城市軌道交通二維碼車票互聯(lián)方案淺議

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摘要：首先，介紹互聯(lián)網(wǎng)票務(wù)系統(tǒng)、二維碼類型、交易流程等二維碼車票相關(guān)信息；然后，介紹3種現(xiàn)有二維碼車票互聯(lián)互通技術(shù)方案，并分析其優(yōu)缺點(diǎn)；最后，結(jié)合蘇州地鐵二維碼車票的建設(shè)及運(yùn)營情況，考慮改造成本、運(yùn)營效益、乘客體驗(yàn)、可持續(xù)性等因素構(gòu)建互聯(lián)互通方案評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并基于層次分析法，對(duì)各實(shí)施方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，最終確定符合蘇州情況的最優(yōu)技術(shù)方案。對(duì)二維碼車票互聯(lián)互通方案進(jìn)行探討，為城市間軌道交通票務(wù)系統(tǒng)互聯(lián)互通的實(shí)踐提供參考，具有一定的行業(yè)指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通；二維碼車票；互聯(lián)互通；層次分析法

城市軌道交通票務(wù)系統(tǒng)互聯(lián)互通經(jīng)歷了線路間互聯(lián)互通、軌道交通與公交等其他城市內(nèi)公共交通的互聯(lián)互通、城市間軌道交通票務(wù)系統(tǒng)互聯(lián)互通以及城市軌道交通與國鐵系統(tǒng)互聯(lián)互通等階段。通過發(fā)行符合交通部/住建部交通一卡通標(biāo)準(zhǔn)的儲(chǔ)值票卡，一些城市實(shí)現(xiàn)了城市間公共交通的互聯(lián)互通。但受制于發(fā)卡成本、票務(wù)系統(tǒng)改造成本等因素，傳統(tǒng)實(shí)體票卡的互聯(lián)互通工作推進(jìn)緩慢。隨著互聯(lián)網(wǎng)的引入，乘客出行票卡介質(zhì)逐漸由實(shí)體車票向電子二維碼車票、甚至是人臉等生物特征車票轉(zhuǎn)變。互聯(lián)網(wǎng)票務(wù)系統(tǒng)已成為城市軌道交通票務(wù)系統(tǒng)的重要組成部分，其發(fā)行的電子二維碼車票極大的方便了乘客的出行，并逐步占據(jù)主導(dǎo)地位。因此，互聯(lián)互通工作重心亦由實(shí)體車票轉(zhuǎn)向電子/生物車票。同時(shí)，隨著區(qū)域一體化的發(fā)展，城市間的出行需求日益增多，城軌票務(wù)系統(tǒng)的互聯(lián)互通工作顯得更加必要和緊迫。為實(shí)現(xiàn)城市間軌道交通電子二維碼車票的互聯(lián)互通，中國城市軌道交通協(xié)會(huì)（簡稱中城協(xié)）、上海地鐵等開展了大量的研究工作，制定了一系列的互聯(lián)互通技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。一些城市已實(shí)現(xiàn)與其他城市二維碼車票的互聯(lián)互通，但技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案不盡相同。因此，對(duì)既有互聯(lián)互通方案進(jìn)行分析、研究，并建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，對(duì)各技術(shù)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)互聯(lián)互通的進(jìn)一步發(fā)展有著重要意義。

1二維碼車票

電子二維碼作為一種票卡憑證，其在定義、發(fā)行、使用等方面與傳統(tǒng)IC卡存在巨大的差異。因此，需建立專用的互聯(lián)網(wǎng)票務(wù)系統(tǒng)，并對(duì)既有傳統(tǒng)票務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行改造，以使其適應(yīng)城市軌道交通的業(yè)務(wù)場景。

1.1互聯(lián)網(wǎng)票務(wù)系統(tǒng)

城市軌道交通互聯(lián)網(wǎng)票務(wù)系統(tǒng)一般由票務(wù)管理平臺(tái)、二維碼管理平臺(tái)等組成，并與傳統(tǒng)線網(wǎng)清分中心（CentralClearingHouseSystem，CCHS）、自動(dòng)售檢票系統(tǒng)（AutomaticFareCollection，AFC）以及互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成完整的票務(wù)系統(tǒng)，其系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。票務(wù)管理平臺(tái)作為軌道交通數(shù)字票務(wù)的支撐平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)發(fā)碼接入管理、票務(wù)管理、行程管理、計(jì)費(fèi)管理、三方(CCHS、票務(wù)管理平臺(tái)、二維碼管理平臺(tái))清結(jié)算及交易對(duì)賬、運(yùn)營分析等功能。此外，票務(wù)管理平臺(tái)對(duì)接閘機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)閘機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控、處理掃碼進(jìn)出站業(yè)務(wù)，并接收閘機(jī)上傳進(jìn)出站數(shù)據(jù)等。二維碼管理平臺(tái)與票務(wù)管理平臺(tái)對(duì)接，提供城軌二維碼車票業(yè)務(wù)的接入能力，處理城軌業(yè)務(wù)應(yīng)用的二維碼車票請(qǐng)求。同時(shí)，二維碼管理平臺(tái)為城軌二維碼車票業(yè)務(wù)提供密鑰管理、接入權(quán)限認(rèn)證、二維碼的生成、二維碼簽名、發(fā)碼以及二維碼交易結(jié)果的通知和對(duì)賬等能力。

1.2車票類型

城市軌道交通二維碼車票一般由二維碼基礎(chǔ)信息域、二維碼管理平臺(tái)授權(quán)域、APP平臺(tái)授權(quán)域等信息域組成，二維碼的像素密度越高，其包含的信息就越多。某城軌電子二維碼車票所含信息如表1所示。根據(jù)手機(jī)APP申碼、閘機(jī)處理二維碼是否需要與票務(wù)管理平臺(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換，二維碼車票可簡單劃分為聯(lián)機(jī)申碼聯(lián)機(jī)驗(yàn)碼二維碼、聯(lián)機(jī)申碼脫機(jī)驗(yàn)碼二維碼、脫機(jī)申碼聯(lián)機(jī)驗(yàn)碼二維碼以及脫機(jī)申碼脫機(jī)驗(yàn)碼二維碼。同時(shí)，根據(jù)是否區(qū)分進(jìn)出站，二維碼可分為通用二維碼、進(jìn)/出站二維碼。各類二維碼車票在網(wǎng)絡(luò)要求、乘客體驗(yàn)、計(jì)費(fèi)方式、服務(wù)器發(fā)碼壓力等方面各有優(yōu)缺點(diǎn)。

1.3交易流程

乘客使用電子二維碼車票乘車時(shí)，其交易過程包含乘客申碼、互聯(lián)網(wǎng)票務(wù)系統(tǒng)發(fā)碼、AFC終端設(shè)備驗(yàn)碼、交易數(shù)據(jù)上傳、行程匹配、行程計(jì)費(fèi)、行程扣費(fèi)等。聯(lián)機(jī)通用二維碼模式下乘客進(jìn)出站交易流程如圖2所示。

2互聯(lián)互通方案

根據(jù)二維碼發(fā)行方及手機(jī)APP展示方的不同，結(jié)合各城軌企業(yè)二維碼車票互聯(lián)互通既有經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)3種互聯(lián)互通方案，分別是第三方APP接入（方案1）、官方APP互聯(lián)（方案2）、第三方二維碼管理平臺(tái)接入（方案3）。

2.1第三方APP接入（方案1）

各城軌企業(yè)對(duì)第三方手機(jī)APP開放接口，第三方手機(jī)APP分別接入各城軌企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)票務(wù)系統(tǒng)二維碼管理平臺(tái)。乘客需提前利用第三方手機(jī)APP在各城軌互聯(lián)網(wǎng)票務(wù)系統(tǒng)分別進(jìn)行用戶注冊(cè)，乘車時(shí)利用第三方手機(jī)APP申請(qǐng)對(duì)應(yīng)城市的二維碼車票。第三方APP接入方案如圖3所示。一些城市在進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)票務(wù)系統(tǒng)建設(shè)的過程中，已對(duì)第三方手機(jī)APP開放了接口。因此，為實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，只需部分城軌企業(yè)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)票務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行接口調(diào)整，且只需與該APP進(jìn)行接口對(duì)接。為方便乘客利用第三方APP進(jìn)行跨城市乘車，該APP需具有全國性、擁有海量用戶等屬性。除接口改造等技術(shù)問題，城軌企業(yè)需與該APP運(yùn)營主體協(xié)商APP接入可能存在的商務(wù)問題。而且，僅通過一個(gè)第三方APP實(shí)現(xiàn)所有城市的互聯(lián)互通，尚有地域壁壘及商業(yè)壁壘需要突破。對(duì)于乘客，只需下載安裝該第三方APP，即可在多個(gè)城市實(shí)現(xiàn)二維碼乘車功能。

2.2官方APP互聯(lián)（方案2）

任意兩城軌企業(yè)的官方APP需分別與對(duì)方的互聯(lián)網(wǎng)票務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行接口對(duì)接。乘客需提前利用本地官方APP在異地城軌互聯(lián)網(wǎng)票務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行用戶注冊(cè)，異地乘車時(shí)利用本地官方APP申請(qǐng)對(duì)應(yīng)城市的二維碼車票。官方APP互聯(lián)方案如圖4所示。由圖4可知，各城軌企業(yè)間需多次進(jìn)行接口業(yè)務(wù)對(duì)接，對(duì)各自的二維碼管理平臺(tái)及官方APP平臺(tái)進(jìn)行相應(yīng)的功能調(diào)整，改造工作量較大。假設(shè)有10家城軌企業(yè)，各家分別按該方案與其余9家進(jìn)行互聯(lián)互通改造，則共需進(jìn)行C210（即45）次改造工作。但是，各城軌企業(yè)地位平等，能夠自主選擇互聯(lián)互通的城市，并由雙方自行協(xié)定互通方案。對(duì)于乘客，只需下載安裝一個(gè)本地官方APP，即可在多個(gè)城市實(shí)現(xiàn)二維碼乘車功能。

2.3第三方二維碼管理平臺(tái)接入（方案3）

各城軌企業(yè)通過自身互聯(lián)網(wǎng)票務(wù)系統(tǒng)及官方APP接口業(yè)務(wù)改造，實(shí)現(xiàn)與第三方管理平臺(tái)（簡稱第三方平臺(tái)）的業(yè)務(wù)接入。乘客需提前利用本地官方APP在第三方平臺(tái)進(jìn)行用戶注冊(cè)，異地乘車時(shí)利用本地官方APP向第三方平臺(tái)申請(qǐng)對(duì)應(yīng)城市的二維碼車票。第三方平臺(tái)接入方案如圖5所示。第三方平臺(tái)充當(dāng)互聯(lián)互通的中間媒介，其并不發(fā)行乘車二維碼，而是對(duì)乘客所在地城軌企業(yè)二維碼進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。城軌企業(yè)只需一次改造接入第三方平臺(tái)，即可實(shí)現(xiàn)與平臺(tái)上所有城市的互聯(lián)互通，避免了繁瑣的改造工作。但是，該第三方平臺(tái)運(yùn)營方需具備一定的行業(yè)地位，能夠有力協(xié)調(diào)各家城軌企業(yè)，積極推進(jìn)該互聯(lián)互通方案。對(duì)于乘客，只需下載安裝一個(gè)本地官方APP，即可在多個(gè)城市實(shí)現(xiàn)二維碼乘車功能。

2.4方案對(duì)比

以上3種方案，其優(yōu)缺點(diǎn)綜合對(duì)比如表2所示。

3方案評(píng)價(jià)

針對(duì)3種不同方案，通過分析方案實(shí)施的影響因素建立二維碼車票互聯(lián)互通方案評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。然后依據(jù)該指標(biāo)體系，結(jié)合蘇州地鐵互聯(lián)網(wǎng)票務(wù)系統(tǒng)的實(shí)際建設(shè)情況，利用層次分析法，對(duì)蘇州地鐵的互聯(lián)互通方案選擇進(jìn)行合理評(píng)價(jià)。

3.1評(píng)價(jià)案例

通過搭建互聯(lián)網(wǎng)票務(wù)系統(tǒng)，并對(duì)既有AFC系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，蘇州地鐵于2018年實(shí)現(xiàn)手機(jī)二維碼過閘功能。“蘇E行”手機(jī)APP作為蘇州地鐵官方APP，是二維碼乘車業(yè)務(wù)的主要入口。當(dāng)前，其注冊(cè)用戶已達(dá)1200萬，日均進(jìn)站客流34萬，不僅為廣大乘客提供了便利，也提高了運(yùn)營管理水平，提升資源開發(fā)能力，創(chuàng)造了巨大的社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益。與此同時(shí)，為便于乘客跨區(qū)域乘車，蘇州地鐵積極與中城協(xié)、上海地鐵等機(jī)構(gòu)及地鐵公司進(jìn)行互聯(lián)互通的對(duì)接，并基于方案2及方案3，已實(shí)現(xiàn)與部分地鐵公司二維碼乘車業(yè)務(wù)的互聯(lián)互通。

3.2評(píng)價(jià)體系

綜合考慮方案實(shí)施成本、城軌運(yùn)營效益、用戶體驗(yàn)、方案的可持續(xù)性等因素，構(gòu)建二維碼車票互聯(lián)互通方案評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。實(shí)施成本包括技術(shù)成本及商務(wù)成本，其中技術(shù)成本為方案實(shí)施所需的人力成本、軟硬件成本等，而商務(wù)成本為方案實(shí)施涉及的商務(wù)費(fèi)用。運(yùn)營效益考慮城軌官方APP的發(fā)展，選取系統(tǒng)獨(dú)立性、信息共享性、應(yīng)用擴(kuò)展性作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。乘客體驗(yàn)包括注冊(cè)便利性及使用便利性。可持續(xù)性包括方案的擴(kuò)展性、兼容性及接口要求。評(píng)價(jià)指標(biāo)體系具體如圖6所示。統(tǒng)化和層次化的結(jié)構(gòu)體系，能增加決策的準(zhǔn)確性，具體過程如圖7所示。如圖7所示，結(jié)合蘇州地鐵實(shí)際建設(shè)情況，采用1-9比率標(biāo)度法確定各因素的相對(duì)重要系數(shù)。由此，即可利用各因素的相對(duì)重要系數(shù)構(gòu)建評(píng)價(jià)矩陣，進(jìn)而求得評(píng)價(jià)矩陣的特征向量，并將其作為各因素的權(quán)重系數(shù)。然后，自上而下地計(jì)算各級(jí)要素對(duì)總體的綜合重要度，即確定各方案的重要度，并得出各方案的最優(yōu)排序?yàn)榉桨?＞方案2＞方案1，因此蘇州地鐵與其他城市二維碼車票互聯(lián)互通采用方案3最優(yōu)。

4結(jié)語

城市軌道交通票務(wù)系統(tǒng)的互聯(lián)互通是城軌互聯(lián)互通的重要組成部分。電子二維碼車票的使用及推廣為城軌票務(wù)互通提供了新的解決方向。在票卡發(fā)行、認(rèn)證、結(jié)算等環(huán)節(jié)，電子二維碼車票解決了傳統(tǒng)票務(wù)系統(tǒng)互通存在的票卡標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、改造成本高昂、跨區(qū)域結(jié)算流程繁瑣等難題。各城軌企業(yè)應(yīng)結(jié)合自身互聯(lián)網(wǎng)票務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)營模式，選擇合適的互聯(lián)互通模式。對(duì)既有3種互聯(lián)互通方案的分析，為二維碼車票互聯(lián)互通的進(jìn)一步發(fā)展提供參考依據(jù)。

作者:付保明 張寧 吳超 單位:蘇州市軌道交通集團(tuán)有限公司 東南大學(xué)智能運(yùn)輸系統(tǒng)研究中心軌道交通研究所