摘 要：本文分析了單程票等實(shí)體車票在軌道交通運(yùn)營中使用比例逐漸萎縮的原因，指出了軌道交通傳統(tǒng)支付方式存在的缺陷，提出了用電子貨幣虛擬支付的新思路新趨勢(shì)。本文結(jié)合網(wǎng)上支付的發(fā)展特點(diǎn)，提出引入第三方支付作為軌道交通新的支付方式，研制二維碼購票機(jī)用于軌道交通日常運(yùn)營的購票兌票。本文解決了二維碼購票機(jī)研制過程中網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、異常處理等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了二維碼購票機(jī)的研發(fā)和應(yīng)用，軌交票務(wù)支付模式由原來“線下對(duì)線下”轉(zhuǎn)變?yōu)椤熬€上對(duì)線下”。所研制的設(shè)備和軟件系統(tǒng)和乘客交互友好，性能穩(wěn)定，易于接入第三方支付運(yùn)營商，適應(yīng)了乘客支付的需求變化，為軌道交通AFC探索虛擬支付提供了經(jīng)驗(yàn)積累。

關(guān)鍵詞：軌道交通；第三方支付；二維碼支付

單程票作為上海地鐵的傳統(tǒng)車票，具有使用方便、安全性高、一票換乘的優(yōu)勢(shì)，一直以來受到廣大乘客的青睞，其最早的流通可以追溯到2005年的一票通改造完成后。

在隨后的發(fā)展過程中，經(jīng)過軌交票務(wù)管理部門的創(chuàng)新，在不改動(dòng)車票介質(zhì)的前提下，僅僅對(duì)車票的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，衍生出紀(jì)念票、一日票、三日票，方便了不同出行需要的人群。

單程票、應(yīng)急票、紀(jì)念票、一日票、三日票統(tǒng)稱軌道交通專用車票或地鐵車票。

2011年至2015年，隨著上海軌道交通線網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)張，乘客出行需求不斷增長(zhǎng)，這五年里面，軌道交通客流呈逐年遞增之勢(shì)。

分析軌道交通流通的不同票種的使用數(shù)量，地鐵車票的絕對(duì)使用數(shù)量逐年穩(wěn)步增長(zhǎng)，2015年的使用數(shù)量更是達(dá)到3.02億人次，地鐵車票每年遞增的使用數(shù)量在400多萬張到2000多萬張不等。但是單程票的使用數(shù)量和交通卡相比差距懸殊，且有愈發(fā)明顯之勢(shì)。

究其原因，是因?yàn)閱纬唐钡馁徺I涉及準(zhǔn)備現(xiàn)金、找零、查詢目的車站等諸多環(huán)節(jié)，這也是單程票的長(zhǎng)期使用過程中凸現(xiàn)出來的缺陷，影響了單程票的使用和推廣。而這些缺陷恰恰是交通卡的優(yōu)勢(shì)，交通卡正如其廣告語一樣“瀟灑一揮”，就可以快速完成非接觸式脫機(jī)支付，滿足了很多乘客的出行習(xí)慣。

快速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)購物，給了我們很好的啟示，消費(fèi)者已不再局限于刷卡消費(fèi)，越來越希望借助第三方支付平臺(tái)，用云技術(shù)進(jìn)行面對(duì)面虛擬貨幣的支付，消費(fèi)者所使用的終端也從PC端轉(zhuǎn)移到手機(jī)、pad等移動(dòng)終端。第三方支付的特點(diǎn)就是，使用移動(dòng)終端、實(shí)時(shí)在線扣款、不需要人工干預(yù)。

第三方支付的優(yōu)勢(shì)就是可以減少車站對(duì)現(xiàn)金的管理，乘客不用事先準(zhǔn)備現(xiàn)金，AFC系統(tǒng)以往的自動(dòng)售票機(jī)也得以“瘦身”，可以減少紙幣循環(huán)找零模塊等硬件。第三方支付的缺點(diǎn)是對(duì)設(shè)備要求較高，受理設(shè)備必須出于聯(lián)機(jī)狀態(tài)。

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展對(duì)包括軌道交通在內(nèi)的各行各業(yè)都產(chǎn)生了重要影響，AFC系統(tǒng)的發(fā)展必須要融合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。第三方支付的實(shí)現(xiàn)，可以提高上海軌道交通的運(yùn)營管理技術(shù)水平，滿足不同人群的出行支付需要，可以用支付寶、微信等大家耳熟能詳且習(xí)慣使用的第三方支付平臺(tái)，吸引更多的乘客綠色出行，更好地發(fā)揮軌道交通作為城市交通大動(dòng)脈的功能，提高乘客對(duì)軌交運(yùn)營企業(yè)的評(píng)價(jià)。

為解決第三方支付平臺(tái)在軌道交通AFC系統(tǒng)應(yīng)用的問題，從設(shè)備、應(yīng)用程序等方面完成軌道交通第三方支付平臺(tái)應(yīng)用的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、測(cè)試。研制出支持第三方支付平臺(tái)應(yīng)用的二維碼購票機(jī)，以及部署在設(shè)備上的應(yīng)用軟件。

1 關(guān)鍵問題的研究與解決

為提高軌道交通的運(yùn)營管理水平，探索互聯(lián)網(wǎng)支付方式在地鐵的應(yīng)用，把二維碼購兌票機(jī)作為研究?jī)?nèi)容和目標(biāo)。二維碼購兌票機(jī)，支持當(dāng)面付購票和網(wǎng)上購票現(xiàn)場(chǎng)兌票兩種業(yè)務(wù)功能，由過去的現(xiàn)金購票升級(jí)為電子貨幣進(jìn)行購票。

第三方支付客戶端面對(duì)面支付功能，分為掃碼付（乘客手機(jī)主掃）和條碼付（乘客手機(jī)被掃）兩種方式。

條碼付是指乘客在終端設(shè)備上自助選站后購票時(shí)，終端設(shè)備掃描乘客手機(jī)客戶端的付款碼完成支付的模式。

掃碼付是指無掃描設(shè)備的終端在乘客完成自助選站的操作后，終端通過預(yù)下單請(qǐng)求向第三方下單并生成一個(gè)二維碼，乘客掃描打開客戶端的“掃一掃”功能，掃描車站終端設(shè)備上的二維碼確認(rèn)訂單信息進(jìn)行支付。這里研究的二維碼購兌票機(jī)的當(dāng)面付購票，采用條碼付，即乘客手機(jī)被掃的模式。

兌票，是指乘客在第三方支付客戶端購票后，生成的二維碼電子兌換券。在車站終端上通過掃描手機(jī)二維碼兌換券，即可取票。

二維碼購兌票機(jī)在當(dāng)面付購票和網(wǎng)絡(luò)購票現(xiàn)場(chǎng)兌票時(shí)，乘客手機(jī)端均為被掃模式。

1.1 管理系統(tǒng)

管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)購兌票機(jī)進(jìn)行上一級(jí)的管理，決定了是否能對(duì)購兌票機(jī)進(jìn)行有效管理?？梢酝ㄟ^管理系統(tǒng)對(duì)購兌票機(jī)進(jìn)行補(bǔ)票，故障管控，狀態(tài)維護(hù)，打印報(bào)表，數(shù)據(jù)審核。

采用車站計(jì)算機(jī)SC作為二維碼購票機(jī)的管理系統(tǒng)，可對(duì)云購票機(jī)及時(shí)維護(hù)狀態(tài)，可對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作?？梢约皶r(shí)補(bǔ)充車票，排除故障周期較短。由于上傳寄存器和交易明細(xì)，可進(jìn)行數(shù)據(jù)審核，對(duì)帳成功率較高。

1.2 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是指云購票機(jī)和軌道交通AFC系統(tǒng)、第三方支付系統(tǒng)的連接方式。采用終端直連模式，云購票機(jī)終端將通過自身配置的網(wǎng)絡(luò)連接模塊直接與支付寶網(wǎng)關(guān)通信，云購票終端直接連接支付寶，相對(duì)成熟、簡(jiǎn)單和速度快，而且容災(zāi)比較好，不會(huì)因?yàn)榉?wù)器Down掉就影響到全部終端無法使用。 地鐵服務(wù)器可以通過查詢和升級(jí)來對(duì)機(jī)具進(jìn)行統(tǒng)一管理，管理較方便。

1.3 工控機(jī)結(jié)構(gòu)

工控機(jī)是云購票機(jī)的中央處理單元，負(fù)責(zé)按軌交標(biāo)準(zhǔn)生成售票交易明細(xì)上送SC，上傳設(shè)備狀態(tài)，接受下發(fā)參數(shù)，接受管理控制命令。云購票機(jī)工控機(jī)采用主輔機(jī)模式，把購兌票機(jī)應(yīng)用程序部署在主機(jī)和輔機(jī)兩個(gè)工控機(jī)上。主機(jī)和車站計(jì)算機(jī)SC進(jìn)行交互，輔機(jī)和第三方支付平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，主機(jī)和輔機(jī)用RS232串口通信。

云購票機(jī)和第三方支付平臺(tái)的接口協(xié)議包括所有的業(yè)務(wù)所需要的必要信息，例如流水號(hào)、訂單號(hào)、商戶號(hào)、終端號(hào)、付款碼、交易日期時(shí)間、訂單金額等。

主機(jī)和輔機(jī)的通信協(xié)議，確保主機(jī)向輔機(jī)發(fā)出的指令，輔機(jī)都能調(diào)用第三方支付平臺(tái)的相應(yīng)接口，包括付款、兌款、交易查詢、兌票、撤銷兌票、出票、票號(hào)上傳等業(yè)務(wù)場(chǎng)景。

1.4 購兌票方式

購兌票方式是指對(duì)購兌票憑證的認(rèn)證方式，購兌票憑證是一個(gè)有邏輯意義的二維碼，云購票對(duì)購票兌票憑證進(jìn)行有效性認(rèn)證后，完成相應(yīng)出票。采用在線購兌票，購兌票交易都是聯(lián)機(jī)交易，對(duì)購兌票憑證有效識(shí)別，保證對(duì)賬成功率。車票收益可實(shí)時(shí)到賬。

采用統(tǒng)一的兌票二維碼定義，提高了第三方平臺(tái)的處理效率。如果云購票機(jī)沒有本地?cái)?shù)據(jù)庫，則兌票成功的交易號(hào)記入日志文件。云購票機(jī)的本地?cái)?shù)據(jù)庫或日志文件，可有效區(qū)分兌票碼重復(fù)嘗試或反復(fù)兌票。當(dāng)面付購票失敗時(shí)，云購票機(jī)提示乘客再次支付。支付超時(shí)，云購票機(jī)查詢訂單狀態(tài)。與第三方平臺(tái)建立心跳測(cè)試，間隔為20-30分鐘，交易期間不進(jìn)行心跳測(cè)試，保證網(wǎng)絡(luò)正常，和任何一個(gè)第三方平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障，則不允許用這個(gè)第三方條碼購兌票。

1.5 調(diào)試帳戶

調(diào)試支付帳戶是指在云購票機(jī)調(diào)試過程中網(wǎng)上購票支付或當(dāng)面付的支付帳戶。不需要產(chǎn)生調(diào)試費(fèi)用。采用測(cè)試帳戶，協(xié)調(diào)第三方支付對(duì)測(cè)試帳戶充值，因?yàn)椴话l(fā)生交易金額，測(cè)試成本較低，測(cè)試效率高，不需要退款，可完成執(zhí)行所有案例的測(cè)試。

1.6 票盒

票盒是安裝在云購票機(jī)內(nèi)部，存儲(chǔ)、補(bǔ)充車票的部件。采用和閘機(jī)一樣的通用票盒，一旦票盒發(fā)生故障，可以和其它設(shè)備票盒互換，不影響設(shè)備使用。應(yīng)考慮在車站補(bǔ)充車票周期內(nèi)，二維碼購票機(jī)內(nèi)票盒數(shù)量滿足運(yùn)營要求。

1.7 票務(wù)處理

票務(wù)處理選擇是指在乘客在云購票機(jī)上購票失敗時(shí)，為完成當(dāng)前交易的票務(wù)處理方式。由車站介入票務(wù)糾紛的處理，遇到兌票發(fā)生卡票或網(wǎng)絡(luò)故障，云購票機(jī)打印故障小票，乘客只需要把故障小票給服務(wù)中心，由車站后續(xù)處理。異常處理成功率較高，而且基本沒有投訴。

當(dāng)面付出現(xiàn)卡票故障，云購票機(jī)發(fā)起全部退款或部分退款，不需要客服人員處理。網(wǎng)上購票現(xiàn)場(chǎng)兌票出現(xiàn)卡票故障，云購票機(jī)打印故障小票，乘客持故障小票到服務(wù)中心尋求幫助，服務(wù)中心按照小票提示，給乘客補(bǔ)票。遇到網(wǎng)絡(luò)故障，當(dāng)面付乘客已付款，云購票機(jī)自動(dòng)發(fā)起撤銷沖正，給乘客退款。兌票券顯示已取票，則服務(wù)中心給乘客補(bǔ)票。兌票券顯示未取票，服務(wù)中心引導(dǎo)乘客去另一臺(tái)終端兌票，或者請(qǐng)乘客在手機(jī)應(yīng)用上退票。

2 研究成果特點(diǎn)

1）在地鐵票務(wù)系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)之間實(shí)現(xiàn)安全管控，通過安全等保測(cè)評(píng)，保證地鐵票務(wù)生產(chǎn)網(wǎng)安全性。

2）保證乘客資金安全，第三方支付的付款碼，60秒更新一次，防復(fù)制。且無論支付是否成功，只能使用一次。采用非對(duì)稱加密，保證地鐵和第三方支付通信安全。

3）在遇到出票故障或網(wǎng)絡(luò)故障情況下，二維碼購票機(jī)打印憑條，車站介入或設(shè)備自動(dòng)退款，不需要乘客聯(lián)系第三方支付客服，改善乘客支付體驗(yàn)。

4）和以前地鐵脫機(jī)消費(fèi)不同的是，當(dāng)面付購票金額實(shí)時(shí)到地鐵指定帳戶，方便對(duì)帳。網(wǎng)上購票金額，先到第三方擔(dān)保帳戶，現(xiàn)場(chǎng)兌票成功后，資金從擔(dān)保帳戶到地鐵賬戶，避免資金頻繁流動(dòng)。

5）交易成功后，設(shè)備上傳交易記錄到地鐵系統(tǒng)，同時(shí)第三方支付也會(huì)收到訂單信息，用于對(duì)帳軋帳。

6）網(wǎng)上購票現(xiàn)場(chǎng)兌票的電子兌換券，對(duì)這個(gè)二維碼進(jìn)行強(qiáng)校驗(yàn)，防止篡改二維碼信息。兌票成功后，記入設(shè)備本地?cái)?shù)據(jù)庫，每次兌票，二維碼數(shù)據(jù)傳到第三方支付后后臺(tái)查詢?cè)撚唵螤顟B(tài)，防止重復(fù)兌票。

3 第三方支付在軌交支付應(yīng)用效果

二維碼購票機(jī)，實(shí)現(xiàn)了二維碼電子兌票券取票和當(dāng)面支付購票，和第三方支付平臺(tái)進(jìn)行聯(lián)機(jī)交易。不僅在測(cè)試環(huán)境研制了云購票機(jī)的樣機(jī)，而且安裝部署到了一些軌交樞紐站，豐富了乘客多樣化支付選擇，提高了支付效率。

與傳統(tǒng)購票的支付方式相比較，云購票機(jī)二維碼支付支持非現(xiàn)金渠道進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)方式購兌票業(yè)務(wù)，購兌票響應(yīng)時(shí)間符合軌道交通技術(shù)要求（要求自動(dòng)售票機(jī)從最后一張紙幣投入6秒內(nèi)要出票）。條碼支付具有安全性，條碼用過一次之后，無論成功與否都不能再次使用，支付失敗時(shí)，需要乘客刷新條碼才能再次發(fā)出支付請(qǐng)求。軌道交通與第三方支付對(duì)接以后，乘客支付成功后，購票資金自動(dòng)直接結(jié)算給軌交指定賬戶，二維碼購兌票的入帳帳成功率達(dá)到100%。

二維碼購票機(jī)的研發(fā)應(yīng)用充分把握了互聯(lián)網(wǎng)金融的發(fā)展特點(diǎn)，在技術(shù)上具有前瞻性，在實(shí)際票務(wù)運(yùn)營中發(fā)揮實(shí)用性，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上具有一定成熟度，達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平，具有很好的應(yīng)用前景。

引入第三方支付之后，對(duì)原有AFC系統(tǒng)是一個(gè)顛覆性改造、嘗試，用電子貨幣取代了實(shí)體貨幣的使用。因?yàn)榕c互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營商合作，拓寬了地鐵實(shí)體車票的銷售渠道，起到提高運(yùn)營收入的目的。從乘客的角度來說，不必再準(zhǔn)備貨幣進(jìn)行購票或充資，只要攜智能手機(jī)就可以搭乘軌交出行。

因?yàn)橹Ц秾毜鹊谌街Ц兜钠占昂屯ㄓ茫丝鸵膊槐亟壎ú煌鞘熊壍澜煌ǖ氖謾C(jī)應(yīng)用。從車站的運(yùn)營服務(wù)來說，因?yàn)樽詣?dòng)售票機(jī)減少了紙幣識(shí)別器、硬幣模塊等部件，減少了設(shè)備維護(hù)的工作量，起到降低運(yùn)營成本、減員增效的目的。電子貨幣的使用，也減少了車站現(xiàn)金管理的風(fēng)險(xiǎn)。事實(shí)證明，研究成果具有很好的社會(huì)效應(yīng)和無形效應(yīng)。

通過這個(gè)課題研究，我們?yōu)榈谌街Ц对诘罔FAFC系統(tǒng)的應(yīng)用提供了解決方案，為“互聯(lián)網(wǎng)+”支付在地鐵的探索提供了示范效應(yīng)。使用第三方支付的乘客可以選擇不同互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營商來選購車票，可以參與互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營商的營銷活動(dòng)而購買打折車票。這項(xiàng)研究成果在車站推廣以后，改善了乘客的支付體驗(yàn)，調(diào)動(dòng)了軌道交通運(yùn)營企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力，促進(jìn)了AFC系統(tǒng)功能的完整性。

4 結(jié)語

二維碼購票機(jī)的成功研制，創(chuàng)造性的解決了上海軌道交通AFC系統(tǒng)首次實(shí)現(xiàn)聯(lián)機(jī)交易的問題，在不改動(dòng)傳統(tǒng)AFC網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)前提下，實(shí)現(xiàn)線上對(duì)線下的支付，收到了預(yù)期效果。

通過這個(gè)課題研究，我們應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)到“互聯(lián)網(wǎng)+”與傳統(tǒng)行業(yè)深度融合的發(fā)展趨勢(shì)，促進(jìn)了原有AFC系統(tǒng)轉(zhuǎn)型發(fā)展，由原來只支持脫機(jī)消費(fèi)，向線下對(duì)線下的支付方式探索，向后付費(fèi)、信用消費(fèi)的方向發(fā)展，由原來封閉的系統(tǒng)，轉(zhuǎn)型為開放的系統(tǒng)。

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作者簡(jiǎn)介：龔迥（1982-），男，漢族，浙江杭州人，本科，中級(jí)職稱，研究方向：軌道交通AFC系統(tǒng)支付新技術(shù)。