基于小額免密免簽的城市軌道交通購票設(shè)備

許海峰 王大彬

（昆明地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司，650021，昆明∥第一作者，工程師）

自動(dòng)售檢票（AFC）系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)城市軌道交通售票、檢票、計(jì)費(fèi)、收費(fèi)、統(tǒng)計(jì)、清分、管理等全過程的自動(dòng)化系統(tǒng)，是城市軌道交通運(yùn)營(yíng)收益管理的重要手段［1］。該系統(tǒng)自下而上由車票、車站終端設(shè)備（SLE）、車站計(jì)算機(jī)（SC）、線路中央計(jì)算機(jī)（LCC）和清分中心（ACC）等組成［2］。其中，自動(dòng)售票機(jī)（TVM）作為SLE的重要組成部分，承擔(dān)著售賣單程票的工作。由于TVM需要乘客使用現(xiàn)金作為單程票票款的支付手段，故配置了昂貴的紙幣/硬幣模塊［4］；另外，乘客使用現(xiàn)金在TVM上購買單程票，導(dǎo)致購票效率較低，極大地影響了乘客的購票體驗(yàn)。同時(shí)，TVM發(fā)售單程票時(shí)，紙幣/硬幣模塊接收乘客投入的大量現(xiàn)金并為乘客找零，使得該模塊造成的磨損較大，設(shè)備故障率較高，故需投入大量的備品備件及人力對(duì)TVM進(jìn)行維修保養(yǎng)。此外，在TVM日常運(yùn)營(yíng)過程中，軌道交通票務(wù)人員需花費(fèi)大量人力從事零鈔兌換、加幣、補(bǔ)幣和清幣等票務(wù)管理工作。綜上所述，目前TVM的日常運(yùn)營(yíng)及維護(hù)成本較高，乘客購票體驗(yàn)亦較差。因此，如何減少TVM的采購成本、運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本以及減少乘客的購票時(shí)間，已成為城市軌道交通AFC系統(tǒng)中的一個(gè)研究熱點(diǎn)。

針對(duì)上述問題，目前最常見的解決方案為：TVM的紙幣模塊采用紙幣循環(huán)找零模塊［5］，即將該模塊接收到的零鈔用于為乘客購票找零，從而減少了零鈔的使用量，繼而減少零鈔兌換、TVM補(bǔ)幣和加幣工作，達(dá)到降低TVM運(yùn)營(yíng)成本的目的。但紙幣循環(huán)找零模塊不僅需接收乘客投入的紙幣，還需為乘客找零，使得在日常的運(yùn)行過程中，該模塊的工作強(qiáng)度非常大，導(dǎo)致設(shè)備部件磨損和損壞比非紙幣循環(huán)找零模塊更嚴(yán)重，繼而增加了設(shè)備維護(hù)成本。故該方案僅能在一定程度上減少TVM的運(yùn)營(yíng)成本，但增加了TVM的維護(hù)成本。另外，近期AFC系統(tǒng)設(shè)備廠家已研發(fā)出二維碼取票的車站終端設(shè)備。采用該設(shè)備購票的思路為：首先乘客需在線上應(yīng)用平臺(tái)完成單程票票款的支付并獲得二維碼憑證，接著乘客可持該憑證到二維碼取票設(shè)備上取票。與TVM相比，該設(shè)備不使用現(xiàn)金作為支付手段，故而不需安裝紙幣/硬幣模塊，減少了自動(dòng)售票設(shè)備采購費(fèi)用；另一方面，乘客通過該設(shè)備進(jìn)行購票，能有效地減少TVM的使用頻次，從而能降低TVM的運(yùn)營(yíng)及維護(hù)成本。但二維碼可進(jìn)行復(fù)制和復(fù)印，安全性較低；同時(shí)乘客需先在線上完成支付獲取二維碼后，才能在設(shè)備上進(jìn)行取票操作，過程較繁瑣，乘客購票體驗(yàn)較差，嚴(yán)重制約該類設(shè)備的推廣。但是，非現(xiàn)金的購票方案將會(huì)使AFC系統(tǒng)建設(shè)中自動(dòng)售票設(shè)備采購費(fèi)用降低，且隨著使用非現(xiàn)金方式購買單程票乘客的增加，TVM的售票壓力將會(huì)降低，TVM的運(yùn)營(yíng)及維護(hù)成本亦會(huì)隨之降低。

因此，提高非現(xiàn)金支付渠道的安全性以及簡(jiǎn)化乘客的購票流程亟待解決。針對(duì)此類問題，本文提出了基于小額免密免簽的城市軌道交通購票設(shè)備：通過在AFC系統(tǒng)中接入一種電子支付售票機(jī)（eTVM），利用金融IC（集成電路）卡的小額免密免簽業(yè)務(wù)完成票款的支付。

1 小額免密免簽的城市軌道交通購票設(shè)備

1.1 方案思路

金融IC卡具備一卡多用、安全保密性好的特點(diǎn)，同時(shí)兼具安全的小額免密免簽的快捷支付業(yè)務(wù)。利用該快捷支付業(yè)務(wù)可替代現(xiàn)金完成票款的支付工作。小額免密免簽即銀聯(lián)卡閃付聯(lián)機(jī)小額快速支付服務(wù)。當(dāng)持卡人使用帶有“閃付”標(biāo)識(shí)的金融IC卡在指定商戶進(jìn)行一定金額（國(guó)內(nèi)通常為300元人民幣及以下）的交易時(shí)，只需將金融IC卡靠近銷售終端（POS）的“閃付”感應(yīng)區(qū)，一揮即可完成支付。在支付過程中，持卡人無需輸入密碼、無需簽名。金融IC卡在完成票款支付后，告知軌道交通發(fā)售單程票模塊支付已完成，接著發(fā)售單程票模塊向乘客發(fā)售單程票，即可完成非現(xiàn)金購買單程票的工作。

此外，隨著銀聯(lián)大力推廣金融IC卡，乘客將普遍持有金融IC卡，為金融IC卡在城市軌道交通的支付應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的用戶基礎(chǔ)。

1.2 方案實(shí)現(xiàn)

通過在城市軌道交通AFC系統(tǒng)中接入具有銀聯(lián)“閃付”的POS及eTVM，即可向乘客提供一種非現(xiàn)金購買單程票的途徑。非現(xiàn)金購買單程票的設(shè)備架構(gòu)如圖1所示。

圖1的架構(gòu)中，eTVM主要由支持銀聯(lián)“閃付”的POS、單程票發(fā)卡模塊、工控機(jī)以及票款選定模塊等部件組成。POS通過專線APN（接入點(diǎn)名稱）與銀聯(lián)清算系統(tǒng)連接，完成金融IC卡小額免密免簽的快捷支付業(yè)務(wù)。當(dāng)持卡人持金融IC卡在eTVM的POS的感應(yīng)區(qū)一揮時(shí)，POS將會(huì)扣除乘客購買單程票的票款；并在扣費(fèi)成功后，向銀聯(lián)清算系統(tǒng)及eTVM單程票的發(fā)卡模塊發(fā)送扣費(fèi)成功的信息，同時(shí)向ACC發(fā)送金融IC卡扣費(fèi)金額信息。eTVM單程票發(fā)卡模塊接收到扣費(fèi)成功的信息后，向乘客發(fā)售單程票，并將發(fā)售的單程票信息依次通過SC、LCC發(fā)送給ACC。其中，單程票包涵單程票卡號(hào)及其對(duì)應(yīng)的票價(jià)等信息，ACC通過網(wǎng)絡(luò)專線與銀聯(lián)清算系統(tǒng)連接。該鏈路用于將ACC記錄的金融IC卡扣費(fèi)金額統(tǒng)計(jì)數(shù)，與銀聯(lián)清算系統(tǒng)記錄的金融IC小額免密免簽下賬金額統(tǒng)計(jì)數(shù)進(jìn)行對(duì)賬使用。

圖1非現(xiàn)金購買單程票設(shè)備架構(gòu)

另外，為提高系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的健壯性，當(dāng)POS與銀聯(lián)清算系統(tǒng)之間的專線APN出現(xiàn)通信故障時(shí)，POS可以依次通過與工控機(jī)的鏈路、eTVM與ACC之間的AFC網(wǎng)絡(luò)，以及ACC與銀聯(lián)清算系統(tǒng)之間的網(wǎng)絡(luò)專線，建立通信鏈路。同時(shí)，為保證AFC系統(tǒng)的安全，除POS與銀聯(lián)清算系統(tǒng)之間采用專線APN進(jìn)行連接通信外，工控機(jī)使用AFC系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址負(fù)責(zé)eTVM在AFC系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)交互，與使用專網(wǎng)APN私有地址的POS不進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互連，二者之間的數(shù)據(jù)交互通過應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)，從而有效地保證了AFC系統(tǒng)的安全。

1.3 主要業(yè)務(wù)流程

1.3.1 購票業(yè)務(wù)

小額免密免簽購票業(yè)務(wù)流程如下：①S11：乘客在eTVM上，通過票款選定模塊，選定購買單程票的票價(jià)、目的站點(diǎn)及購票張數(shù)，即確定此次購票的總票款；②S12：乘客將金融IC卡靠近eTVM的“閃付”感應(yīng)區(qū)，POS尋到金融IC卡后，按照小額免密免簽業(yè)務(wù)流程對(duì)金融IC卡進(jìn)行扣款操作；③S13：判斷扣費(fèi)操作是否成功，“是”則執(zhí)行步驟S14，“否”則執(zhí)行步驟S15；④S14：eTVM單程票發(fā)卡模塊向乘客發(fā)售購買的單程票；⑤S15：結(jié)束購票流程，并退出。

1.3.2 對(duì)賬業(yè)務(wù)

小額免密免簽對(duì)賬業(yè)務(wù)流程如下：①S21：eTVM按照小額免密免簽業(yè)務(wù)流程對(duì)乘客金融IC卡完成扣費(fèi)操作后，將扣費(fèi)成功信息發(fā)送給銀聯(lián)清算系統(tǒng)和eTVM單程票發(fā)卡模塊，同時(shí)將金融IC卡扣費(fèi)金額信息發(fā)送給ACC；②S22：eTVM單程票發(fā)卡模塊將發(fā)售單程票的信息依次通過SC、LCC發(fā)送給ACC，單程票的信息包括單程票卡號(hào)及其對(duì)應(yīng)的票價(jià)等信息；③S23：ACC將eTVM發(fā)售單程票票價(jià)的統(tǒng)計(jì)數(shù)與金融IC卡扣費(fèi)金額的統(tǒng)計(jì)數(shù)進(jìn)行對(duì)賬，達(dá)到AFC系統(tǒng)內(nèi)部對(duì)賬的目的；④S24：ACC將金融IC卡扣費(fèi)金額的統(tǒng)計(jì)數(shù)與銀聯(lián)清算系統(tǒng)記錄的金融IC卡下賬金額的統(tǒng)計(jì)數(shù)進(jìn)行對(duì)賬，達(dá)到AFC系統(tǒng)外部對(duì)賬的目的。

2 系統(tǒng)性能分析

非現(xiàn)金購票與傳統(tǒng)AFC系統(tǒng)中的TVM現(xiàn)金購票方式相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）降低了自動(dòng)售票設(shè)備采購費(fèi)用?；谛☆~免密免簽的城市軌道交通購票設(shè)備采用了eTVM作為售賣單程票設(shè)備，與TVM相比，eTVM采用支持銀聯(lián)“閃付”的POS完成單程票票款的收取，不用配置昂貴的紙幣/硬幣模塊。經(jīng)估算，eTVM的采購費(fèi)用為TVM采購費(fèi)用的50%～60%。在AFC系統(tǒng)中，使用eTVM替代部分TVM完成售賣單程票的工作，從而降低AFC系統(tǒng)中自動(dòng)售票設(shè)備的采購成本。

（2）加快了購票速度。隨著金融IC卡的普及，乘客普遍持有金融IC卡，乘客在購票時(shí)，只需將金融IC卡靠近eTVM內(nèi)部POS的“閃付”感應(yīng)區(qū)，一揮即可完成票款的支付，其支付速度遠(yuǎn)高于現(xiàn)金支付。以昆明地鐵AFC系統(tǒng)中采用紙幣循環(huán)找零模塊的TVM為例，乘客采用現(xiàn)金完成票款支付的時(shí)間一般為10 s左右，而利用小額免密免簽完成票款支付的時(shí)間小于5 s。故eTVM購票速度較TVM快，有效地減少了用戶的購票時(shí)間。

（3）降低了自動(dòng)售票設(shè)備維護(hù)成本。根據(jù)實(shí)際城市軌道交通運(yùn)營(yíng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析可知，目前TVM中的紙幣/硬幣模塊的故障占了SLE設(shè)備模塊故障的50%以上，故需大量的維修人員投入到紙幣/硬幣模塊的維修工作中。另外，為保證紙幣/硬幣模塊的正常使用，需對(duì)模塊內(nèi)的部件進(jìn)行更換，其1年的備品備件費(fèi)用占到了紙幣/硬幣模塊采購費(fèi)用的10%～15%。而采用無紙幣/硬幣模塊的eTVM設(shè)備，將減少自動(dòng)售票設(shè)備的維護(hù)成本。

（4）降低了設(shè)備運(yùn)營(yíng)成本。在基于小額免密免簽的城市軌道交通購票設(shè)備中，乘客使用非現(xiàn)金完成支付，使票務(wù)人員不必花費(fèi)大量人力從事零鈔兌換和TVM加幣、補(bǔ)幣以及清幣等票務(wù)管理工作，從而減少了發(fā)售單程票設(shè)備的運(yùn)營(yíng)成本。

綜上所述，基于小額免密免簽的城市軌道交通購票設(shè)備與采用現(xiàn)金購票的相比，其在購票速度、自動(dòng)售票設(shè)備采購費(fèi)用以及設(shè)備的維護(hù)運(yùn)營(yíng)成本等方面均具備較強(qiáng)優(yōu)勢(shì)。

3 結(jié)語

為降低AFC系統(tǒng)的建設(shè)成本和TVM的運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本，節(jié)省乘客的購票時(shí)間，提出了基于小額免密免簽的城市軌道交通購票設(shè)備。在該設(shè)備中，乘客只需使用金融IC卡即可在eTVM上通過非現(xiàn)金支付方式完成購買單程票工作；同時(shí)eTVM無需配置紙幣/硬幣模塊，故而達(dá)到了降低AFC系統(tǒng)的建設(shè)成本和TVM的運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本以及提高乘客購票體驗(yàn)的目的。但該設(shè)備目前僅接受金融IC卡的非現(xiàn)金支付，支付手段單一。因而，今后應(yīng)繼續(xù)完善本設(shè)備，使其能支持更多非現(xiàn)金支付方式，從而節(jié)省乘客的購票時(shí)間。

［1］ 鄧先平，陳鳳敏.我國(guó)城市軌道交通AFC系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展［J］.都市快軌交通，2005，18（3）：18.

［2］ 丘華瑞，張寧，徐文，等.城軌交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)架構(gòu)體系研究［J］.都市快軌交通，2014，27（2）：86.

［3］ 陳鵬輝.城市軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)［J］.城市軌道交通研究，2009（5）：10.

［4］ 宋文婷.地鐵自動(dòng)售票機(jī)紙幣接收模塊使用現(xiàn)狀的研究與分析［J］.信息通信，2015（7）：262.

［5］ 范巍.紙幣循環(huán)找零技術(shù)在自動(dòng)售檢票系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.城市軌道交通研究，2015（2）：119.