跨区域城市轨道交通二维码乘车方案设计与实现

于丹 许锋

摘 要：为了实现省内跨区域一码乘车，解决城市间票务系统互联互通问题，拟设计一套面向全省的互联互通云票务平台，基于新型支付技术实现二维码过闸的应用场景。平台通过标准化接口与省内各城市轨道交通票务系统进行互联互通，以统一的互联网票务平台标准来实现统一发码、统一认证、统一清分等多业务融合功能，提高乘客的出行效率，促进城市间的交通整合。

关键词：轨道交通;互联互通;二维码;跨区域乘车

中图分类号：U293.2;TP311.5 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）18-0020-02

0 引言

在大数据、“互联网+”浪潮的推动下，信息技术不断地推动城市轨道交通行业向数据化、智能化、互动化方向发展。为促进城市的提升和组合发展，十三五规划将推动我国打造全新的轨道交通系统。

在自动售检票系统领域，以互联网云购票、二维码进出站、NFC闪付进出站等为代表的新一代移动支付技术在各地铁城市迅速推广，使得城市轨道交通行业在迅速发展的同时，也对AFC系统建设的要求趋向于复杂化和多样化。

1 研究背景

1.1 行业背景

截至2018年末，浙江省已获得发改委批复轨道交通建设有杭州、宁波、温州、绍兴、金华、台州等，目前已开通运营城市主要有杭州、宁波和温州。

在票务标准制定上，各地轨道交通均制定适用于本地特点的《自动售检票系统技术标准》，其线路建设时均按照统一技术标准来推进实现本地票务的互联互通，而由于技术问题、各地轨道交通投资建设与运营管理等情况，无法做到在轨道交通城市之间的互联互通。因此需要建立起一套统一的互联网票务系统来实现城市间的一码通用。

1.2 预期目标

跨区域城市轨道交通二维码乘车方案，可实现跨区域城市间轨道交通票务互联互通，为方便大众出行提供有力支撑，为各地主管部门改善服务提供决策支持。

该方案在公众出行层面，可以改善乘客的支付体验，提高出行效率。在轨道业主层面，降低车站人员工作量，减少车站运营成本;降低自动售票机TVM的研制费用、节约建设成本;减少实体票卡的使用，降低车票采购、制作、流通成本，减少车站现金管理压力;虚拟化车票可以促进乘车凭证的实名登记，提高轨道交通运营安全性。

1.3 系统基础

为实现跨区域城市轨道交通二维码乘车，需依托于一套基于新型支付的城市轨道交通互联网票务跨区域互联互通系统平台。

整套系统需采用最新的最适用的互联网票务的场景模型和关键技术，实现互联网票务跨区域支付的需求;同时需要实现与传统的AFC系统的友好对接，确保传统AFC系统的安全与稳定。

2 方案设计及初探

2.1 方案概述

跨区域城市轨道交通二维码乘车方案，基于二维码国家标准，设计一套全省通用的轨道交通二维码标准，让乘客使用一个用户端载体享受省内多地乘车二维码服务，为乘客提供更加便捷、高效的过闸体验。

跨区域城市轨道交通二维码乘车方案的实现，需从系统设计、移动应用设计、终端设备设计等几个关键点入手，解决现有的技术难点。

2.2 系统设计

2.2.1 系统架构

城市轨道交通互联网票务跨区域互联互通系统平台主要由移動应用App、统一云票务系统平（以下简称“iTPS”）和云清分系统（以下简称“iACC”）组成。为了实现全省城市轨道交通的互联互通，统一云票务系统通过云清分系统与各个城市自身票务系统（以下简称“AFC”）进行适配，以致于完成双方的数据对接。

互联网端，统一云票务系统与省轨道交通APP后台系统、第三方支付系统等进行数据交互以实现二维码展示、订单推送、支付申请、用户信息同步等功能。

整套城市轨道交通互联网票务跨区域互联互通系统的系统架构如图1所示。

2.2.2 功能设计

省内多个城市轨道交通票务系统平台与统一云票务系统平台、云清分系统平台、移动应用平台组成了一个完整的省内互联互通二维码乘车实现方案。如图2所示，系统相互之间通过统一接口规范与业务流程耦合，最终实现各城市之间使用省轨道交通APP乘车二维码过闸的互联网票务场景。以下对各系统平台的功能进行说明：

（1）移动应用平台（省轨道交通APP）。作为与乘客发生直接交互的移动用户端，省轨道交通APP最核心的功能为向乘客提供统一二维码出行服务。通过接入统一云票务平台，为乘客提供二维码乘车服务请求、乘车二维码展示、支付以及其他的交通服务等功能。

（2）统一云票务系统平台（iTPS）。部署于省轨道交通集团的云服务上，主要负责发码管理、授权中心管理、用户管理、订单管理以及相关的第三方对接、清结算等功能。云票务系统与云清分系统通过专线相连，实现数据的对接。

（3）云清分系统平台（iACC）。基于现有的ACC系统及线网结构，用技术手段部署于各城市轨道单位的生产网内，主要负责CA中心管理、OD匹配、票价计算、站点管理、行程管理、自动对账等与省iTPS系统进行数据交换。

（4）城市轨道交通票务系统平台（城市AFC）。省内接入互联互通系统内的城市的票务系统，实现本地的二维码整体过程，并实现与闸机终端的进出站验证处理等。

（5）第三方支付（如微信、支付宝、银联）。通过iTPS系统接入，实现用户进出站后的扣费处理。

2.2.3 二维码业务流程设计

省内互联互通二维码乘车流程主要包括二维码的生成与发放、验码与过闸、订单生成与支付。

整个乘车流程的实现，其背后的具体二维码业务流程分为以下几个部分：

（1）密钥管理与分发。iACC系统的CA中心产生基于国密标准（SM2）的公私钥对，公钥通过与ACC的接口采用参数的形式下发到闸机端进行保存，以便于二维码的验证。私钥通过与省级iTPS系统平台的接口推送到省级iTPS系统平台，平台使用推送的私钥实现二维码的票务签名。

用户在APP端向省级iTPS平台注册帐户后，进行信用支付的绑定（支持银联、微信、支付宝等互联网支付通道的小额免密信用支付），并向省级iTPS系统平台申请代表用户身份的二维码，二维码本身支持一段时间的离线。平台采用iACC系统的私钥进行加密后的二维码信息发送至用户APP。

（2）二维码过闸流程设计。用户持APP二维码向闸机展示以进行扫码。闸机识别到二维码后，对数据进行解码与验证，验证成功后，即进行允许用户通行的动作，验证不成功则拒绝用户过闸。

（3）交易文件上传与行程订单生成流程设计。闸机在验证成功后，异步将交易数据进行上传，并通过SC、LC、ACC层级上传至iACC系统平台上。iACC系统接收到交易文件后进行入库动作，入库完成后通过OD匹配模块对进出站数据进行匹配计算，生成相应用户的进出站行程订单，并通过票价计算模块计算行程应付票价。

（4）请款与清结算设计。iACC系统将产生的行程订单推送到省级iTPS系统平台上，由省级iTPS系统平台产生交易订单，并向第三方支付渠道申请扣费，且将扣费结果进行返回与清算。省级iTPS系统平台把交易订单的扣费信息与相应的用户信息通过接口返回iACC系统实现订单结算，并将交易回導入ACC系统以实现清分与客流统计等功能。

2.3 终端设备设计

为实现跨区域城市轨道交通二维码乘车方案，终端设备也需要进行相应的改造。其中，读写器应支持二维码的扫码功能，并要求在二维码的识别上符合运营对于票务处理流程的速度与安全性要求。闸机需要具备二维码读取功能，并连接读写器进行二维码票务处理。闸机终端软件的设计与变更要在不改变即有票卡逻辑的基础上实现对于二维码的识别，并对接iACC系统以实现票务逻辑，将交易报文进行上送与处理。

2.4 移动应用设计

省轨道交通APP以城市轨道交通业务为切入点，以高频、刚需的交通出行的用户群体为基础，运用二维码技术，为用户提供跨区域的交通出行移动支付基础服务。它提供扫码乘车功能，可在地铁、公交等交通领域享受“先乘车后付费”的便捷出行服务。

3 结语

城市轨道交通互联网票务跨区域互联互通，是一项符合国家政策导向、发展区域联动的重要举措，是城轨企业服务社会、为乘客提供便利的积极举措，对区域交通出行和互联互通有重要意义。城市轨道交通之间的互联互通已经成为一个趋势，高频、快捷、智能的出行体验正在拉近城市与城市之间的距离。

参考文献

[1] 张聪.二维码在轨道交通领域的创新应用[J].中国高新技术企业，2018（11）：78-81.

[2] 杨政军.二维码电子车票在自动售检票系统中的应用[J].城市轨道交通研究，2016，19（4）：78-82.