浅谈城市轨道交通的新兴支付方式

张翠

摘 要：本论文在探讨了城市轨道交通运营中传统的票务支付方式及它的不足之处，介绍了随着互联网应用和手机移动支付技术的发展，手机二维码支付、NFC支付、生物识别技术和无感支付等新兴支付方式在城市轨道交通票务支付上可用性及目前存在的问题。

关键词：二维码支付;NFC支付;生物识别技术;无感支付

项目来源：河南省社科联、河南省经团联调研课题，课题名称：郑州智慧城市背景下轨道交通的信息化建设研究，项目编号：SKL-2018-3023。

众所周知，城市轨道交通是目前各个大城市公众出行的主要方式，2017年中国城市轨道交通运营里程5000多公里，客运总量185亿人次。城市轨道交通运营中传统的票务支付方式主要是“现金+IC卡”。现金购票是最为原始的购票方式，主要流程是：乘客在抵达地铁站的站厅层后，利用现金在自动售票机上选择线路、目的站、确认金额、投入系统要求面值的现金（如乘客手中没有支付要求的面值现金，可到服务台进行调换），进行购票后，乘客手持单程票通过闸机进站后到站台层乘车。储值卡相对于现金购票更加方便快捷一点，乘客可事先在储值卡中存入一定数量的金额，在抵达地铁站时直接刷储值卡通过进站闸机进站，到达目的地铁站在出站闸机上再次刷储值卡后，系统将自动从储值卡扣费。

随着地铁的便捷型和快速性以及绿色交通概念不断深入人心，越来越多的人选择采用地铁出行。以上海为例，目前上海单程票日均使用100万张，而上海虹桥火车站，日均进出站客流24万人次，自动售票机68台，40%乘客购买单程票。城市轨道交通运营中传统的票务支付方式出现的问题也不断暴露出来：乘客购票时间长，特别是在上下班客流高峰期和节假日大客流期间，乘客集中购票，人员拥挤，排队时间也较长;每个车站需要配备大量的运营人员提供交通卡充值服务，同时需要配置大量的自动售票机，当乘客所持面值不符合要求或者是机器无法识别乘客钱币时还需要配备专人管理自动售票机，人员成本、系统运营成本和设备的运营维修成本高;车站每天有大量的现金收缴及票卡管理，票务人员工作量大;储值卡大都没有实名制，丢失补办困难大。

随着互联网应用和手机移动支付技术的发展，新兴支付方式被广泛应用到轨道交通运营线路。新兴支付方式的核心在于需要身份注册进行实名认证，采用的是先乘后付，有效性认证后直接通过，不需要实时联网到后台进行账户认证，乘车消费后的账户结算是根据交易记录进行结算。传统支付载体由单程票、交通卡、银行卡等实体卡转为二维码、手机PAY形式的虚拟卡，再到掌经脉、指纹、人脸、虹膜、声纹等人体特征为支付载体。

一、手机二维码支付

手机二维码支付的原理是采用手机主扫聚合码方式，TVM不需要增加硬件代替现金支付，必须与后台账户联机认证。目前采用手机二维码支付的有苏州轨道交通智、贵阳地铁、北京地铁、西安地铁等等。以哈尔滨地铁扫码支付为例，扫码闸机通道前方均已粘贴有色彩鲜艳的地引标识;闸机前方也设置了彩色扫码端口，乘客可通过闸机上扫码摄像头与普通闸机加以区分;同时现场设立展架引导乘客开通扫码支付功能。乘客通过哈尔滨城市通APP客户端或微信公众号开通“扫码乘车”功能，在进、出站时通过识别二维码即可实现自动付费;扫码乘车后，可通过手机端查询进出站及相应付费信息。“扫码支付”功能开通后，将充分发挥线上服务优势，有效减少现场排队购票时间等问题，大大提升了乘客的出行体验。

二、手机NFC支付

NFC是一种移动支付方式，与二维码扫码支付的区别在于，NFC是一种高频无线通信技术，不需要使用移动网络。应用NFC技术的手机将银行卡数据写入到手机的SIM 卡或安全模块硬件中，相当于把手机变成了支付终端可以直接刷机支付。目前使用手机NFC支付分有合肥轨道交通、武汉地铁、杭州地铁、南京地铁等等。

三、生物识别技术

生物识别技术是利用人体的生理特征或行为特征，对生物提取唯一性特征，建立数字化特征模板，并将其转换为数字信息，存储于计算机中，利用可靠的匹配算法来完成验证与识别个人身份的一种技术。常见的生物特征主要有指纹识别、声纹识别、掌经脉识别、人脸识别、虹膜识别等。生物识别技术与城市轨道交通的支付方式相结合，将能大大提升设备扣费的速率，降低客流高峰期的客流等待，同时对相关技术要求也较高。

（一）指纹识别

指纹识别技术是目前最成熟、应用最广泛且价格便宜的一种生物特征识别技术。比如常见的在门禁系统、企业的考勤打卡系统、笔记本电脑开机、手机开机、汽车启动以及银行支付中都有所体现。指纹识别的本质是基于每个人每个手指的指纹都不同，首先进行个人指纹采集，存入计算机的指纹库中，之后通过对比比较不同指纹的细节特征来确定指纹是否匹配指纹识别最大的优势就是方便且技术成熟，最大的漏洞就是不法分子可以进行复制指纹膜，存在安全漏洞，升级技术待进一步。

（二）声纹识别

声音本身是一种具有振幅和频率的波。声纹识别技术就是让计算机通过分析声音的振幅和频率，转为计算机能够可识读的输入，在特定处理后，成为特定的模板。声纹识别一种不需要接触的生物特征识别技术，用户使用和接收程度相对较高。每个人的语音声学特征既有相对稳定性，受变声期或者病理、心理、模仿、伪装等原因影响，声音又会产生变异性，从而导致声纹识别的安全型会降低。

（三）掌经脉识别

掌经脉识别是利用近红外线照射手掌，通过静脉中血红蛋白对760nm波长的吸收，产生静脉暗影图案的技术，特點是：活体识别，非活体无法识别;唯一特性，一人一证无法复制;非接触性，可降低设备磨损程度;安全有效，各项指标达到运营要求。

（四）人脸识别

人脸识别通过拍摄获取面部图像特征，运用计算机和网络技术，与数据模型库中的本人进行比对，判断符合性及一致性，并用本人绑定的账户进行支付和结算。而这项技术在郑州地铁创新之路成果展上已经出现—郑州地铁集团运营分中心机电中心研发的人脸识别扣费进站闸机。乘客拿二代身份证、银行卡，在机器终端上进行人脸识别绑定注册，乘车时无需带卡，刷脸即可完成银行卡扣款乘车。刷脸扣费进站目前在全国地铁运营中也没有先例。不过现在这个技术还不完善和成熟，一旦排队的人多，画面杂乱，就会出现识别不准的问题。待解决精准识别等一系列实际问题，试运行成熟，该技术就可能会应用于郑州地铁。

（五）虹膜识别

每个人的眼睛虹膜是一个独一无二的结构，我们正是利用这种唯一的生理特征进行虹膜识别。其主要步骤是：首先需要配备特定的摄像设备对采集人的整个眼部进行拍摄，然后将拍摄到的虹膜图像传输到虹膜识别系统软件中，对获取到的虹膜图像进行处理，使其达到能够满足提取虹膜特征的标准后，采用某种的算法对这些特征点进行编码处理，最后将采集到的特征编码与计算机数据库中的虹膜图像特征编码进行逐一匹配，完成身份识别和认真。虹膜识别配对成功后，乘客就可以順利通过车站的闸机，待出站时后台系统也将从乘客绑定的银行卡上进行扣费。虹膜识别相对于其他生物识别技术安全性较高，但对技术的精密性、设备的先进性、计算机的处理能力要求也大大提升。

四、无感支付

无感支付简单地说就是不刷卡支付，最常见的就是应用在停车场进出口、高速路收费站的出入口以及现在比较流行的无人超市等领域。用于通过手机安装相应的APP同时绑定银行卡，开通免密码支付，利用探头对车牌号等信息进行自动识别后，从用户手机上绑定的银行卡上进行自动扣费。在轨道交通领域，可以借鉴无感支付和蓝牙技术，利用乘客手机接近闸机时建立信息交互，通过自动识别账户号及安全认证，实现“不刷卡过闸”。

对于新型支付方式目前存在的问题主要是生物识别和无感支付需要有可靠的网络保障;生物特征模型建立需要有科学严谨和先进的方法，计算机性能需要有超强的处理能力。就目前而言，现在的技术还不能完全满足轨道交通运营的需求，需要各方不断地创新和发展。

随着互联网技术的不断发展，为城市轨道交通支付方式的改革提供了新的思路和应用技术，采用二维码、手机PAY形式的虚拟支付和以人体特征为支付载体已经成为必然的趋势。使用电子虚拟票取代实体票已经成为业内共识。目前已进入人工智能的新时代，准确把握新型支付方式的发展趋势，围绕互联网技术，加快前瞻性布局，能够进一步提升城市轨道交通的信息化管理水平。

参考文献：

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[2]李鹏飞，淡美俊等. 生物识别技术综述[J].电子制作，2018.5.25.

[3]龚迥. 城市轨道交通新型支付方式应用现状及趋势探讨[J].科技风，2019.1.09.