范 巍

(中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)處,430063,武漢∥工程師)

我國(guó)軌道交通AFC(自動(dòng)售檢票)系統(tǒng)的建設(shè)、運(yùn)營(yíng)經(jīng)過(guò)近20年的探索和發(fā)展,目前已越來(lái)越顯現(xiàn)出“標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化”的三大發(fā)展趨勢(shì)。一個(gè)城市的軌道交通線網(wǎng)往往由多條線路組成,隨著投入運(yùn)營(yíng)線路的不斷增加,各線路間的無(wú)障礙換乘愈加頻繁和復(fù)雜。運(yùn)營(yíng)公司的多元化趨勢(shì)以及公交一卡通或城市通卡在軌道交通內(nèi)的使用,使得各運(yùn)營(yíng)線路之間、各運(yùn)營(yíng)公司之間、運(yùn)營(yíng)公司和公交公司之間以及軌道交通與外部系統(tǒng)(城市通卡及銀聯(lián)等)都越來(lái)越緊迫地提出收益清分的需求,以及在軌道交通線網(wǎng)內(nèi)統(tǒng)一AFC運(yùn)營(yíng)、票務(wù)管理的需求,軌道交通票務(wù)清分系統(tǒng)逐漸成為各城市進(jìn)行軌道交通AFC系統(tǒng)建設(shè)必要和重要的組成部分。目前,上海、廣州、北京已完成了清分中心的建設(shè),南京、杭州、武漢、深圳、蘇州的清分中心正在建設(shè)之中;其他城市如無(wú)錫、鄭州、昆明、長(zhǎng)沙等在建設(shè)第一條軌道交通線路或進(jìn)行線網(wǎng)規(guī)劃時(shí),就已經(jīng)開(kāi)始了對(duì)清分系統(tǒng)建設(shè)實(shí)施的規(guī)劃和研究,以便于完成收益清算、交易數(shù)據(jù)的整體處理和統(tǒng)計(jì)分析,以及對(duì)線網(wǎng)AFC系統(tǒng)整體運(yùn)營(yíng)管理的功能。

由于清分中心系統(tǒng)在城市軌道交通線網(wǎng)AFC系統(tǒng)中的特殊地位和作用,標(biāo)準(zhǔn)的制定者們往往選擇清分中心系統(tǒng)的建設(shè)作為制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)最佳的時(shí)機(jī)和天然的平臺(tái)。本文結(jié)合廣州和武漢兩城市軌道交通AFC清分中心系統(tǒng)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),著重討論以下幾種清分系統(tǒng)建設(shè)的功能定位,以及在制定AFC系統(tǒng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范時(shí),應(yīng)當(dāng)考慮的主要內(nèi)容。

1 國(guó)內(nèi)主要城市清分系統(tǒng)概況

上海軌道交通票務(wù)中心用于其各條線路之間,各運(yùn)營(yíng)公司之間,以及軌道交通與公交系統(tǒng)、銀行系統(tǒng)及其他相關(guān)系統(tǒng)之間的清算分帳、車票交易數(shù)據(jù)的處理及統(tǒng)計(jì)分析,同時(shí)具備對(duì)線路AFC系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)營(yíng)管理的功能。系統(tǒng)按照滿足日交易量最高為1 630萬(wàn)筆的要求進(jìn)行設(shè)計(jì),目前已實(shí)現(xiàn)對(duì)投入運(yùn)營(yíng)各條線路的所有信息進(jìn)行匯總和分析處理。

北京地鐵AFC系統(tǒng)清算中心(ACC)定位于北京市軌道交通范圍內(nèi)的AFC清算中心。它在政府部門領(lǐng)導(dǎo)下,行使協(xié)調(diào)軌道交通運(yùn)營(yíng)商的職能,為北京市軌道交通各線運(yùn)營(yíng)商提供清分和協(xié)調(diào)服務(wù);制定、發(fā)行和管理軌道交通專用車票,對(duì)各線運(yùn)營(yíng)收益進(jìn)行清算和對(duì)帳,并負(fù)責(zé)軌道交通與北京市政交通一卡通公司之間的數(shù)據(jù)處理和收益清算。系統(tǒng)采用建設(shè)部建設(shè)事業(yè)IC卡密鑰,票卡采用全非接觸式邏輯加密IC卡。系統(tǒng)按照滿足日交易量1 000萬(wàn)筆的要求進(jìn)行設(shè)計(jì),目前已建成投入運(yùn)營(yíng)。

廣州地鐵AFC綜合中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(ICCS)定位于整個(gè)廣州市及珠江三角洲城際軌道交通系統(tǒng)的清分中心和AFC運(yùn)營(yíng)管理中心,用于廣州市軌道交通各條線路之間,以及與公交系統(tǒng)、銀行系統(tǒng)及其他相關(guān)系統(tǒng)之間的清算分帳、車票交易數(shù)據(jù)的處理及統(tǒng)計(jì)分析,同時(shí)具備對(duì)線路AFC系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)營(yíng)管理的功能。系統(tǒng)按照滿足廣州市軌道交通9條線、200個(gè)車站、日客流302萬(wàn)人次、日交易量1 000萬(wàn)筆的要求進(jìn)行設(shè)計(jì);并具備擴(kuò)展能力,可達(dá)到廣州市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃15條線的要求。首期工程于2006年建成投入運(yùn)營(yíng),完成1、2、3、4號(hào)線的接入;二期工程目前正在實(shí)施之中。

南京地鐵票務(wù)清算管理中心定位為南京市軌道交通線網(wǎng)AFC系統(tǒng)各線路數(shù)據(jù)匯總、處理中心,運(yùn)營(yíng)參數(shù)統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理中心,運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控管理中心,AFC系統(tǒng)各線路之間和對(duì)外統(tǒng)一的技術(shù)接口,以及票務(wù)客服處理、對(duì)外信息服務(wù)和管理的主要窗口。其一期工程按照滿足南京市2015年軌道交通6條線路、日客流量250萬(wàn)人次,日交易量1 000萬(wàn)筆處理能力的要求進(jìn)行設(shè)計(jì),已于2007年初完成了招標(biāo),目前處于建設(shè)之中。

2 清分系統(tǒng)主要功能定位

城市軌道交通AFC清分中心系統(tǒng)建設(shè)規(guī)劃研究需解決的首要問(wèn)題就是清分系統(tǒng)的功能定位問(wèn)題,在功能定位清晰明確之后,才能進(jìn)一步進(jìn)行系統(tǒng)構(gòu)成、功能細(xì)化、接口方案等問(wèn)題的研究。對(duì)于每一個(gè)準(zhǔn)備建設(shè)軌道交通AFC清分系統(tǒng)的城市而言,根據(jù)本市軌道交通AFC系統(tǒng)的特點(diǎn)以及當(dāng)?shù)毓籌C卡、城市通卡發(fā)展建設(shè)的現(xiàn)狀,參考國(guó)內(nèi)其他城市已經(jīng)建成或正在建設(shè)的經(jīng)驗(yàn),清分中心系統(tǒng)一般有以下三種方案的功能定位。

2.1 方案一的功能定位

方案一的清分中心定位于本市軌道交通的AFC發(fā)卡中心、清分中心、數(shù)據(jù)中心和運(yùn)營(yíng)管理中心。在這一定位下,清分中心系統(tǒng)主要服務(wù)于軌道交通系統(tǒng)內(nèi)部,發(fā)行的票卡僅可在軌道交通范圍內(nèi)使用,并在此范圍內(nèi)進(jìn)行票卡、數(shù)據(jù)、參數(shù)、名單、客服的相關(guān)管理以及軌道交通各線路間的票務(wù)收益清分。這一功能定位可以說(shuō)是清分中心的一個(gè)基本和普遍的定位。在這一模式下,地鐵公司往往不能再發(fā)行普通儲(chǔ)值票,而僅發(fā)行軌道交通專用車票(主要是單程票),儲(chǔ)值票的發(fā)行權(quán)將集中到城市通卡公司。其清分中心的定位和接口關(guān)系如圖1所示。

圖1 方案一的清分中心系統(tǒng)定位和接口關(guān)系示意圖

在此定位下清分中心的主要功能包括:統(tǒng)一管理和下發(fā)軌道交通各線共同的票務(wù)參數(shù)、系統(tǒng)參數(shù)以及名單;統(tǒng)一管理軌道交通AFC系統(tǒng)密鑰和各線編碼分揀設(shè)備,負(fù)責(zé)軌道交通專用票卡發(fā)行;統(tǒng)一完成各線交易數(shù)據(jù)的采集、分析和處理,進(jìn)行運(yùn)營(yíng)收益(包括在降級(jí)運(yùn)營(yíng)模式下的運(yùn)營(yíng)收益)清分,生成報(bào)表;統(tǒng)一完成和外部系統(tǒng)(如城市通卡、銀聯(lián)、移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商)的數(shù)據(jù)(包括系統(tǒng)參數(shù)和名單)交換和管理,進(jìn)行相應(yīng)的收益對(duì)帳和清分。

2.2 方案二的功能定位

方案二與方案一的功能定位相似:在軌道交通內(nèi)部的管理功能與方案一基本相同;但對(duì)清分功能進(jìn)行了較大的擴(kuò)展,成為城市通卡的清分中心,為城市通卡公司代理城市通卡的清分業(yè)務(wù),接受城市通卡公司有關(guān)票卡、數(shù)據(jù)、參數(shù)、名單的相關(guān)管理,完成各接入系統(tǒng)(如公交、輪渡、出租、小額消費(fèi)商戶等)的交易清分,并將結(jié)果提交給銀行和城市通卡管理中心。其定位和接口關(guān)系如圖2所示。

在此定位下清分中心的主要功能除具備定位一的全部功能外,還包括完成城市通卡各相關(guān)系統(tǒng)的交易數(shù)據(jù)采集和處理,制定收益清分原則,完成收益清分,產(chǎn)生劃帳指令;生成清分報(bào)表及票卡帳戶管理數(shù)據(jù),提交城市通卡管理中心,更新系統(tǒng)參數(shù)和名單參數(shù)等。

圖2 方案二的清分中心系統(tǒng)定位和接口關(guān)系示意圖

2.3 方案三的功能定位

方案三的清分中心直接定位于城市通卡管理中心,服務(wù)于全市公交系統(tǒng),并進(jìn)一步延伸到各類小額消費(fèi)領(lǐng)域,完成包括城市通卡發(fā)行在內(nèi)的全部相關(guān)管理,完成各相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)之間的清分。這一定位其實(shí)是以城市軌道交通建設(shè)為契機(jī),將AFC清分系統(tǒng)與城市通卡的建設(shè)進(jìn)程合二為一,一次建成。其清分中心發(fā)行的儲(chǔ)值票將作為城市通卡使用,從而具備香港“八達(dá)通”的特點(diǎn)。其定位和接口關(guān)系如圖3所示。

圖3 方案三的清分中心系統(tǒng)定位和接口關(guān)系示意圖

在此定位下清分中心的主要功能除具備方案一、二的全部功能外,還將負(fù)責(zé)城市通卡系統(tǒng)的經(jīng)營(yíng)管理,包括城市通卡的票卡發(fā)行、財(cái)務(wù)清算、數(shù)據(jù)管理、參數(shù)管理、客戶服務(wù)、系統(tǒng)推廣及經(jīng)營(yíng)工作,完成地鐵、道路公交、出租車、輪渡及各類小額消費(fèi)系統(tǒng)和銀行的接口。

2.4 比較與分析

方案一的功能定位層次較低,方案成熟,在國(guó)內(nèi)已有成功的實(shí)施經(jīng)驗(yàn),技術(shù)難點(diǎn)相對(duì)較少,易于實(shí)現(xiàn),投資較低;其清分中心服務(wù)于軌道交通系統(tǒng)內(nèi)部,系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)建設(shè)受外部的影響和限制較小,建設(shè)工期易于控制。對(duì)于城市通卡的規(guī)劃與建設(shè)已經(jīng)初具規(guī)模、特別是已經(jīng)出臺(tái)了城市通卡的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和接口規(guī)范的城市,軌道交通清分中心按照這一功能定位進(jìn)行建設(shè),無(wú)疑是較好的,甚至是必然的選擇。目前國(guó)內(nèi)已建成的城市如上海、廣州、北京和正在建設(shè)中的南京和杭州,都無(wú)一例外地采取了這種方案。

方案二的功能定位層次較高,國(guó)內(nèi)尚無(wú)類似實(shí)施經(jīng)驗(yàn),技術(shù)難點(diǎn)相對(duì)增多,實(shí)現(xiàn)難度增大,投資較高,較適用于公交IC卡已較為發(fā)達(dá),而城市通卡建設(shè)剛剛起步的城市,如鄭州、昆明等。借助于軌道交通的迅猛發(fā)展和投資優(yōu)勢(shì),將城市通卡的清分業(yè)務(wù)交由軌道交通清分中心完成,避免了城市通卡清分系統(tǒng)的重復(fù)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本,無(wú)形中也是對(duì)城市通卡建設(shè)進(jìn)程的一個(gè)巨大推動(dòng);同時(shí),作為城市通卡清分業(yè)務(wù)的委托機(jī)構(gòu),地鐵公司也將獲得一定的盈利來(lái)源。

方案三的功能定位層次最高、功能最強(qiáng),但同時(shí)技術(shù)難點(diǎn)最多、實(shí)施難度最大、投資最高。在這個(gè)層面上的清分中心建設(shè),實(shí)際上是以地鐵公司為依托來(lái)建立一整套完備先進(jìn)的城市一卡通系統(tǒng),制定出一整套城市一卡通應(yīng)用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,免除了技術(shù)改造和資源整合帶來(lái)的浪費(fèi)和重復(fù)建設(shè),實(shí)現(xiàn)政府投資效益和利益的最大化。但其實(shí)施難度也無(wú)疑是最大的,僅適用于公交IC卡標(biāo)準(zhǔn)化和城市通卡建設(shè)相對(duì)滯后而城市軌道交通建設(shè)快速發(fā)展的城市,如武漢、長(zhǎng)沙等。以武漢為例,城市通卡的建設(shè)剛啟動(dòng),地鐵清分中心建設(shè)也正同期進(jìn)行,地鐵集團(tuán)有著控股一卡通公司和支持建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)密鑰系統(tǒng)等有利條件,極有希望按照這一功能定位完成軌道交通清分中心的建設(shè),開(kāi)國(guó)內(nèi)之先河。

3 AFC系統(tǒng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的制定

目前國(guó)內(nèi)AFC系統(tǒng)及其設(shè)備的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、制造和檢驗(yàn)的相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都還很不成熟,甚至在同一個(gè)城市中都無(wú)法統(tǒng)一;AFC系統(tǒng)的設(shè)備及應(yīng)用軟件仍基本處在由系統(tǒng)集成商各自定制開(kāi)發(fā)的階段,不同集成商提供的系統(tǒng)特點(diǎn)各異、良莠不齊,相互間的兼容性和互通性很不理想,往往造成線網(wǎng)中新線AFC系統(tǒng)的接入在不同程度上難以實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng),迫使既有線AFC系統(tǒng)隨之進(jìn)行改造。

制定城市軌道交通AFC系統(tǒng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,不但能一勞永逸地解決不同集成商開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)之間互通、兼容的問(wèn)題,避免舊線改造和重復(fù)建設(shè),還可以引入競(jìng)爭(zhēng),極大地降低設(shè)備招標(biāo)報(bào)價(jià),節(jié)省投資;此外,由于統(tǒng)一了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和接口規(guī)范,避免了各線AFC系統(tǒng)中共性部分的重復(fù)開(kāi)發(fā),從而降低了開(kāi)發(fā)成本和系統(tǒng)的復(fù)雜程度,更可進(jìn)一步節(jié)省運(yùn)營(yíng)成本和維修、維護(hù)成本。

由于清分中心系統(tǒng)在整個(gè)城市軌道交通線網(wǎng)AFC系統(tǒng)中的特殊地位,各城市往往將AFC系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的制定與清分中心系統(tǒng)的建設(shè)同步進(jìn)行,而且直接作為清分系統(tǒng)建設(shè)的一個(gè)重要內(nèi)容。從目前經(jīng)驗(yàn)看來(lái),制定的標(biāo)準(zhǔn)至少應(yīng)包括票卡技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、SAM卡技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、IC卡讀寫器技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、AFC系統(tǒng)公共接口規(guī)范、設(shè)備操作人機(jī)界面規(guī)范、運(yùn)營(yíng)管理軟件人機(jī)界面規(guī)范及報(bào)表格式標(biāo)準(zhǔn)等。

3.1 票卡技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

票卡技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)定義軌道交通全線網(wǎng)單程票和儲(chǔ)值票的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),主要包括:票卡的種類及功能定義,票卡的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(如材料特性、物理機(jī)械特性、電氣特性、環(huán)境及安全特性、容量及典型處理時(shí)間、編號(hào)及印刷標(biāo)準(zhǔn)),票卡數(shù)據(jù)格式(如信息區(qū)結(jié)構(gòu)劃分定義、票卡編號(hào)定義、票卡類型標(biāo)識(shí)定義、票卡狀態(tài)表示定義),以及信息區(qū)訪問(wèn)權(quán)限的規(guī)定。

3.2 SAM卡技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

SAM卡技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)定義的內(nèi)容主要包括 SAM卡的材料特性、物理機(jī)械特性、電氣特性、環(huán)境及安全特性、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量、數(shù)據(jù)格式、SAM 卡操作及交易流程、密鑰類型定義及代碼、密鑰計(jì)算及訪問(wèn)權(quán)限的生成、密鑰注入及更新流程等。

3.3 IC卡讀寫器技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

IC卡讀寫器技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)全線網(wǎng)AFC系統(tǒng)內(nèi)各種不同設(shè)備所使用的IC卡讀寫器進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)范和定義,主要包括了閘機(jī)、自動(dòng)售票機(jī)、票房售票機(jī)、驗(yàn)票機(jī)、編碼分揀機(jī)、手持驗(yàn)票機(jī)、車站計(jì)算機(jī)等。讀寫器技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容包括:軟硬件功能及框架結(jié)構(gòu)定義;物理機(jī)械、電氣、環(huán)境及安全等特性,以及容量與典型處理時(shí)間、通信速率、讀寫距離等;讀寫器主控板的功能定義;接口定義,包括SAM 卡、RF模塊、I/O、內(nèi)部存儲(chǔ)器等接口;軟件特性。

3.4 AFC系統(tǒng)公共接口規(guī)范

公共接口規(guī)范主要用于定義ACC和軌道交通AFC各線路中央計(jì)算機(jī)(或區(qū)域中央計(jì)算機(jī))之間的標(biāo)準(zhǔn)接口,以及涉及全線網(wǎng)AFC系統(tǒng)且各線路應(yīng)共同遵循的有關(guān)票卡、設(shè)備、交易、運(yùn)營(yíng)管理等方面的統(tǒng)一要求和規(guī)定。公共接口規(guī)范的主要內(nèi)容應(yīng)包括:AFC系統(tǒng)代碼定義(線路、車站、設(shè)備、票卡、權(quán)限、交易處理等),票卡、SAM 卡數(shù)據(jù)格式及使用規(guī)范,設(shè)備管理規(guī)程(設(shè)備注冊(cè)、狀態(tài)、變更、維護(hù)等),系統(tǒng)參數(shù)定義,系統(tǒng)命令定義,交易流程及交易數(shù)據(jù)格式,現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備收益數(shù)據(jù)格式定義,通信協(xié)議及相關(guān)約定,編碼分揀設(shè)備操作流程及數(shù)據(jù)交換格式等。

3.5 設(shè)備操作人機(jī)界面規(guī)范

設(shè)備操作人機(jī)界面規(guī)范規(guī)定的內(nèi)容主要包括TVM觸摸屏顯示畫面,購(gòu)票、充值、查詢流程及提示畫面,BOM的基本操作界面,以及兌零機(jī)、驗(yàn)票機(jī)的操作流程及提示畫面等。

3.6 運(yùn)營(yíng)管理軟件人機(jī)界面規(guī)范

運(yùn)營(yíng)管理軟件人機(jī)界面規(guī)范主要指線路中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)監(jiān)控終端和車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)監(jiān)控終端AFC應(yīng)用軟件的基本操作界面。

3.7 報(bào)表格式標(biāo)準(zhǔn)

該標(biāo)準(zhǔn)用以統(tǒng)一線路中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中常用報(bào)表的分類、定義和基本格式。

4 結(jié)語(yǔ)

清分中心系統(tǒng)已普遍成為國(guó)內(nèi)各城市進(jìn)行軌道交通AFC系統(tǒng)建設(shè)的必要組成部分,而其功能定位是進(jìn)行清分中心籌劃建設(shè)的首要問(wèn)題。在三種可能的功能定位中,服務(wù)于軌道交通系統(tǒng)內(nèi)部的清分中心建設(shè)模式在目前和未來(lái)都將為大多數(shù)城市所采用,而進(jìn)一步成為城市通卡清分代理機(jī)構(gòu),乃至直接成為城市通卡管理中心,是軌道交通清分中心建設(shè)的理想模式,在條件具備的城市值得進(jìn)一步研究和嘗試。建設(shè)清分中心系統(tǒng)是制定軌道交通AFC系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的最佳時(shí)機(jī),將其納入清分系統(tǒng)的建設(shè)內(nèi)容,將取到事半功倍的效果。

[1]陳鳳敏,趙曉蓉,居理,等.城市軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[M].北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,2006.

[2]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.