纸质二维码车票在上海轨道交通中的应用

徐高峻 王瑶 赵宇军

[摘 要]为了探讨纸质二维码车票在上海轨道交通中的应用，文章介绍了上海轨道交通车票使用的现状及缺点，包括实体单程票成本、人力成本和使用局限性，研究了纸质二维码车票的系统化应用，包括业务规范及应用管理机制、系统架构、二维码数据结构、纸质二维码车票应用安全以及自动售票机（TVM，Ticket Vending Machine）、自動检票机（AGM，Automatic Gate Machine）、半自动售票机（BOM，Booking Office Machine）与清分系统（ACC，AFC Clearing Computer）之间的交互流程。在此基础上，文章探讨了纸质二维码车票的虚拟换乘功能，包括出站及市域线换乘，以期为该领域的发展提供参考。

[关键词]城市轨道交通；纸质二维码车票；上海轨道交通；虚拟换乘

中图分类号：U293.22 文献标识码：A 文章编号：1674-1722（2024）04-0019-03

随着移动互联网的快速发展，二维码技术在各个领域得到了广泛应用，纸质二维码车票具有便捷性和安全性等多方面的优势，在上海轨道交通中的应用逐渐受到关注。

一、上海轨道交通车票使用现状

目前，上海轨道交通使用的车票主要是传统的非接触式IC卡[ 1 ]（实体单程票、交通卡等）以及新兴的乘车码（一种可以通过手机等客户端生成的二维码，用于在地铁等公共交通工具上扫描进、出站，从而完成乘车过程的一种电子支付方式，包括Metro大都会乘车码、随申码、上海公共交通乘车码等）及日票等。根据对上海轨道交通车票使用情况的详尽分析，乘车码的普及程度日益提高，导致实体单程票的使用率持续降低。尽管如此，在短期内仍然无法彻底废除实体单程票的使用，维护其运作仍需投入大量资源，包括硬件成本、票卡成本及人力成本。

一是硬件成本，实体单程票的使用需要通过编码分拣机进行初始化、预赋值、分拣；需要使用票卡清洗机清洗和消毒票卡；乘客通过BOM、TVM购票，TVM需要多种收取现金的硬件模块，包括纸币机、硬币机、纸币找零、硬币找零、纸币钱箱、硬币钱箱、发卡机构、发卡读写器、IO控制板、票箱等。这些硬件及模块的采购和维护成本均比较高。

二是票卡成本，实体单程票在使用过程中容易损坏、遗失，需要采购大量的实体单程票。

三是人力成本，上海轨道交通使用的实体单程票采用塑质芯片卡，在使用过程中需要定期清洗和消毒。同时，在各线路间需要定期回收、调拨、清点、盘点及注销。这些均需要投入大量人力成本。

此外，实体单程票的使用也存在一定的局限性，实体单程票使用过程中不支持出站换乘，经过需要出站换乘的站点时，需要换乘其他可以站内换乘的线路。

二、纸质二维码体系化研究

纸质二维码车票是一种采用纸质材料制成的带有二维码信息的车票，具有便捷性和安全性等优势。

（一）业务规范及应用管理机制研究

纸质二维码车票的应用需要制定相应的业务规范和应用管理机制，明确纸质二维码车票的种类、使用方法、退票规则等。同时，需要组织相关人员参加培训和管理，确保纸质二维码车票的正常使用和管理。

（二）纸质二维码车票使用风险研究

纸质二维码车票在使用过程中可能遭遇多重风险与挑战，包括以下几个方面。

一是二维码损坏或模糊。纸质车票因其物理性质，容易受磨损、折叠、水湿等因素影响，二维码损坏或模糊不清，将导致扫描设备无法正确读取二维码信息，进而影响乘客的乘车和验票流程。

二是数据泄露和篡改风险。如果二维码的加密和保护机制不够严密，便可能面临数据泄露和篡改的风险。不法分子有可能利用安全漏洞，获取并篡改二维码中的数据，导致车票信息失真或被滥用。

三是重复使用风险。纸质车票的物理特性使其易于通过复制、拍照等方式被重复使用。

为应对上述纸质二维码车票使用过程中的风险与挑战，需要全面而深入地研究以下几个方面：纸质二维码的二维码结构设计[ 2 ]，票卡介质与打印耗材的选择，系统架构的稳固性，在线检票防重[ 3 ]以及车票处理流程的合理性。采取这些措施，能有效提升纸质二维码车票的安全性，保障乘客的出行体验，同时维护地铁运营的秩序与效益。

（三）纸质二维码数据结构研究

一是车票有效性。纸质二维码车票在生成后具有一定的时效性，因此，车站终端设备必须验证二维码的有效时间。对于已过期的车票，设备应自动拒绝其使用，以确保车票的有效性和系统的公平性。

二是数据安全性与防伪。考虑到数据安全性和防伪需求，二维码中的数据应采用一定的加密技术和保护机制，避免数据被非法篡改或伪造。这可以通过实施安全的加密算法和应用数据校验机制实现，确保车票数据的完整性和真实性。

三是数据容量和扩展性。由于二维码的数据容量有限，数据结构的设计需要精巧且经济，保证核心信息能被有效存储和快速读取。此外，设计时应考虑未来可能的业务扩展和需求变动，使数据结构具备一定的扩展性，以适应未来的发展需求。

四是数据读取速度。在实际应用中，考虑到乘客需要快速通过闸机，车站终端设备应能快速识别二维码信息。因此，数据结构应被优化以提高读取速度。例如，频繁读取的数据可以放置在二维码的显眼位置，缩短扫描时间，提高运营效率。

五是兼容性。为了确保票务系统的顺畅运行，数据结构应与现有的票务系统、扫码设备等保持兼容。在设计数据结构时，应深入理解和考虑相关系统的数据需求和处理方式，保证票卡数据能被准确、迅速地解析和应用，实现系统的无缝集成和高效运行。

（四）票卡介质与打印耗材

研究纸质二维码车票的纸张选型，包括类型、厚度、样式、打印方式等，研究适应上海地铁应用场景（包括乘客使用习惯、天气因素等）、确保相关票种能满足上海地铁单程票的应用需求。

（五）系统架构设计

基于纸质二维码车票的轨道交通自动化售票系统主要包括以下几个部分：纸质二维码车票、AGM、BOM和ACC。其中，纸质二维码车票是乘客进站和出站的凭证； AGM是乘客进站和出站的通道；TVM和BOM负责纸质二维码车票的发售及打印；ACC负责系统的管理和控制。

纸质二维码车票采用联机交易模式，传统轨道交通自动售检票系统采用五层架构设计[ 4 ]，无法满足联机交易的处理需求。新的系统架构采用“云”+“端”的三层AFC系统架构，通过终端设备直连ACC系统，减少了中间系统，统一了线路间的通信协议，交易能更快更稳定地发送到中心，可以降低路网的维护和建设成本。系统架构如图1所示。

（六）车票处理流程设计

乘客在TVM或BOM上购买纸质二维码车票后，可以通过AGM采取进站和出站操作。AGM通过扫描纸质二维码车票上的二维码信息实施验证和记录操作，将数据上传至ACC进行清分和结算等操作。同时，TVM和BOM需要与ACC实施交互，上传售卖数据和接收指令等。

第一，纸质二维码车票发售流程。

TVM/BOM可根据支付方式的不同使用现金或非现金支付；

非现金支付方式依然采用原有的银联聚合码支付方案，不做改动；

支付成功后，设备会向清分联机平台申请二维码车票数据。平台验证订单信息后，由发码平台生成车票数据并返回TVM/BOM；

TVM/BOM根据收到的车票数据，打印二维码车票；

TVM/BOM会上传交易数据和出票结果通知。

第二，纸质二维码车票进站流程。

纸质二维码车票进站流程如图2所示。闸机离线时，仅判断本机是否重复使用车票，重复使用则拒绝，其他情况正常放行。

第三，纸质二维码车票出站流程。

纸质二维码车票出站流程如图3所示。闸机离线时，仅判断本机是否重复使用车票，是否超程，其他情况正常放行。

（七）虚拟换乘方案设计

第一，出站换乘。

出站换乘指的是乘客在轨道交通旅程中需要换乘其他线路的场景。借助互联网技术和纸质二维码车票，轨道交通自动化售票系统可以实现高效的出站换乘流程。当乘客需换乘时，只需在出站闸机上扫描纸质二维码车票出站，随后在进站闸机上再次扫描以进站。系统会自动根据乘客的行程和票价信息计算换乘费用，将其自动添加到车票中。这种方法不仅简化了换乘流程，而且极大地提高了出行效率。

第二，市域线换乘。

市域线换乘指的是乘客在乘坐市域线时需要转乘其他市域线的情形。借助互联网纸质二维码车票的轨道交通自动化售票系统，轻松实现市域线换乘。乘客在需要换乘其他市域线时，只需在出站闸机上刷一下纸质二维码车票出站，随后在进站闸机上再次刷一下纸质二维码车票进站。系统会自动根据乘客的行程和票价信息计算换乘费用，将其自动添加到车票中。这种方式加快了换乘速度，提高了出行效率。

三、结语

文章研究了纸质二维码车票在上海轨道交通中的应用。通过分析车票使用现状，发现实体单程票存在一些不足之处，纸质二维码车票的应用可以提高售票效率，降低硬件和票卡投入成本，减少人力成本，方便乘客出行，提高乘客满意度。

文章从业务规范及应用管理机制、系统架构、纸质二维码数据结构及纸质二维码车票应用安全性等方面进行研究，探讨了纸质二维码车票的虚拟换乘功能。研究结果为上海轨道交通行业提供了纸质二维码车票的应用方案，以期为该行业的发展提供参考。

然而，纸质二维码车票的应用也存在一些问题，如安全性、稳定性等。未来研究方向可以包括如何提高纸质二维码车票的安全性和稳定性，如何优化纸质二维码车票的购票和检票流程，以及如何推广和应用纸质二维码车票等。随着移动互联网的不断发展，可以考虑将纸质二维码车票与移动支付等技术相结合，进一步提高售票效率和乘客满意度。

参考文献：

[1]梁苗.城市軌道交通自动售检票系统车票选型探讨[J].机电工程技术，2013（04）：88.

[2]汪国华.城市轨道交通互联网票务系统二维码乘车码编码方式的研究[J].电子技术与软件工程，2020（16）：190-192.

[3]汪国华.二维码车票防重技术的研究[J].大科技，2019（20）：190-191.

[4]梁俊.城市轨道交通自动售检票系统体系概述[J].城市建设，2010（09）：18-20.