我國(guó)銀行卡跨行清算系統(tǒng)的演進(jìn)

柴洪峰

摘要：支付清算系統(tǒng)是國(guó)家金融市場(chǎng)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的核心基礎(chǔ)設(shè)施，隨著銀行卡交易量的逐漸增多，銀行卡跨行清算系統(tǒng)成為其中較為重要的一個(gè)部分。本文著重從我國(guó)銀行卡跨行清算系統(tǒng)的特點(diǎn)、演進(jìn)過(guò)程和技術(shù)特點(diǎn)三個(gè)方面進(jìn)行分析，在全面認(rèn)識(shí)和分析我國(guó)銀行卡跨行清算系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，闡述了我國(guó)銀行卡第二代跨行清算系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)，提出了清算系統(tǒng)未來(lái)的研究方向。

關(guān)鍵詞：銀行卡；跨行清算系統(tǒng)；演進(jìn)歷程：技術(shù)特點(diǎn)

JEL分類(lèi)號(hào)：C30；G10中圖分類(lèi)號(hào)：F830.91文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-1428(2012)02-0080-03

一、引言

支付清算業(yè)務(wù)是為了完成客戶(hù)之間的轉(zhuǎn)賬支付結(jié)算委托而發(fā)生在金融同業(yè)之間的再結(jié)算。安全和高效的支付清算系統(tǒng)是經(jīng)濟(jì)金融最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一。目前對(duì)支付清算系統(tǒng)的研究主要集中在以下幾方面：一是對(duì)國(guó)外某些清算體系和制度的介紹，對(duì)中外支付清算體系進(jìn)行比較；二是對(duì)我國(guó)支付清算體系進(jìn)行分析：三是介紹某種支付系統(tǒng)的技術(shù)體系結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)功能。但現(xiàn)有研究對(duì)于提高清算系統(tǒng)效率的技術(shù)研究較少。

銀行卡跨行清算系統(tǒng)是支付清算系統(tǒng)的重要組成部分，其安全和效率對(duì)于經(jīng)濟(jì)金融運(yùn)行和社會(huì)發(fā)展具有重要意義。中國(guó)銀聯(lián)跨行清算系統(tǒng)在我國(guó)銀行卡清算系統(tǒng)中處于核心地位。自中國(guó)銀聯(lián)成立至今，該系統(tǒng)經(jīng)歷了一系列的變化過(guò)程，逐步形成了一套安全、高效的清算系統(tǒng)，為我國(guó)銀行卡產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)保障。本文在研究分析我國(guó)銀行卡跨行清算系統(tǒng)主要特點(diǎn)和演進(jìn)過(guò)程的基礎(chǔ)上，提出了幾項(xiàng)提高清算效率的技術(shù)方法。這些方法已在中國(guó)銀聯(lián)的清算系統(tǒng)中得以實(shí)現(xiàn)。取得了良好的效果。

二、我國(guó)銀行卡跨行清算系統(tǒng)的特點(diǎn)

在國(guó)際銀行卡市場(chǎng)上，按核心企業(yè)提供服務(wù)的方式不同，分為封閉式系統(tǒng)(如美國(guó)運(yùn)通卡)和開(kāi)放式系統(tǒng)(如Visa卡和萬(wàn)事達(dá)卡)。我國(guó)銀行卡跨行交易系統(tǒng)屬于開(kāi)放式系統(tǒng)，但與市場(chǎng)結(jié)構(gòu)相適應(yīng)，我國(guó)銀行卡跨行清算系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：

1、服務(wù)范圍與清算方式：我國(guó)銀行卡跨行清算業(yè)務(wù)的服務(wù)范圍包括ATM取現(xiàn)、POS消費(fèi)等傳統(tǒng)支付渠道以及基于銀行卡的水、電、氣，航空、鐵路售票，繳稅等行業(yè)渠道，網(wǎng)上支付、移動(dòng)支付等新興支付領(lǐng)域。清算系統(tǒng)采用多邊日終凈額清算制，主要功能：一是跨行交易資金清分，二是會(huì)計(jì)核算，三是資金劃撥。

2、分級(jí)清算：清算系統(tǒng)分為兩級(jí)(如圖1所示)，一級(jí)清算完成發(fā)卡行和收單行之間的同業(yè)清算，二級(jí)完成收單行／結(jié)算行與商戶(hù)之間的結(jié)算。

3、參與者眾多：一般國(guó)際銀行卡公司與每個(gè)成員機(jī)構(gòu)僅有一個(gè)清算節(jié)點(diǎn)且不介入商戶(hù)和第三方清算。而國(guó)內(nèi)參加清算系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)，除了有全國(guó)性商業(yè)銀行總行，還有全國(guó)性商業(yè)銀行各地分行、城市商業(yè)銀行和農(nóng)村商業(yè)銀行、第三方機(jī)構(gòu)以及商戶(hù)，拓寬了“金融同業(yè)之間再結(jié)算”的范疇。

4、交易量快速增長(zhǎng)：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展和用卡環(huán)境持續(xù)改善，銀行卡跨行交易量快速增長(zhǎng)。2010年跨行交易筆數(shù)達(dá)到80億筆，交易金額11萬(wàn)億元。

5、創(chuàng)新業(yè)務(wù)不斷涌現(xiàn)：人們對(duì)零售支付的多樣化需求以及技術(shù)創(chuàng)新促進(jìn)了新型支付渠道和支付領(lǐng)域不斷涌現(xiàn)，收費(fèi)方式和分配方法呈現(xiàn)多樣化。

以上特點(diǎn)對(duì)清算系統(tǒng)效率性提出了要求：一是集成處理兩級(jí)清算；二是具備強(qiáng)擴(kuò)展性；三是高效靈活的數(shù)據(jù)處理方式；四是高效的清算算法。

三、我國(guó)銀行卡跨行清算系統(tǒng)的演進(jìn)過(guò)程

從清算系統(tǒng)演變歷程看，清算系統(tǒng)經(jīng)歷一代清算系統(tǒng)和二代清算系統(tǒng)兩個(gè)重大階段。一代系統(tǒng)應(yīng)用架構(gòu)采用兩級(jí)清算方式(此處的分級(jí)指技術(shù)平臺(tái)劃分層面，本文第2節(jié)的劃分指業(yè)務(wù)層面，兩者不盡相同，存在部分交叉)，按技術(shù)平臺(tái)進(jìn)行分類(lèi)，系統(tǒng)劃分為“一級(jí)清分平臺(tái)”和“統(tǒng)一二級(jí)清分平臺(tái)”兩個(gè)層次，兩層次的耦合關(guān)系是數(shù)據(jù)文件。第一個(gè)層次處理異地交易，第二個(gè)層次處理同城交易。第一層次的清算對(duì)象僅限于成員機(jī)構(gòu)總行，第二層次的清算對(duì)象包含成員機(jī)構(gòu)分行、商戶(hù)和第三方機(jī)構(gòu)。第一層次的技術(shù)特點(diǎn)是交易量大、機(jī)構(gòu)數(shù)少、計(jì)費(fèi)方法較為統(tǒng)一，效率較高。第二層次的技術(shù)特點(diǎn)是交易量小、清算對(duì)象多、計(jì)費(fèi)方法靈活。清算系統(tǒng)的“一次清分平臺(tái)”運(yùn)行在一臺(tái)物理主機(jī)上，不具跨機(jī)調(diào)度功能，系統(tǒng)性能的擴(kuò)展主要依靠主機(jī)資源如CPU或內(nèi)存橫向擴(kuò)展。清算模式采用日終一個(gè)批次凈額清算。一代清算系統(tǒng)經(jīng)過(guò)多次改進(jìn)，增加了新的計(jì)費(fèi)功能模塊，改進(jìn)了清算算法，大大提高了執(zhí)行效率。

一代清算系統(tǒng)是中國(guó)銀聯(lián)清算系統(tǒng)的最初始階段，系統(tǒng)建設(shè)主要以功能的完備性、系統(tǒng)的可靠性、運(yùn)維的安全性為出發(fā)點(diǎn)，在應(yīng)用架構(gòu)上是一種松耦合系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)處理流程較為直觀，生產(chǎn)問(wèn)題易于分析解決，運(yùn)維的技術(shù)難度相對(duì)較低，雖然在系統(tǒng)處理時(shí)效以及算法特點(diǎn)上和二代清算系統(tǒng)的技術(shù)處理手段有一定的差距，但是在當(dāng)時(shí)的業(yè)務(wù)背景下，出色地完成了其對(duì)各類(lèi)服務(wù)對(duì)象的基礎(chǔ)設(shè)施功能。

二代清算系統(tǒng)通過(guò)對(duì)清算應(yīng)用架構(gòu)、進(jìn)程調(diào)度方式、數(shù)據(jù)流處理方式、清算算法等方面的重大改進(jìn)，清算系統(tǒng)在性能、時(shí)效、服務(wù)流程等方面達(dá)到了較高水平，大大提高了清算系統(tǒng)的效率。一是實(shí)現(xiàn)了兩級(jí)清算方式的集成處理：二是進(jìn)程調(diào)度實(shí)現(xiàn)了跨機(jī)調(diào)用。提高了性能擴(kuò)展能力；三是通過(guò)日間數(shù)據(jù)多批次轉(zhuǎn)換、應(yīng)用多批次處理、日終清分修正等策略實(shí)現(xiàn)了日間多批次清算。四是通過(guò)傳統(tǒng)交易和創(chuàng)新交易清算拆分、計(jì)費(fèi)解釋器等高效清算技術(shù)提高了執(zhí)行效率。

四、我國(guó)銀行卡第二代跨行清算系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)

基于我國(guó)銀行卡跨行清算系統(tǒng)的特點(diǎn)，為了提高清算系統(tǒng)處理效率，二代清算系統(tǒng)在進(jìn)程數(shù)據(jù)流處理方式、清算算法方面采用了全新的設(shè)計(jì)理念。

1、采用跨機(jī)調(diào)度技術(shù)提高系統(tǒng)性能：二代清算系統(tǒng)突破了單機(jī)范疇。首先將多種任務(wù)調(diào)度方式(如單機(jī)同步，多機(jī)同步／多機(jī)強(qiáng)制同步／單機(jī)異步／多機(jī)異步等)預(yù)定義，跨機(jī)調(diào)度機(jī)制將這些任務(wù)貫穿起來(lái)，形成一套完整的流程，流程上支持按步驟分組的并發(fā)。以及支持多層嵌套子流程。通過(guò)這種機(jī)制，在未使用任何中間件技術(shù)情況下，實(shí)現(xiàn)多機(jī)均衡或非均衡性負(fù)載，達(dá)到系統(tǒng)資源利用的最大化，而調(diào)度策略本身的負(fù)載很低，可以忽略不計(jì)。這種方式在架構(gòu)上允許使用不同架構(gòu)的主機(jī)；在靈活性上，跨機(jī)調(diào)度可以配置為單機(jī)調(diào)度，也可以配置為多機(jī)調(diào)度。在可用性上，當(dāng)部分節(jié)點(diǎn)失效時(shí)，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單配置可快速把任務(wù)轉(zhuǎn)到其他節(jié)點(diǎn)上。

2、數(shù)據(jù)處理時(shí)段的重大變革：二代清算系統(tǒng)采用了日間多批次凈額清算的方式。其核心思路是日間數(shù)據(jù)多批次轉(zhuǎn)換、應(yīng)用的多批次處理、日終后的清分修正策略。這個(gè)策略可以靈活地、不受時(shí)間段長(zhǎng)短限制地劃分多批次，分批內(nèi)的交易量多少和分批的數(shù)量均不受限制。而通過(guò)修正策略修正關(guān)聯(lián)交易狀態(tài)、清算明細(xì)、清算結(jié)果、流水文件等由于多批次引入的一系列問(wèn)題。

3、傳統(tǒng)交易和創(chuàng)新交易的清算拆分：傳統(tǒng)業(yè)務(wù)交易量大、計(jì)費(fèi)統(tǒng)一，而創(chuàng)新業(yè)務(wù)具有交易量較少、計(jì)費(fèi)方式靈活的特點(diǎn)。二代清算系統(tǒng)充分考慮到這個(gè)特

點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一個(gè)完全獨(dú)立的創(chuàng)新業(yè)務(wù)清算模塊(簡(jiǎn)稱(chēng)lego清算)，與傳統(tǒng)清算模塊完全并行，后者重點(diǎn)關(guān)注高性能和并發(fā)能力，前者重點(diǎn)提升其靈活度，這樣系統(tǒng)既滿(mǎn)足安全穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)要求。又具備快速的變化能力。

4、參數(shù)的高效性設(shè)計(jì)：二代清算系統(tǒng)在參數(shù)設(shè)計(jì)上進(jìn)行了精心設(shè)計(jì)。首先，針對(duì)商戶(hù)參數(shù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深化設(shè)計(jì)，采用商戶(hù)信息、計(jì)費(fèi)信息、計(jì)費(fèi)決定信息等關(guān)鍵字段索引化設(shè)計(jì)，大大減少了數(shù)據(jù)庫(kù)空間，減少了清算內(nèi)存使用量?；谶@種復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)研發(fā)出通用的解析算法，支持每筆交易多個(gè)清算角色和多種交易計(jì)費(fèi)要素排列組合，支持復(fù)雜的多元化價(jià)格模式。其次，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析清算業(yè)務(wù)生產(chǎn)參數(shù)，構(gòu)建模型對(duì)清算業(yè)務(wù)參數(shù)包含的業(yè)務(wù)信息進(jìn)行抽取、挖掘、歸并，大大縮減生產(chǎn)計(jì)費(fèi)參數(shù)量，優(yōu)化清算業(yè)務(wù)參數(shù)結(jié)構(gòu)，使之清晰、合理，高可維護(hù)性大大增強(qiáng)。同時(shí)，由于業(yè)務(wù)參數(shù)的規(guī)整，參數(shù)量的降低也間接使得清算系統(tǒng)中經(jīng)常用到的搜索算法更加高效。

5、均勻數(shù)據(jù)分塊技術(shù)：在聚集索引商戶(hù)代碼配置上研制了按照基于哈希定位的均勻分塊策略技術(shù)。每個(gè)分塊包里的數(shù)據(jù)量幾乎完全相同，每個(gè)分塊的處理時(shí)間基本一致，該哈希算法在解決明細(xì)分塊的同時(shí)也解決了清分匯總時(shí)對(duì)匯總結(jié)果表的頻繁更新操作的問(wèn)題。在二代清算系統(tǒng)的交易清分、文件生成、數(shù)據(jù)備份、報(bào)表匯總等處理模塊中均采用了這種技術(shù)，處理性能得到很大提升。

6、基于字符偏移的搜索算法：在搜索算法上，創(chuàng)建了基于字符偏移(BBO)的搜索算法。該算法能夠指定多優(yōu)先級(jí)查找，任意字段采用通配；支持多種數(shù)據(jù)類(lèi)型的字段，支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)字段部分通配，支持多進(jìn)程共享查找。二代清算系統(tǒng)針對(duì)業(yè)務(wù)發(fā)展的多樣性，大量采用了多決定條件的參數(shù)表，這些決定條件數(shù)據(jù)類(lèi)型和字段變化范圍大、參數(shù)記錄也很不均勻。該查找算法二代清算系統(tǒng)的參數(shù)具有很強(qiáng)的針對(duì)性，效率極高，基本與查找內(nèi)容長(zhǎng)度呈線(xiàn)性關(guān)系。另外，還有基于矩陣解析的搜索算法，支持所有屬性都可通配的參數(shù)結(jié)構(gòu)，可在參數(shù)區(qū)域里的任何最小非通配符集合矩陣結(jié)構(gòu)中執(zhí)行子二分查找，空間復(fù)雜度和參數(shù)量一致，無(wú)需構(gòu)建其他內(nèi)存空間，計(jì)算過(guò)程跟隨參數(shù)內(nèi)容自適應(yīng)決定，時(shí)間復(fù)雜度的極限是[順序查找，二分查找]，即在O(n)和log(n)之間。

7、清分、文件和報(bào)表處理引擎：二代清算系統(tǒng)設(shè)計(jì)了清分、文件和報(bào)表三個(gè)參數(shù)解析引擎。其中清分引擎完全基于復(fù)雜的業(yè)務(wù)參數(shù)配置實(shí)現(xiàn)高性能交易清分，處理過(guò)程中包含減少清分模塊參數(shù)查找開(kāi)銷(xiāo)，匯總緩沖區(qū)采用二分排序及查找并且亂序提交，結(jié)果匯總維度靈活調(diào)整，基于時(shí)間戳定位進(jìn)行高效修正清分等。而文件引擎是基于各類(lèi)技術(shù)參數(shù)解析實(shí)現(xiàn)各類(lèi)文件需求，內(nèi)存使用方式也從一代的靜態(tài)結(jié)構(gòu)改為動(dòng)態(tài)鏈表，內(nèi)存使用得到最優(yōu)化。高性能靜態(tài)匯總報(bào)表引擎可根據(jù)不同參數(shù)獲取不同數(shù)據(jù)源，并對(duì)相同的數(shù)據(jù)表集合做匯總操作。還可根據(jù)不同參數(shù)獲取同一數(shù)據(jù)源的不同數(shù)據(jù)集合，并對(duì)相同的數(shù)據(jù)表集合做匯總操作；引擎使用基于消費(fèi)效用理論的生產(chǎn)者一消費(fèi)者結(jié)構(gòu)模式，在做匯總操作時(shí)候無(wú)需等待，讀源(生產(chǎn)者)和匯總(消費(fèi)者)分開(kāi)，使用共享內(nèi)存作為讀、寫(xiě)操作的中間橋梁；每個(gè)應(yīng)用在做寫(xiě)入操作時(shí)使用多線(xiàn)程處理把對(duì)不同數(shù)據(jù)表操作的動(dòng)作分開(kāi)；該引擎可進(jìn)行資源的參數(shù)化配置，有較高的擴(kuò)展性。而報(bào)表引擎的工作基本上僅作為制作表樣并讀取靜態(tài)業(yè)務(wù)匯總結(jié)果生成報(bào)表之用。使用這種設(shè)計(jì)后，報(bào)表生成的性能相比于一代系統(tǒng)有了質(zhì)的飛躍。

8、匯總技術(shù)和文件切割技術(shù)創(chuàng)新：二代多批次清算系統(tǒng)在匯總、報(bào)表方面作了深入的技術(shù)研究，取得了非常顯著的效果。主要有多批次匯總。為了避免直接使用清算明細(xì)大視圖匯總造成系統(tǒng)資源不足、匯總性能不穩(wěn)定等問(wèn)題，將明細(xì)類(lèi)匯總修改成多批次匯總；明細(xì)類(lèi)報(bào)表匯總結(jié)果分表存儲(chǔ)。該類(lèi)報(bào)表既包含交易明細(xì)，又包含按某些口徑匯總的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，將交易明細(xì)和匯總統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分表存儲(chǔ)，以增大匯總并發(fā)度、提高匯總性能；文件切割多線(xiàn)程化，對(duì)于明細(xì)類(lèi)報(bào)表，采用多線(xiàn)程并行進(jìn)行報(bào)表文件切割，大大減少報(bào)表文件生成時(shí)間。

五、結(jié)論

在成員機(jī)構(gòu)和銀聯(lián)分公司業(yè)務(wù)規(guī)范化的背景下，中國(guó)銀聯(lián)順利地完成二代清算系統(tǒng)的建設(shè)。二代清算系統(tǒng)通過(guò)復(fù)雜的技術(shù)手段。從架構(gòu)上、數(shù)據(jù)流處理上、清算算法上均實(shí)現(xiàn)了高內(nèi)聚、低耦合的優(yōu)質(zhì)特性，系統(tǒng)集中統(tǒng)一運(yùn)營(yíng)，減少運(yùn)維成本，系統(tǒng)內(nèi)配套服務(wù)完善，易于管理。在性能和實(shí)效方面，二代清算系統(tǒng)在系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)流程處理和算法理論上都進(jìn)行了深入探索，相比于一代清算系統(tǒng)有了質(zhì)的飛躍。二代清算系統(tǒng)對(duì)銀聯(lián)鞏固和發(fā)展受理市場(chǎng)，加強(qiáng)銀聯(lián)自身的品牌化戰(zhàn)略都具有重要的意義。

清算系統(tǒng)的技術(shù)研究和建設(shè)是較為綜合和全面的課題。無(wú)法依賴(lài)個(gè)別算法就可以達(dá)到目標(biāo)，需要不斷地考慮系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)效性、處理性能、資源利用、服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)維流程、容災(zāi)能力等多方面的復(fù)雜問(wèn)題，并且從系統(tǒng)架構(gòu)、算法、數(shù)據(jù)庫(kù)、流程等方面對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行研究，才能實(shí)現(xiàn)安全、高效的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]歐陽(yáng)衛(wèi)民，我國(guó)支付清算系統(tǒng)的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)[J]，財(cái)經(jīng)科學(xué)，2009；2：P34-40

[2]倪燕麗，基于中間件的電子銀行清算系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)，電子科技大學(xué)，碩士學(xué)位論文，

[3]何亞玲，支付清算系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，武漢理工大學(xué)，碩士學(xué)位論文

(責(zé)任編輯：昝劍飛)