摘 要：城市軌道交通長(zhǎng)期以來(lái)一直以單程票和交通卡作為主要票種，因?yàn)槠浞鲜忻癯鲂兄Ц读?xí)慣而受到青睞。但是傳統(tǒng)票種充值難、易遺失損壞、制作流通成本高的缺陷也凸現(xiàn)出來(lái)。隨著銀行卡閃付功能的興起，第三方支付平臺(tái)的成熟，智能手機(jī)NFC功能的廣泛應(yīng)用，Apple Pay的問(wèn)世，本文將研究“互聯(lián)網(wǎng)+”支付方式，采用虛擬化車(chē)票的支付應(yīng)用，探索軌道交通方便快捷、安全有效、乘客所喜聞樂(lè)見(jiàn)的支付方式。傳統(tǒng)AFC系統(tǒng)的交易方式是脫機(jī)交易，為保證系統(tǒng)架構(gòu)的延續(xù)性，本文將充分融合“互聯(lián)網(wǎng)+”的優(yōu)勢(shì)，研究多樣化支付方式在不同階段應(yīng)用。通過(guò)第三方支付的二維碼購(gòu)票、手機(jī)電子票進(jìn)出站在軌道交通票務(wù)支付的應(yīng)用，探索地鐵“互聯(lián)網(wǎng)+”支付的發(fā)展之路。為適應(yīng)上軌道交通多級(jí)票價(jià)、要檢查進(jìn)出站次序、客流量大、單位時(shí)間過(guò)閘人數(shù)多的特點(diǎn)，本文展望在第三方支付購(gòu)兌票機(jī)和手機(jī)票應(yīng)用、即“線上購(gòu)票、線下檢票”的基礎(chǔ)上，對(duì)二維碼進(jìn)出站、Apple Pay等支付方式進(jìn)行設(shè)計(jì)和改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)“線上購(gòu)票、聯(lián)機(jī)檢票”，更好地提高上海地鐵的公共服務(wù)能力。

關(guān)鍵詞：軌道交通；第三方支付；電子虛擬票；二維碼；手機(jī)票

城市軌道交通是公眾出行重要方式，也是城市交通大動(dòng)脈，屬于典型小額多次的應(yīng)用。傳統(tǒng)的軌道交通支付方式主要是“現(xiàn)金+IC卡”的支付方式，乘客需要準(zhǔn)備現(xiàn)金，給交通卡充值或者在自動(dòng)售票機(jī)前購(gòu)票。由于排隊(duì)充值或購(gòu)票時(shí)間較長(zhǎng)，支付效率不高，乘客出行體驗(yàn)較差，影響地鐵運(yùn)營(yíng)的服務(wù)質(zhì)量。

一組數(shù)據(jù)也能說(shuō)明軌道交通傳統(tǒng)支付方式的弊端：上海地鐵客流從2011年的12.8億人次上升到2015年的17.8萬(wàn)人次，單程票的使用比例卻從2011年的19.08%下降到2015年的16.92%。2015年單程票每天流失量1.95萬(wàn)張，按每張采購(gòu)成本2.13元計(jì)算，一年僅單程票流失的就給地鐵運(yùn)營(yíng)造成了1522萬(wàn)元的經(jīng)濟(jì)損失。車(chē)站的票務(wù)收入的現(xiàn)金總量從2011年的79.5億元，激增到2015年的91.4億元，增加了金融管控的風(fēng)險(xiǎn)。另外，傳統(tǒng)支付方式造成車(chē)站運(yùn)維成本較高，自動(dòng)售票機(jī)因?yàn)榧垘抛R(shí)別器等模塊研制成本較高，車(chē)票采購(gòu)、制作、流通管理成本較高。

傳統(tǒng)軌道交通AFC系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是一個(gè)較為成熟的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，但也是一個(gè)封閉的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，支付方式只支持脫機(jī)支付，且只有在出站時(shí)計(jì)費(fèi)和支付。通過(guò)每日與外部系統(tǒng)對(duì)帳，交通卡的交易資金才會(huì)轉(zhuǎn)入地鐵指定的帳戶。 “互聯(lián)網(wǎng)+”與傳統(tǒng)行業(yè)深度融合，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)形態(tài)不斷演變，給傳統(tǒng)AFC系統(tǒng)提供了改革、創(chuàng)新、發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的支付，可以把乘客的支付資金實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)入軌道交通指定的支付寶帳戶，資金實(shí)時(shí)到賬。

上海軌道交通在探索互聯(lián)網(wǎng)支付方式的道路上，作過(guò)很多嘗試，中移動(dòng)2.4G手機(jī)錢(qián)包，銀行IC卡早已有之，市民乘客也并不陌生?；ヂ?lián)網(wǎng)支付發(fā)展趨勢(shì)主要是二維碼支付和銀聯(lián)的閃付。二維碼支付的方式比較簡(jiǎn)單，只要在智能手機(jī)上安裝第三方支付應(yīng)用即可支付，但是終端設(shè)備必須進(jìn)行聯(lián)機(jī)交易。近距離非接觸式支付也具有安全快捷等特點(diǎn)。

近年來(lái)電商平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物的蓬勃發(fā)展和智能手機(jī)的快速普及，促進(jìn)了互聯(lián)網(wǎng)支付的發(fā)展，培養(yǎng)了很多對(duì)支付寶等互聯(lián)網(wǎng)支付平臺(tái)較為熟悉的消費(fèi)群體，這個(gè)為二維碼支付設(shè)備的研發(fā)具備了條件。廣州、深圳等城市軌道交通推出支付寶購(gòu)買(mǎi)單程票的服務(wù)，但是該購(gòu)兌票機(jī)不接入地鐵AFC系統(tǒng)，給設(shè)備監(jiān)控、數(shù)據(jù)管理造成困難。廣州地鐵在APM線推出二維碼過(guò)閘的方式，進(jìn)站聯(lián)機(jī)驗(yàn)票，因APM線不接入軌交路網(wǎng)，存在單一票價(jià)等缺陷，而且僅限用于客流較小的線路，每天使用二維碼進(jìn)站支付的客流約為100-200人。

1 “互聯(lián)網(wǎng)+”支付的探索

結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)支付方式的發(fā)展特點(diǎn)，研究乘客使用虛擬化支付或電子化貨幣支付，進(jìn)出軌道交通車(chē)站，逐漸淘汰對(duì)實(shí)體車(chē)票的使用。通過(guò)研制云購(gòu)票機(jī)和手機(jī)票，探索互聯(lián)網(wǎng)支付的實(shí)現(xiàn)方式。

乘客可以利用手機(jī)支付寶、微信、付費(fèi)通在云購(gòu)票機(jī)上購(gòu)買(mǎi)或兌換車(chē)票。乘客用網(wǎng)上購(gòu)票的二維碼兌換券或現(xiàn)場(chǎng)購(gòu)票的付款二維碼在在云購(gòu)票機(jī)上進(jìn)行掃碼。經(jīng)過(guò)聯(lián)機(jī)認(rèn)證以后，云購(gòu)票機(jī)會(huì)根據(jù)乘客所選擇的票種完成相應(yīng)的出票。地鐵與第三方支付平臺(tái)進(jìn)行結(jié)算。

采用云購(gòu)票機(jī)與第三方支付平臺(tái)直連的方式，機(jī)構(gòu)較為成熟簡(jiǎn)單，響應(yīng)速度快。云購(gòu)票機(jī)采用主輔機(jī)結(jié)構(gòu)，主機(jī)和輔機(jī)通過(guò)串口通信，符合安全等保測(cè)評(píng)要求。主機(jī)負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)邏輯判斷處理，輔機(jī)與第三方支付平臺(tái)交互。付款碼每60秒更新，采用RSA公私鑰對(duì)，保證購(gòu)兌票交易的安全性。為保證交易完整性，云購(gòu)票機(jī)在發(fā)生網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，打印小票，由車(chē)站服務(wù)中心進(jìn)行票務(wù)處理，進(jìn)行補(bǔ)票或引導(dǎo)乘客退款。

手機(jī)票因?yàn)槠浒踩愿摺⑽募Y(jié)構(gòu)可以自行定義、過(guò)閘速度快，在上海地鐵有比較成熟的應(yīng)用。2010年就推出中移動(dòng)2.4G手機(jī)錢(qián)包。銀行IC卡在上海地鐵支付應(yīng)用的同時(shí)，也推出了手機(jī)銀行卡，中移動(dòng)手機(jī)用戶可以綁定一張浦發(fā)銀行卡，開(kāi)通軌交支付功能。

除地鐵票種外，銀行IC卡、交通卡其它票種均已實(shí)現(xiàn)手機(jī)支付應(yīng)用。隨著迪斯尼園區(qū)開(kāi)通，一日票三日票廣受乘客歡迎，上海軌道交通亟需研發(fā)地鐵手機(jī)票。通過(guò)與運(yùn)營(yíng)商合作研制推出手機(jī).apk文件，乘客安裝了這個(gè).apk文件以后，可以通過(guò)手機(jī)應(yīng)用購(gòu)買(mǎi)下載一日票、三日票、儲(chǔ)值票等票種，刷NFC手機(jī)進(jìn)出地鐵站，NFC手機(jī)與地鐵AFC系統(tǒng)終端設(shè)備無(wú)線近場(chǎng)通信。地鐵與移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行結(jié)算。

手機(jī)票主要實(shí)現(xiàn)方式主要是：移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商在安全模塊SE（手機(jī)芯片）內(nèi)為地鐵手機(jī)票開(kāi)辟一塊輔助安全域SSD，存放手機(jī)票數(shù)據(jù)，TSM平臺(tái)通過(guò)安全通道SCP下載和管理手機(jī)票數(shù)據(jù)。地鐵票務(wù)部門(mén)生成手機(jī)票發(fā)卡數(shù)據(jù)，通過(guò)加密機(jī)對(duì)發(fā)卡數(shù)據(jù)文件加密，將發(fā)卡數(shù)據(jù)文件交給TSM平臺(tái)。乘客申請(qǐng)時(shí)，TSM平臺(tái)用共享密鑰或通過(guò)專線申請(qǐng)密鑰的方式對(duì)發(fā)卡數(shù)據(jù)文件進(jìn)行解密。用臨時(shí)密鑰對(duì)數(shù)據(jù)加密，通過(guò)SCP通道下載到手機(jī)。手機(jī)applet用臨時(shí)密鑰對(duì)這些數(shù)據(jù)解密，完成寫(xiě)卡。

乘客可以在網(wǎng)上商城選擇購(gòu)買(mǎi)車(chē)票，乘客可以在app上看到已購(gòu)買(mǎi)的車(chē)票，這時(shí)手機(jī)票數(shù)據(jù)還存儲(chǔ)于TSM平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中，在下載到手機(jī)之前乘客可以選擇退票；乘客可以從已購(gòu)買(mǎi)的車(chē)票中，選擇下載車(chē)票，這時(shí)手機(jī)票數(shù)據(jù)通過(guò)SCP通道下載到手機(jī)中，一經(jīng)下載，不能退票；乘客可以在不同車(chē)票間切換，即激活車(chē)票；乘客首次刷當(dāng)前車(chē)票，即可啟用這張車(chē)票。

2 “互聯(lián)網(wǎng)+”支付的應(yīng)用

通過(guò)“互聯(lián)網(wǎng)+”支付方式的研究，在二維碼支付和無(wú)線近距離支付方面都取得了階段性成果，云購(gòu)票機(jī)和手機(jī)票作為第一階段的研究成果先期應(yīng)用于運(yùn)營(yíng)服務(wù)中?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”支付前期的探索，主要是把地鐵AFC由原來(lái)封閉的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，過(guò)渡到和互聯(lián)網(wǎng)連接的開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

乘客通過(guò)第三方支付平臺(tái)的手機(jī)應(yīng)用，在云購(gòu)票機(jī)上用手機(jī)二維碼掃碼的方式，可以當(dāng)面支付購(gòu)買(mǎi)車(chē)票，或網(wǎng)上支付的兌票碼兌換車(chē)票。二維碼購(gòu)票最大的優(yōu)勢(shì)在于，乘客只需在手機(jī)端安裝支付寶等第三方支付應(yīng)用，就可以在不同城市的軌道交通購(gòu)票，而不受不同軌道交通運(yùn)營(yíng)商的手機(jī)應(yīng)用的束縛。

乘客可以通過(guò)手機(jī)應(yīng)用，購(gòu)買(mǎi)和下載手機(jī)電子票，直接刷手機(jī)進(jìn)出地鐵站。手機(jī)票的研究主要體現(xiàn)了三點(diǎn)創(chuàng)新之處：

1）在不改動(dòng)全路網(wǎng)讀寫(xiě)器程序的前提下，通過(guò)對(duì)手機(jī)票文件的規(guī)劃定義和卡片操作系統(tǒng)applet的研發(fā)，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)地鐵一日票、三日票等實(shí)體票向電子票、虛擬票的轉(zhuǎn)化，在手機(jī)應(yīng)用上在線購(gòu)買(mǎi)、在線發(fā)卡。

2）研究成果支持手機(jī)支付所有方案：全終端方案、SIM卡方案、SD卡方案。所研發(fā)的.apk文件和applet支持下載日票、次票，對(duì)儲(chǔ)值票進(jìn)行充值?？ㄆ珻OS沿用了軌道交通復(fù)合消費(fèi)文件結(jié)構(gòu)，幫助乘客判斷過(guò)期等卡片信息。讀寫(xiě)性能符合軌道交通快速過(guò)閘的要求。

3）地鐵票務(wù)部門(mén)由過(guò)去發(fā)行票卡，改為現(xiàn)在發(fā)行票卡數(shù)據(jù)。TSM平臺(tái)向地鐵方提出卡號(hào)、卡類(lèi)型、數(shù)量等訂單信息。地鐵完成發(fā)行票卡數(shù)據(jù)后，TSM平臺(tái)負(fù)責(zé)對(duì)發(fā)卡數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)管理。

“互聯(lián)網(wǎng)+票務(wù)”的發(fā)展趨勢(shì)，把O2O的概念引入地鐵支付，網(wǎng)上購(gòu)票、在線取票、聯(lián)機(jī)驗(yàn)票正在成為可能。手機(jī)票的實(shí)施，讓實(shí)體車(chē)票做減法，電子車(chē)票做加法，方便乘客的同時(shí)，也減少了軌道交通的運(yùn)營(yíng)成本。

在云購(gòu)票機(jī)和手機(jī)票的應(yīng)用的基礎(chǔ)上，為研究二維碼過(guò)閘、Apple Pay的支付方式積累經(jīng)驗(yàn)。因?yàn)槎S碼過(guò)閘、Apple Pay在技術(shù)上存在無(wú)法記錄進(jìn)出站點(diǎn)、閘機(jī)聯(lián)網(wǎng)安全性認(rèn)證、后付費(fèi)技術(shù)、信用消費(fèi)等問(wèn)題，需要在云購(gòu)票機(jī)和手機(jī)票應(yīng)用的基礎(chǔ)上，進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和改進(jìn)，逐步實(shí)現(xiàn)實(shí)體車(chē)票向“互聯(lián)網(wǎng)+票務(wù)”更高階段的發(fā)展。

3 實(shí)現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+”支付的意義

“互聯(lián)網(wǎng)+票務(wù)”的研究和使用，可以產(chǎn)生一系列經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。首先可以改善乘客的支付體驗(yàn)，提高支付效率。降低車(chē)站人員工作量，減少車(chē)站運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本；降低自動(dòng)售票機(jī)TVM的研制費(fèi)用，從而節(jié)約新線的建設(shè)成本；減少實(shí)體單程票的使用量，可以降低車(chē)票采購(gòu)、制作、流通的管理成本；減少交通卡的使用量；減少車(chē)站現(xiàn)金的管理壓力；虛擬化車(chē)票可以促進(jìn)乘車(chē)憑證的實(shí)名制登記，提高城市軌道交通安全性。

“互聯(lián)網(wǎng)+票務(wù)”應(yīng)用以后，軌交車(chē)票資源將整合到手機(jī)或其它移動(dòng)終端上，可以像跑步軟件一樣記錄乘客的出行軌跡，從而掌握乘客的換乘路徑。通過(guò)后臺(tái)計(jì)算，向乘客推送經(jīng)過(guò)優(yōu)化的一條線路，在客觀上起到均衡不同線路客流、提高運(yùn)能的作用。

研制和推出手機(jī)票的一項(xiàng)重大意義，在于可以拓寬地鐵車(chē)票的銷(xiāo)售渠道。因?yàn)榕c手機(jī)廠商或移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商合作，軌道交通票務(wù)部門(mén)可以從過(guò)去的發(fā)行票卡，變?yōu)楝F(xiàn)在發(fā)行票卡數(shù)據(jù)，把票卡數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于運(yùn)營(yíng)商管理平臺(tái)上，由運(yùn)營(yíng)商對(duì)票卡數(shù)據(jù)進(jìn)行管理銷(xiāo)售。乘客在手機(jī)終端上購(gòu)買(mǎi)車(chē)票后，運(yùn)營(yíng)商把票卡數(shù)據(jù)下載到乘客手機(jī)應(yīng)用上。通過(guò)這個(gè)方式，可以起到降本增效、提高運(yùn)營(yíng)收入的效果。

4 展望

二維碼購(gòu)票和手機(jī)票為探索軌道交通票務(wù)新模式提供了很好的示范效應(yīng)，但應(yīng)用上有一定局限性。二維碼購(gòu)票，仍然沒(méi)有擺脫對(duì)實(shí)體票的依賴。云購(gòu)票機(jī)是典型的O2O模式（Offline to Online），乘客手機(jī)端可以脫機(jī)，但軌交支付終端必須在線扣款。二維碼支付需要一定等待時(shí)間。手機(jī)票的應(yīng)用，也受到移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的限制，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)電子貨幣的直接支付。二者沒(méi)有從根本上實(shí)現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+票務(wù)”的支付方式?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+票務(wù)”支付應(yīng)用的探索，需要把握互聯(lián)網(wǎng)支付的發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合軌道交通出站計(jì)費(fèi)、安全認(rèn)證、快速通行的特征。

為進(jìn)一步探索“互聯(lián)網(wǎng)+”支付的應(yīng)用，可研究二維碼進(jìn)出站的可行性。過(guò)去軌道交通主要是先付費(fèi)模式，例如交通卡先充值進(jìn)出站再扣款。二維碼進(jìn)出站，則是后付費(fèi)模式，采用帳單的方式進(jìn)行扣費(fèi)，需要建立一定信用體系。在聯(lián)機(jī)狀態(tài)下，二維碼進(jìn)出站可有效扣款，但過(guò)閘體驗(yàn)較差。在脫機(jī)狀態(tài)下，二維碼進(jìn)出站可快速通行，但存在不能扣款的風(fēng)險(xiǎn)。需要兼顧運(yùn)營(yíng)安全、資金安全，在技術(shù)上解決二維碼無(wú)法記錄進(jìn)出站點(diǎn)、快速通行等問(wèn)題。

通過(guò)建立健全互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)交易接口和流程規(guī)范，搭建票務(wù)系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間安全通暢的技術(shù)框架，需要實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)用戶系統(tǒng)、帳戶體系，嘗試虛擬售票、虛擬檢票，拓寬掃碼支付、無(wú)線非接支付、聲波支付等支付渠道，促進(jìn)傳統(tǒng)軌道交通票務(wù)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型升級(jí)，不斷提高地鐵行業(yè)信息化服務(wù)水平。

參考文獻(xiàn)：

[1] 胡旸，龔云海.軌道交通虛擬票務(wù)支付模式探討，學(xué)術(shù)探討，2016（03）.

[2] 彭燦華，楊呈永.基于手機(jī)終端的電子票務(wù)支付系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，博士·專家論壇，2014（08）.

[3] 蘇軍.基于智能卡的電子票務(wù)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)及應(yīng)用，博士·專家論壇，2014（08）.

[4] 徐暢，宣麗丹，章高翔.基于二維碼的分布式電子票系統(tǒng)研究，軟件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，2011（12）.

[5] 郭穆如.二維碼在電子票務(wù)領(lǐng)域中的運(yùn)用，技術(shù)探討，2014（12）.

[6] 楊菲菲.基于二維碼技術(shù)的電子票務(wù)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)，2010（32）.

[7] 康春穎.基于二維碼技術(shù)的電子票務(wù)系統(tǒng)的研究，計(jì)算機(jī)與信息工程，2009（02）.

[8] 陳智翔，吳黎明，廖慶富.基于智能終端的移動(dòng)電子票務(wù)支付系統(tǒng)設(shè)計(jì)，工程實(shí)踐，2013（06）.

[9] 彭燦華，楊呈永.基于手機(jī)終端的電子票務(wù)支付系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，博士·專家論壇，2014（08）.

[10] 孫虹.手機(jī)支付在軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的方案分析，市政公用建設(shè)，2015（01）.

作者簡(jiǎn)介：

龔迥（1982-），男，漢族，浙江杭州人，本科，中級(jí)職稱，研究方向：軌道交通AFC系統(tǒng)支付新技術(shù)。