銀聯(lián)芯片卡在江西省高速公路ETC自助服務(wù)系統(tǒng)中的應(yīng)用

何耀忠，陳釗正

（江西省高速公路聯(lián)網(wǎng)管理中心，南昌　330003）

銀聯(lián)芯片卡在江西省高速公路ETC自助服務(wù)系統(tǒng)中的應(yīng)用

何耀忠，陳釗正

（江西省高速公路聯(lián)網(wǎng)管理中心，南昌330003）

目前江西省高速公路ETC自助服務(wù)系統(tǒng)每月充值已逾1億元，極大地方便了車主的通行。然而近段時間以來，由于銀聯(lián)芯片卡與系統(tǒng)不兼容，導(dǎo)致充值增長停滯并經(jīng)常導(dǎo)致用戶因無法充值而影響通行。為此，針對芯片卡在ETC自助服務(wù)系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行相應(yīng)研究，并針對芯片卡在分布式網(wǎng)絡(luò)下穩(wěn)定性差、交易過長、使用習(xí)慣不一等缺點對系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，以減少交易失敗故障點，實現(xiàn)在交易量翻番的同時交易失敗量下降20%的目標(biāo)。

ETC；芯片卡；自助服務(wù)

江西省高速公路ETC自助服務(wù)系統(tǒng)是2014年初開始正式上線運行，充值數(shù)量和金額從每月不足100筆、金額不足30萬元，到如今每月超過6萬筆充值、金額逾1.8億元，基本滿足了用戶“足不出高速”即可享受ETC信息化服務(wù)的需求，同時也極大地滿足了節(jié)能減排的需求，方便了客貨車通行，客貨車無需往返于市區(qū)人工充值網(wǎng)點和高速公路之間，既節(jié)省了車主大量時間和金錢，也減少了車輛往返的燃油排放，較好地促進(jìn)了ETC的推廣和應(yīng)用。

然而自從2015年1月開始，陸續(xù)有車主和用戶投訴，反映以中國農(nóng)業(yè)銀行為主的62284開頭的銀行卡使用不穩(wěn)定或無法使用。后經(jīng)過多次排查和反復(fù)試驗，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有系統(tǒng)在開發(fā)初始，由于芯片卡使用范圍較?。?］，未對其進(jìn)行較好地兼容，導(dǎo)致芯片卡在ETC自助服務(wù)系統(tǒng)中無法較好地兼容和使用。本文針對這一問題進(jìn)行相應(yīng)的研究、探索和測試。

1　現(xiàn)有ETC自助服務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)

銀聯(lián)體系要求所有銀聯(lián)卡的操作必須由銀聯(lián)控件完成，對于所有應(yīng)用系統(tǒng)來說，銀聯(lián)扣款系統(tǒng)就是一整套黑盒操作［2］。如圖1所示，只能針對銀聯(lián)扣款系統(tǒng)開放接口進(jìn)行相關(guān)的應(yīng)用開發(fā)及拓展，無法獲取具體卡片操作信息，而銀聯(lián)體系中其針對磁條卡和芯片卡的操作與其在ETC自助服務(wù)系統(tǒng)中的操作具有較明顯的差別［3-4］。為此，本文對此進(jìn)行一系列研究和開發(fā)，以滿足銀聯(lián)芯片卡在ETC自助服務(wù)系統(tǒng)中的應(yīng)用要求。

圖1　數(shù)據(jù)流水交互架構(gòu)

相較于磁條卡，芯片卡整個交易流程要保持銀聯(lián)卡在銀聯(lián)讀卡器里，這也是其與磁條銀聯(lián)組件之間最大的區(qū)別，這是因為銀聯(lián)交易結(jié)果需要與芯片進(jìn)行交互校驗，具體如下。

原有磁條卡銀聯(lián)組件：初始化→等卡→插卡→檢測到卡→讀卡→吐卡→開始加密→輸入密碼→取密碼→交易。

現(xiàn)有芯片卡銀聯(lián)組件：初始化→等卡→插卡→檢測到卡→讀卡→開始加密→輸入密碼→取密碼→交易→吐卡。

芯片卡相對于磁條卡而言，其應(yīng)用最大的困難在于讀卡時間長，交互信息多，且交易過慢，在分布式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用時容易由于網(wǎng)絡(luò)問題導(dǎo)致交易失敗，特別是銀聯(lián)控件扣款成功后贛通卡未寫卡成功，導(dǎo)致需要后臺對賬后給用戶重新寫卡或退款，從而嚴(yán)重影響系統(tǒng)的應(yīng)用體驗，增加維護(hù)成本。

2　改進(jìn)ETC自助服務(wù)系統(tǒng)研究

針對ETC自助服務(wù)系統(tǒng)添加芯片卡交易功能帶來的不同和缺陷，本文在系統(tǒng)架構(gòu)和應(yīng)用架構(gòu)方面對兼容芯片卡進(jìn)行了改進(jìn)和升級，構(gòu)建了基于HTML5的自助服務(wù)前端系統(tǒng)，以彌補(bǔ)芯片卡帶來的不足。

2.1架構(gòu)改進(jìn)

改變原有B/S架構(gòu)，采用HTML5構(gòu)建了類C/S架構(gòu)。該架構(gòu)摒棄了原有B/S架構(gòu)瘦客戶端模式，加重了客戶端的功能和應(yīng)用能力，且重新分配布置了系統(tǒng)資源，將系統(tǒng)初始化、驗證、前端讀卡器操作全部置于前端自助服務(wù)終端中，以減少前端與后端服務(wù)平臺的交互信息量。改進(jìn)后的ETC自助服務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。

圖2　改進(jìn)后的ETC自助服務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)

類C/S架構(gòu)將資源文件和數(shù)據(jù)庫分離，進(jìn)一步加強(qiáng)了客戶端的應(yīng)用和服務(wù)能力。該架構(gòu)將所有資源文件置于自助服務(wù)終端，構(gòu)建Tomcat本地服務(wù)，但考慮到自助終端的業(yè)務(wù)特點，即數(shù)據(jù)的安全性和業(yè)務(wù)的實時性，系統(tǒng)運行必須采用聯(lián)機(jī)模式（與銀聯(lián)業(yè)務(wù)主機(jī)和中心業(yè)務(wù)處理主機(jī)聯(lián)機(jī)），故此系統(tǒng)數(shù)據(jù)仍然置于中心數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)文件與數(shù)據(jù)分布示意如圖3所示。

圖3　系統(tǒng)文件與數(shù)據(jù)分布示意

自助服務(wù)終端和后臺系統(tǒng)之間信息傳輸實行分級分類傳輸模式。實時性高的交易寫卡信息優(yōu)先使用帶寬，而系統(tǒng)維護(hù)類數(shù)據(jù)則選在自助服務(wù)終端空閑時間進(jìn)行傳輸和同步，且查詢、界面、圖片等信息盡量在自助服務(wù)終端本地完成。

2.2預(yù)充值流程

為減少芯片卡交易時間過長，導(dǎo)致銀聯(lián)卡扣款和贛通卡寫卡無法協(xié)調(diào)一致的問題，ETC自助服務(wù)系統(tǒng)在充值過程中添加了預(yù)充值過程，并在交互中添加預(yù)充值報文，如圖4所示。ETC自助服務(wù)系統(tǒng)采用發(fā)送報文的方式來保證預(yù)充值業(yè)務(wù)的實時性。自助服務(wù)終端每次進(jìn)行預(yù)充值業(yè)務(wù)時都向客服系統(tǒng)發(fā)送請求報文，其根據(jù)客服系統(tǒng)返回的結(jié)果來判定是否允許進(jìn)行預(yù)充值業(yè)務(wù)。預(yù)充值寫卡完成后，由ETC自助服務(wù)系統(tǒng)通知客服系統(tǒng)業(yè)務(wù)處理完畢。請求報文格式、應(yīng)答報文格式分別見表1、表2。

圖4　預(yù)充值添加后流程

表1　預(yù)充值請求報文

通過預(yù)充值，將ETC自助服務(wù)系統(tǒng)在流程上的充值劃分為銀聯(lián)卡扣款和贛通卡寫卡2個過程，以保證銀聯(lián)卡和贛通卡操作分離且互不干擾，保證由于網(wǎng)絡(luò)原因致使對一張卡片操作失敗時不會影響對另一張卡片的操作。

此種分離可較大地降低由于無線網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定，導(dǎo)致對一張卡的操作失敗而影響另一張卡的操作使用，特別是針對用戶銀聯(lián)卡扣款成功后贛通卡寫卡失敗的操作。發(fā)現(xiàn)寫卡失敗后，系統(tǒng)可及時根據(jù)預(yù)充值流水報文和標(biāo)識，在最短時間內(nèi)為用戶重新辦理寫卡操作。

表2　預(yù)充值應(yīng)答報文

3　試驗內(nèi)容

ETC自助服務(wù)系統(tǒng)針對芯片卡進(jìn)行改進(jìn)后，整個系統(tǒng)的交易流程發(fā)生了改變，同時系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)交互也進(jìn)行了優(yōu)化，故基于流程和交互的修改和優(yōu)化，系統(tǒng)在用戶使用角度和正常流轉(zhuǎn)角度進(jìn)行模擬交易流程的試驗和測試。

由于在處理銀聯(lián)卡時其密碼鍵盤和吞卡器控制權(quán)完全由銀聯(lián)控件接管控制，因此，為避免外部干擾，本次試驗采用的策略是完全根據(jù)銀聯(lián)需求構(gòu)建測試程序進(jìn)行［5］，具體測試界面如圖5所示。

圖5　測試界面

試驗時，采用如下模擬交易流程：初始化→插卡檢測卡→讀卡→開始加密→輸入密碼→取密碼并關(guān)閉密碼鍵盤→交易→彈卡。

試驗前，用戶首先申請在測試環(huán)境中加一張銀聯(lián)芯片卡，并設(shè)置密碼為123456，用以作為本次試驗的用戶交易卡片。然后針對用戶交易卡片，開展與用戶干擾相關(guān)的測試。由于交易過程中可能出現(xiàn)用戶干擾的主要有插卡（等待插卡）和輸入密碼2個環(huán)節(jié)，故本次試驗重點測試密碼鍵盤輸入。

試驗內(nèi)容及結(jié)果如下：

1）按交易流程，一般會交易成功。

2）偶爾交易時會存在A0錯誤（需要重新簽到）。

3）在某個時間段內(nèi)一直出現(xiàn)Y8錯誤（通訊鏈路異常，請檢查連接）。

4）含有芯片的銀聯(lián)卡讀卡時間較長，約需要8 s。

5）銀聯(lián)讀卡器等待銀聯(lián)卡時，會有燈光閃爍，插入銀聯(lián)卡后燈光一直亮，銀聯(lián)卡彈出后燈光關(guān)閉。

6）整個交易流程中需保持銀聯(lián)卡一直在銀聯(lián)讀卡器內(nèi)，這也是與磁條卡銀聯(lián)組件之間最大的區(qū)別，因為銀聯(lián)交易結(jié)果需要與芯片進(jìn)行交互校驗。

銀聯(lián)組件密碼鍵盤輸入時，除數(shù)字鍵返回0x2A外，其它鍵值均以明文返回，其對應(yīng)關(guān)系見表3。

表3　密碼鍵盤

4　測試及運行

ETC自助服務(wù)系統(tǒng)面向各類人群，因此，為應(yīng)對各類錯誤輸入和異常情況，進(jìn)行了相關(guān)干擾異常測試，以滿足用戶需求，提高服務(wù)質(zhì)量［6］。銀聯(lián)密碼輸入干擾測試內(nèi)容見表4。

表4　銀聯(lián)密碼輸入干擾測試

由于ETC自助終端系統(tǒng)與銀聯(lián)系統(tǒng)共用一個密碼鍵盤，而ETC自助服務(wù)系統(tǒng)使用密碼鍵盤主要用于贛通卡相關(guān)服務(wù)的信息輸入［7-8］，故對其也必須進(jìn)行相關(guān)干擾異常測試，具體見表5。

自2015年7月局部試點到8月全面測試以來，ETC自助服務(wù)終端無論是數(shù)量上還是質(zhì)量上均有較大幅度提升，特別是充值量呈現(xiàn)出井噴式的發(fā)展，具體見表6。

5　結(jié)論及展望

目前芯片卡在ETC自助服務(wù)系統(tǒng)中的應(yīng)用不存在問題，且可以正式上線運行，故江西省高速公路ETC自助服務(wù)系統(tǒng)的系統(tǒng)和軟件已得到全面更新，目前已滿足用戶需求，但依然存在少量小問題，具體如下：

1）偶爾交易時會存在A0錯誤（需要重新簽到），會給用戶的操作造成麻煩。

表5　ETC自助服務(wù)系統(tǒng)測試

表6　充值總數(shù)量及異常充值數(shù)量

2）在某個時間段內(nèi)一直出現(xiàn)Y8錯誤（通訊鏈路異常，請檢查連接），銀聯(lián)商務(wù)解釋是其與測試環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)連接不穩(wěn)定，稍后再測試就沒有這個問題了。

3）含有芯片的銀聯(lián)卡讀卡時間較長，約需要8 s，因為芯片卡處理內(nèi)容較多且復(fù)雜。

4）如果用戶在輸入過程中按退格鍵，之前輸入的密碼會被全部清除，而不是一位一位地刪除密碼。

5）銀聯(lián)組件硬件資源釋放的正確處理流程是：在是否使用銀聯(lián)組件硬件資源時，ETC自助服務(wù)系統(tǒng)可以進(jìn)行自動判斷，則上位機(jī)調(diào)用釋放相關(guān)資源不會出錯；而如果ETC自助服務(wù)系統(tǒng)在無法進(jìn)行判斷時，且ETC自助服務(wù)系統(tǒng)在處理流程中某個環(huán)節(jié)出錯，則銀聯(lián)組件硬件資源釋放會造成程序崩潰，因此，必須針對銀聯(lián)組件硬件資源的使用和釋放，在自助服務(wù)終端上增加相應(yīng)的判定邏輯模塊去進(jìn)行處理。

針對以上問題，ETC自助服務(wù)系統(tǒng)已在軟件層面上予以保證和優(yōu)化，盡量不影響用戶體驗和降低服務(wù)質(zhì)量，后續(xù)研發(fā)工作將在保證服務(wù)質(zhì)量的同時盡量簡化相關(guān)服務(wù)流程。

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Application of Unionpay Chip Card in ETC Auto Service System on Express Ways of Jiangxi Province

HE Yaozhong，CHEN Zhaozheng

At present，the monthly recharge of ETC auto service system on express ways of Jiangxi Province is over CNY 100 million，this has facilitated drivers.However in recent days，due to incompatibility between Unionpay chip cards and the ETC system，the increment of recharge is slowing down，sometimes the traffic is influenced because the drivers are unable to recharge.For this，this paper studies application of chip cards in ETC auto service system，and modifies and optimizes the system frame considering bad stability，long transaction time and different using habits of chip cards under distributed network，to minimize transaction failures.The target is to double the transaction amount and lower the transaction failure rate by 20%.

ETC；chip card；auto service

1009-6477（2016）04-0139-06

U412.36+6

A

10.13607/j.cnki.gljt.2016.04.031

2016-02-19

何耀忠（1966-），男，江西省贛州市人，碩士，高工。