城市軌道交通售檢票系統(tǒng)系列票卡的兼容

朱嘉斌　錢曙杰

(蘇州市軌道交通集團有限公司　江蘇蘇州　215004)

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城市軌道交通售檢票系統(tǒng)系列票卡的兼容

朱嘉斌錢曙杰

(蘇州市軌道交通集團有限公司江蘇蘇州215004)

為避免社會資源浪費，蘇州軌道交通售檢票系統(tǒng)在設(shè)計和網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)中應(yīng)用兼容了1998年IC卡規(guī)范的蘇州通卡和2005年IC卡規(guī)范的蘇州市民卡，在建設(shè)過程中采取減少票卡處理時間、復(fù)用票卡數(shù)據(jù)位、簡化數(shù)據(jù)記錄制式、制定統(tǒng)一處理流程、調(diào)整天線射頻參數(shù)等技術(shù)，逐步解決兼容和區(qū)分新老規(guī)范票卡、統(tǒng)一讀寫器的產(chǎn)品、統(tǒng)一票卡處理流程、實現(xiàn)線網(wǎng)內(nèi)各票卡互聯(lián)互通等問題，取得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益。

城市軌道交通；售檢票系統(tǒng)；蘇州通；市民卡；防撕裂；調(diào)整天線

1　新舊票卡兼容

近年來，隨著CPU智能卡的技術(shù)發(fā)展，芯片程序規(guī)范的不斷升級更新，智能卡的應(yīng)用范圍已覆蓋到百姓生活的方方面面，從傳統(tǒng)的交通領(lǐng)域到電子購物，從小額支付到電子銀行，票卡芯片已經(jīng)從1998年人民銀行頒布的IC卡PBOC 1.0標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范(中國金融集成電路IC卡規(guī)范)升級到2005年頒布的PBOC 2.0標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，部分城市甚至已經(jīng)開始應(yīng)用2013年頒布的PBOC 3.0標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范票卡。伴隨著芯片軟件的完善，隨之而來的是新類型票卡逐漸替換老標(biāo)準(zhǔn)票卡，越來越多應(yīng)用領(lǐng)域的票卡機具需要升級更新，每次票卡的更新?lián)Q代都會有大量 人力物力的投入，帶來巨大的社會資源損失。如何最大程度地減少社會資源的浪費，使新票卡產(chǎn)品過渡得更加平緩，使應(yīng)用場所最大可能地兼容過往類型票卡，是每個應(yīng)用領(lǐng)域需要重點考慮的問題，研究軌道交通兼容早期規(guī)范的票卡具有顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。蘇州軌道交通在兼容PBOC1.0和PBOC2.0標(biāo)準(zhǔn)票卡過程中，克服了很多困難，取得了一些經(jīng)驗。

2　“蘇州通”和市民卡的兼容

蘇州通票卡(以下簡稱“蘇州通”)在蘇州地區(qū)發(fā)卡超過250萬張，有較為廣泛的客戶群體和使用場所，票卡使用的是PBOC1.0標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，不支持復(fù)合消費。蘇州市民卡是“蘇州通”的升級版，有類似的票卡結(jié)構(gòu)，其票卡介質(zhì)選用的是符合IC卡PBOC2.0規(guī)范的CPU卡，市場發(fā)行量在100萬張，并逐年遞增，計劃在2020年前替代原有的“蘇州通”卡。作為蘇州市公共領(lǐng)域影響最廣泛的城市通卡，經(jīng)蘇州市政府指示，要求蘇州軌道交通能夠在開通時兼容使用“蘇州通”和市民卡，以方便持卡市民。如何保證市民能在軌道交通1號線開通之際即能正常使用“蘇州通”和市民卡，最大程度地減少更換“蘇州通”帶來的經(jīng)濟損失和社會不良影響，是擺在蘇州軌道交通建設(shè)者面前的重要民生課題。“蘇州通”本身的問題較多，兼容兩種票卡的難點在于兼容“蘇州通”，為此首先必須對“蘇州通”票卡做詳細(xì)的技術(shù)分析。

3　“蘇州通”存在的問題

3.1卡中預(yù)留的票務(wù)空間不足

根據(jù) 《蘇州軌道交通自動售檢票系統(tǒng)線網(wǎng)技術(shù)規(guī)程》中對票卡業(yè)務(wù)的設(shè)計，為保證全面實現(xiàn)蘇州軌道交通業(yè)務(wù)，票卡內(nèi)應(yīng)至少預(yù)留4個獨立的數(shù)據(jù)塊，每個數(shù)據(jù)塊大小為40個字節(jié)。但是，根據(jù)蘇州通卡公司提供的票卡技術(shù)文件說明，該種票卡僅給軌道交通預(yù)留了30個字節(jié)的獨立數(shù)據(jù)塊。

3.2票卡不支持防“撕裂”功能

由于“蘇州通”是早期的PBOC1.0標(biāo)準(zhǔn)卡，不支持票卡防“撕裂”功能，即不支持復(fù)合消費，所以容易導(dǎo)致刷卡扣費但扇門不開，或者出現(xiàn)刷卡后無反應(yīng)、不生成交易等多種異常。

3.3票卡發(fā)行的批次和數(shù)量多

“蘇州通”公司自2003年開始到2011年，共發(fā)行了5個生產(chǎn)廠家、80多個批次的票卡，票卡天線的諧振頻率點漂浮范圍大，票卡芯片及部件的處理能力參差不齊；在測試過程中發(fā)現(xiàn)，讀寫器天線與票卡天線間的無線耦合質(zhì)量差，通信不穩(wěn)定加上票卡芯片應(yīng)用PBOC1.0標(biāo)準(zhǔn)，直接導(dǎo)致票卡數(shù)據(jù)處理經(jīng)常出錯。另外，蘇州通公司未對發(fā)行的各批次票卡進(jìn)行留存，所以在軌道交通應(yīng)用兼容的過程中出現(xiàn)了測試樣本不全的問題。

3.4設(shè)備難以區(qū)分兩種票卡

蘇州市民卡是在原“蘇州通”設(shè)計的基礎(chǔ)上使用新的PBOC2.0票卡介質(zhì)發(fā)行的，兩者具有類似的票卡結(jié)構(gòu)，而在系統(tǒng)的后臺處理、與“蘇州通”的對賬清算、不同票務(wù)策略的應(yīng)用以及今后逐步限制“蘇州通”等方面都需要將兩者加以區(qū)分，從票卡結(jié)構(gòu)方面來講很難。

4　應(yīng)對措施及解決方案

4.1優(yōu)化票卡的可利用空間

由于與《蘇州軌道交通自動售檢票系統(tǒng)線網(wǎng)技術(shù)規(guī)程》要求不符，為保證“蘇州通”卡能實現(xiàn)在軌道交通中分段計時、計程收費的核心功能，必須對“蘇州通”提供的可利用空間做優(yōu)化設(shè)計，主要分為3個方面：

1) 充分利用既有字段空間，實現(xiàn)主要功能，盡量減少冗余字段、預(yù)留字段等業(yè)務(wù)的需求空間。

2) 通過標(biāo)志位的復(fù)用，高效利用記錄中的字段空間。

3) 通過把記錄數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為不同制式的方式，以精簡的表示來替換原有的數(shù)據(jù)形式，從而節(jié)約信息的記錄空間。

通過上述措施，可利用蘇州通卡公司為軌道交通提供的30字節(jié)空間，實現(xiàn)軌道交通售檢票的分段計時、計程收費的所有業(yè)務(wù)內(nèi)容。

4.2尋找票卡以外的解決方法

由于PBOC1.0標(biāo)準(zhǔn)票卡的程序無法保證交易的原始性，所以必須尋找票卡以外的方式來解決這一問題，考慮通過以下幾種方式彌補票卡本身的缺陷：

1) 優(yōu)化票務(wù)設(shè)計流程，通過重復(fù)通信的軟件機制減少“撕裂”影響。在檢票機的上位機中設(shè)計判斷機制，若連續(xù)兩次刷卡為同一票卡，若是因中斷而未完成交易的則執(zhí)行直接開扇門，并做交易完成標(biāo)志位的復(fù)位，在刷卡中斷時設(shè)備提示“請再次刷卡”。

2) 通過減少票卡處理時間，提高票卡交易速度，減少交易中斷的可能性。票卡和機具間的處理時間很大程度地影響著刷卡失敗的概率，票卡和機具交互時間越長、交互越復(fù)雜，失敗的概率也越大，所以盡量降低刷卡交易所需時間，能有效降低刷卡失敗率。經(jīng)過分析，蘇州軌道交通的讀寫器選用了處理能力更強的CPU來增強硬件處理性能，讀寫器的軟件流程在多次優(yōu)化后實現(xiàn)了簡化的目標(biāo)。經(jīng)過反復(fù)設(shè)計和測試，蘇州軌道交通售票系統(tǒng)處理“蘇州通”票卡的一次典型交易時間由最初的320 ms降低至260 ms，相應(yīng)就大大降低了PBOC1.0票卡的刷卡失敗率。

4.3對票卡進(jìn)行調(diào)整和測試

1) 調(diào)整讀寫器的天線硬件。為了調(diào)整讀寫器天線以達(dá)到感應(yīng)“蘇州通”和市民卡的最佳效果，需要調(diào)整天線板上的電阻、電容、阻抗系數(shù)，調(diào)整天線的Q值(品質(zhì)因數(shù))，降低刷卡距離，以換取兼容更多批次的票卡。

2) 針對發(fā)行數(shù)量多，對當(dāng)前廣泛使用的票卡批次進(jìn)行重點測試并確保兼容。為了盡可能減少百姓在軌道交通開通時乘車刷卡的影響，根據(jù)了解到的公交上刷卡活躍的“蘇州通”和市民卡數(shù)據(jù)，對讀寫器天線進(jìn)行了重點測試并做了相應(yīng)調(diào)整。

4.4提供特別的技術(shù)方案

由于無法通過票卡標(biāo)志位區(qū)分“蘇州通”和市民卡，所以在設(shè)計過程中通過判斷票卡上特定文件的返回值，以區(qū)分支持復(fù)合消費的市民卡和不支持復(fù)合消費的“蘇州通”。

對于支持復(fù)合消費的市民卡，可以直接采用PBOC2.0規(guī)范定義的復(fù)合消費流程，完成軌道交通應(yīng)用的復(fù)合消費交易；對不支持復(fù)合消費交易的“蘇州通”，提供特別的技術(shù)方案。進(jìn)站的票卡交易流程見圖1。

圖1　進(jìn)站的總體交易流程

5　項目的實施過程及要點

5.1做好項目關(guān)鍵點的管理

軌道交通應(yīng)用兼容“蘇州通”和市民卡的項目受到社會各界的廣泛關(guān)注，由于沒有足夠的票卡樣本，因而項目的實施難度很大。為此，對項目的關(guān)鍵點做如下管控：

1) 加強軟件設(shè)計，通過軟件機制彌補硬件不足?！疤K州通”硬件的缺陷只有通過讀寫器和閘機軟件的設(shè)計來彌補，充分考慮讀寫器和“蘇州通”交互過程中各種可能的問題，從而設(shè)計相應(yīng)的軟件流程進(jìn)行處理。例如，設(shè)計重復(fù)通信機制、交易中斷恢復(fù)機制、閘機刷卡失敗提示等。同時，軟件的設(shè)計應(yīng)以控制交易時間為原則。

2) 堅持設(shè)計、測試、改進(jìn)的持續(xù)推進(jìn)。狠抓測試，因為測試結(jié)果是不斷改進(jìn)的方向，也是設(shè)計的驗證依據(jù)。通過反復(fù)測試，驗證設(shè)計的讀寫器硬件和軟件能否實現(xiàn)預(yù)期功能；通過不斷加大樣本的測試，驗證讀寫器和票卡的耦合效果是否符合使用要求；通過多臺讀寫器的壓力測試，驗證讀寫器產(chǎn)品的一致性，以及是否存在可能的產(chǎn)品問題。

5.2設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化的讀寫器

當(dāng)軌道交通形成線網(wǎng)運營后，AFC系統(tǒng)面臨著票卡的互聯(lián)互通。如何使乘客的刷卡體驗保持一致，使票務(wù)處理的流程和結(jié)果保持一致，使各條線路兼容PBOC1.0和2.0標(biāo)準(zhǔn)的效果一致，是系統(tǒng)建設(shè)面臨的挑戰(zhàn)和要解決的問題。為此，設(shè)計和制造標(biāo)準(zhǔn)化的讀寫器是解決問題的關(guān)鍵。

蘇州讀寫器在AFC系統(tǒng)標(biāo)中作為一個二級部件，由總承包商選購而非甲供，實際每條線路選用的讀寫器都不一樣，為了保證整體票務(wù)的一致性，采取了4個方面措施：一是在軟件方面統(tǒng)一了票卡處理程序，保證了多條線路對票卡處理的一致性，二是在接口方面統(tǒng)一了讀寫器與上位機的接口規(guī)范，保證了乘客接受票務(wù)提示的一致性；三是在參數(shù)應(yīng)用方面統(tǒng)一執(zhí)行了清分下發(fā)的票價及黑名單參數(shù)，保證了執(zhí)行扣費費率和拒絕票卡的一致性；四是在硬件方面統(tǒng)一了讀寫器天線的設(shè)計方案，同時根據(jù)1號線所收集的實際頻繁使用的“蘇州通”和市民卡樣本調(diào)整讀寫器Q值，保證了讀寫器讀寫票卡效果的一致性。通過采取以上措施，蘇州軌道交通票務(wù)系統(tǒng)在1號線開通初期實現(xiàn)了市民卡刷卡成功率100%，“蘇州通”刷卡失敗率3‰以內(nèi)；在2號線開通后的網(wǎng)絡(luò)化運營過程中，實現(xiàn)了各類票卡的互聯(lián)互通，取得了市民卡、“蘇州通”的刷卡失敗率均為零的較好效果。

6　結(jié)語

蘇州軌道交通在兼容PBOC1.0標(biāo)準(zhǔn)的“蘇州通”和PBOC2.0標(biāo)準(zhǔn)的市民卡過程中，逐步解決了兼容并區(qū)分兩種標(biāo)準(zhǔn)的票卡、統(tǒng)一各線票務(wù)處理程序、實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)等多個難題，為其他城市的軌道交通在票務(wù)建設(shè)方面提供了一定的參考。

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(編輯：郭 潔)Compatibility of Series Ticket Cards in Urban Rail Transit AFC System

Zhu JiabinQian Shujie

(Suzhou Rail Transit Group Co.,Ltd,Suzhou Jiangsu 215004)

In order to avoid the waste of social resources, Suzhou rail transit AFC system is designed to be compatible with Suzhou City Card(IC Card specification: PBOC1.0) and Suzhou Citizen Card( IC Card specification: PBOC2.0). Some techniques such as reducing card processing time, multiplexing ticket card data bits, simplifying data record standard, adjusting RF parameters of antenna, etc., are applied in the process of integrating these two cards. Some difficult problems such as distinguishing cards of PBOC1.0 standard from those of PBOC2.0 standard, integrating read /write device product and processing flow, interconnecting all tickets in network were solved. The work achieved good economic and social benefits.

urban rail transit; AFC system4; Suzhou City Card; Suzhou Citizen Card; anti-tearing; adjusting antenna

10.3969/j.issn.1672-6073.2015.01.008

2014-01-16

2014-02-22

朱嘉斌，男，工程碩士，工程師，從事軌道交通機電項目管理工作，zhujiabin2200023@163.com

U29-39;U293.22

A

1672-6073(2015)01-0028-03