錢箱、硬幣錢箱、發卡機構、發卡讀寫器、IO控制板、票箱等。這些硬件及模塊的采購和維護成本均比較高。

二是票卡成本，實體單程票在使用過程中容易損壞、遺失，需要采購大量的實體單程票。

三是人力成本，上海軌道交通使用的實體單程票采用塑質芯片卡，在使用過程中需要定期清洗和消毒。同時，在各線路間需要定期回收、調撥、清點、盤點及注銷。這些均需要投入大量人力成本。

此外，實體單程票的使用也存在一定的局限性，實體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。

二、紙質二維碼體系化研究

紙質二維碼車票是一種采用紙質材料制成的帶有二維碼信息的車票，具有便捷性和安全性等優勢。

（一）業務規范及應用管理機制研究

紙質二維碼車票的應用需要制定相應的業務規范和應用管理機制，明確紙質二維碼車票的種類、使用方法、退票規則等。同時，需要組織相關人員參加培訓和管理，確保紙質二維碼車票的正常使用和管理。

（二）紙質二維碼車票使用風險研究

紙質二維碼車票在使用過程中可能遭遇多重風險與挑戰，包括以下幾個方面。

一是二維碼損壞或模糊。紙質車票因其物理性質，容易受磨損、折疊、水濕等因素影響，二維碼損壞或模糊不清，將導致掃描設備無法正確讀取二維碼信息，進而影響乘客的乘車和驗票流程。

二是數據泄露和篡改風險。如果二維碼的加密和保護機制不夠嚴密，便可能面臨數據泄露和篡改的風險。不法分子有可能利用安全漏洞，獲取并篡改二維碼中的數據，導致車票信息失真或被濫用。

三是重復使用風險。紙質車票的物理特性使其易于通過復制、拍照等方式被重復使用。

為應對上述紙質二維碼車票使用過程中的風險與挑戰，需要全面而深入地研究以下幾個方面：紙質二維碼的二維碼結構設計[ 2 ]，票卡介質與打印耗材的選擇，系統架構的穩固性，在線檢票防重[ 3 ]以及車票處理流程的合理性。采取這些措施，能有效提升紙質二維碼車票的安全性，保障乘客的出行體驗，同時維護地鐵運營的秩序與效益。

（三）紙質二維碼數據結構研究

一是車票有效性。紙質二維碼車票在生成后具有一定的時效性，因此，車站終端設備必須驗證二維碼的有效時間。對于已過期的車票，設備應自動拒絕其使用，以確保車票的有效性和系統的公平性。

二是數據安全性與防偽。考慮到數據安全性和防偽需求，二維碼中的數據應采用一定的加密技術和保護機制，避免數據被非法篡改或偽造。這可以通過實施安全的加密算法和應用數據校驗機制實現，確保車票數據的完整性和真實性。

三是數據容量和擴展性。由于二維碼的數據容量有限，數據結構的設計需要精巧且經濟，保證核心信息能被有效存儲和快速讀取。此外，設計時應考慮未來可能的業務擴展和需求變動，使數據結構具備一定的擴展性，以適應未來的發展需求。

四是數據讀取速度。在實際應用中，考慮到乘客需要快速通過閘機，車站終端設備應能快速識別二維碼信息。因此，數據結構應被優化以提高讀取速度。例如，頻繁讀取的數據可以放置在二維碼的顯眼位置，縮短掃描時間，提高運營效率。

五是兼容性。為了確保票務系統的順暢運行，數據結構應與現有的票務系統、掃碼設備等保持兼容。在設計數據結構時，應深入理解和考慮相關系統的數據需求和處理方式，保證票卡數據能被準確、迅速地解析和應用，實現系統的無縫集成和高效運行。

（四）票卡介質與打印耗材

研究紙質二維碼車票的紙張選型，包括類型、厚度、樣式、打印方式等，研究適應上海地鐵應用場景（包括乘客使用習慣、天氣因素等）、確保相關票種能滿足上海地鐵單程票的應用需求。

（五）系統架構設計

基于紙質二維碼車票的軌道交通自動化售票系統主要包括以下幾個部分：紙質二維碼車票、AGM、BOM和ACC。其中，紙質二維碼車票是乘客進站和出站的憑證； AGM是乘客進站和出站的通道；TVM和BOM負責紙質二維碼車票的發售及打印；ACC負責系統的管理和控制。

紙質二維碼車票采用聯機交易模式，傳統軌道交通自動售檢票系統采用五層架構設計[ 4 ]，無法滿足聯機交易的處理需求。新的系統架構采用“云”+“端”的三層AFC系統架構，通過終端設備直連ACC系統，減少了中間系統，統一了線路間的通信協議，交易能更快更穩定地發送到中心，可以降低路網的維護和建設成本。系統架構如圖1所示。

（六）車票處理流程設計

乘客在TVM或BOM上購買紙質二維碼車票后，可以通過AGM采取進站和出站操作。AGM通過掃描紙質二維碼車票上的二維碼信息實施驗證和記錄操作，將數據上傳至ACC進行清分和結算等操作。同時，TVM和BOM需要與ACC實施交互，上傳售賣數據和接收指令等。

第一，紙質二維碼車票發售流程。

TVM/BOM可根據支付方式的不同使用現金或非現金支付；

非現金支付方式依然采用原有的銀聯聚合碼支付方案，不做改動；

支付成功后，設備會向清分聯機平臺申請二維碼車票數據。平臺驗證訂單信息后，由發碼平臺生成車票數據并返回TVM/BOM；

TVM/BOM根據收到的車票數據，打印二維碼車票；

TVM/BOM會上傳交易數據和出票結果通知。

第二，紙質二維碼車票進站流程。

紙質二維碼車票進站流程如圖2所示。閘機離線時，僅判斷本機是否重復使用車票，重復使用則拒絕，其他情況正常放行。

第三，紙質二維碼車票出站流程。

紙質二維碼車票出站流程如圖3所示。閘機離線時，僅判斷本機是否重復使用車票，是否超程，其他情況正常放行。

（七）虛擬換乘方案設計

第一，出站換乘。

出站換乘指的是乘客在軌道交通旅程中需要換乘其他線路的場景。借助互聯網技術和紙質二維碼車票，軌道交通自動化售票系統可以實現高效的出站換乘流程。當乘客需換乘時，只需在出站閘機上掃描紙質二維碼車票出站，隨后在進站閘機上再次掃描以進站。系統會自動根據乘客的行程和票價信息計算換乘費用，將其自動添加到車票中。這種方法不僅簡化了換乘流程，而且極大地提高了出行效率。

第二，市域線換乘。

市域線換乘指的是乘客在乘坐市域線時需要轉乘其他市域線的情形。借助互聯網紙質二維碼車票的軌道交通自動化售票系統，輕松實現市域線換乘。乘客在需要換乘其他市域線時，只需在出站閘機上刷一下紙質二維碼車票出站，隨后在進站閘機上再次刷一下紙質二維碼車票進站。系統會自動根據乘客的行程和票價信息計算換乘費用，將其自動添加到車票中。這種方式加快了換乘速度，提高了出行效率。

三、結語

文章研究了紙質二維碼車票在上海軌道交通中的應用。通過分析車票使用現狀，發現實體單程票存在一些不足之處，紙質二維碼車票的應用可以提高售票效率，降低硬件和票卡投入成本，減少人力成本，方便乘客出行，提高乘客滿意度。

文章從業務規范及應用管理機制、系統架構、紙質二維碼數據結構及紙質二維碼車票應用安全性等方面進行研究，探討了紙質二維碼車票的虛擬換乘功能。研究結果為上海軌道交通行業提供了紙質二維碼車票的應用方案，以期為該行業的發展提供參考。

然而，紙質二維碼車票的應用也存在一些問題，如安全性、穩定性等。未來研究方向可以包括如何提高紙質二維碼車票的安全性和穩定性，如何優化紙質二維碼車票的購票和檢票流程，以及如何推廣和應用紙質二維碼車票等。隨著移動互聯網的不斷發展，可以考慮將紙質二維碼車票與移動支付等技術相結合，進一步提高售票效率和乘客滿意度。

參考文獻：

[1]梁苗.城市軌道交通自動售檢票系統車票選型探討[J].機電工程技術，2013（04）：88.

[2]汪國華.城市軌道交通互聯網票務系統二維碼乘車碼編碼方式的研究[J].電子技術與軟件工程，2020（16）：190-192.

[3]汪國華.二維碼車票防重技術的研究[J].大科技，2019（20）：190-191.

[4]梁俊.城市軌道交通自動售檢票系統體系概述[J].城市建設，2010（09）：18-20.