蘇州軌道交通售檢票系統(tǒng)兼容“蘇州通”卡的實(shí)踐

朱嘉斌

(蘇州市軌道交通集團(tuán)有限公司，215003，蘇州// 高級(jí)工程師)

“蘇州通”卡由蘇州城市信息化建設(shè)公司(以下簡(jiǎn)為“蘇州通”公司)自2003年開(kāi)始發(fā)行，至2011年停止發(fā)行，累計(jì)發(fā)卡超過(guò)250 萬(wàn)張，覆蓋了蘇州市區(qū)。其業(yè)務(wù)范圍包括公共交通、小額支付場(chǎng)所，有較為廣泛的客戶(hù)群體和使用場(chǎng)所?！疤K州通”使用的是PBOC 1.0 標(biāo)準(zhǔn)，不支持復(fù)合消費(fèi)。“蘇州通”是蘇州市公共領(lǐng)域影響最廣泛的城市通卡，蘇州市政府要求蘇州軌道交通能夠在首條線(xiàn)開(kāi)通時(shí)兼容使用“蘇州通”，以方便持卡市民。如何完成市政府的工作要求，最大程度減少更換“蘇州通”帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)不良影響，是擺在蘇州軌道交通建設(shè)者面前的重要課題。為此，首先須對(duì)“蘇州通”作詳細(xì)的技術(shù)分析。

1 “蘇州通”存在的問(wèn)題

(1)不支持復(fù)合消費(fèi)?！疤K州通”芯片的軟件程序采用PBOC 1.0 標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)無(wú)應(yīng)對(duì)票卡交易不完整機(jī)制(即不支持復(fù)合消費(fèi))，無(wú)防撕裂功能，易產(chǎn)生刷卡扣費(fèi)后設(shè)備無(wú)動(dòng)作、設(shè)備不生成交易等多種異常。

(2)票卡批次多，天線(xiàn)參數(shù)層次不齊。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，市場(chǎng)上的“蘇州通”共有5 個(gè)生產(chǎn)廠(chǎng)家的80多個(gè)批次，票卡參數(shù)不一致，差異大。在測(cè)試過(guò)程中，很難調(diào)整讀寫(xiě)器天線(xiàn)使之與所有票卡均有很好的無(wú)線(xiàn)耦合質(zhì)量。通信的不穩(wěn)定，加上“蘇州通”芯片不支持復(fù)合消費(fèi)，導(dǎo)致了設(shè)備處理票卡的異常頻率高。此外，“蘇州通”公司未對(duì)發(fā)行的各批次票卡進(jìn)行留存，在軌道交通應(yīng)用兼容的過(guò)程中出現(xiàn)了測(cè)試樣本不全的問(wèn)題。

(3)卡內(nèi)預(yù)留給軌道交通的數(shù)據(jù)空間不足。根據(jù)《蘇州軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)線(xiàn)網(wǎng)技術(shù)規(guī)程》中對(duì)票卡業(yè)務(wù)的設(shè)計(jì)，票卡內(nèi)應(yīng)預(yù)留4 個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)塊，每個(gè)數(shù)據(jù)塊大小為40 B。而“蘇州通”公司提供的票卡技術(shù)文件說(shuō)明，蘇州通卡內(nèi)僅為軌道交通預(yù)留了30 B 的數(shù)據(jù)空間。

2 解決方案

2.1 票卡不支持復(fù)合消費(fèi)的解決方案

由于PBOC 1.0 標(biāo)準(zhǔn)票卡的程序無(wú)法保證交易的獨(dú)立完整性，所以必須尋找票卡以外的方法解決這一問(wèn)題?？紤]通過(guò)以下幾種方式完善票卡處理流程。

(1)優(yōu)化票務(wù)軟件，通過(guò)重復(fù)通信機(jī)制減少不完整交易。在檢票機(jī)處理程序中設(shè)計(jì)判斷機(jī)制，若同一張票卡在很短時(shí)間內(nèi)連續(xù)刷卡，同時(shí)檢票機(jī)判斷該卡是因中斷而未完成交易，則執(zhí)行直接開(kāi)扇門(mén)并作交易完成標(biāo)志位的復(fù)位，同時(shí)，設(shè)備在中間過(guò)程中提示“請(qǐng)?jiān)俅嗡⒖ā薄?/p>

(2)減少票卡處理時(shí)間，減少交易中斷的可能性。讀寫(xiě)器處理票卡的時(shí)間直接影響刷卡成功率，票卡和讀寫(xiě)器交互時(shí)間越長(zhǎng)、交互越復(fù)雜，失敗的概率越大。盡量降低刷卡交易時(shí)間能有效降低刷卡失敗率。經(jīng)過(guò)反復(fù)測(cè)試改進(jìn)，蘇州軌道交通的讀寫(xiě)器選用了比原來(lái)處理能力更強(qiáng)的CPU 及相關(guān)部件來(lái)增強(qiáng)硬件處理性能，讀寫(xiě)器的軟件流程也經(jīng)過(guò)多次優(yōu)化(見(jiàn)圖1)，使得蘇州軌道交通讀寫(xiě)器處理“蘇州通”卡的一次典型交易時(shí)間由最初的350 ms 左右降低至260 ms，大大降低了刷卡失敗率。

圖1 “蘇州通”進(jìn)站的總體交易流程圖

(3)引導(dǎo)乘客規(guī)范刷卡。經(jīng)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)乘客的刷卡行為是發(fā)生票卡“撕裂”現(xiàn)象的一個(gè)較大因素?？刂坪鸵?guī)范乘客刷卡行為，避免刷卡速度過(guò)快、刷卡角度不正等低質(zhì)量刷卡、是提高交易成功的一個(gè)重要途徑。通過(guò)運(yùn)營(yíng)方廣泛的宣傳和引導(dǎo)，以及乘客的經(jīng)驗(yàn)積累，刷卡的規(guī)范性得到大大提高。

2.2 票卡批次多及天線(xiàn)參數(shù)層次不齊的解決方案

(1)調(diào)整讀寫(xiě)器的天線(xiàn)硬件。調(diào)整讀寫(xiě)器天線(xiàn)板上的電容、電阻、電感，改變阻抗系數(shù)，優(yōu)化天線(xiàn)Q(品質(zhì)因數(shù))值，通過(guò)降低刷卡距離以兼容更多批次的“蘇州通”。

(2)針對(duì)當(dāng)前廣泛使用的票卡批次進(jìn)行重點(diǎn)測(cè)試并確保兼容。蘇州軌道交通公司對(duì)公交刷卡數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，針對(duì)使用較為活躍的“蘇州通”卡批次，對(duì)讀寫(xiě)器進(jìn)行重點(diǎn)調(diào)整。

2.3 “蘇州通”空間不足的解決方案

《蘇州軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)線(xiàn)網(wǎng)技術(shù)規(guī)程》中，全面實(shí)現(xiàn)軌道交通的計(jì)費(fèi)業(yè)務(wù)和各種降級(jí)模式下的業(yè)務(wù)內(nèi)容并有一定的預(yù)留，需要4 個(gè)獨(dú)立的字塊空間，各塊空間的大小為40 B。為實(shí)現(xiàn)“蘇州通”在蘇州軌道交通中使用的核心功能(即實(shí)現(xiàn)分段計(jì)時(shí)計(jì)程收費(fèi))，須對(duì)“蘇州通”提供的可利用空間作優(yōu)化設(shè)計(jì)。優(yōu)化設(shè)計(jì)主要分為四個(gè)方面:

(1)充分利用既有字段空間實(shí)現(xiàn)主要功能，不考慮冗余字段、預(yù)留字段等業(yè)務(wù)的需求空間。

(2)復(fù)用某些標(biāo)志位，高效利用記錄中的字段空間，實(shí)現(xiàn)一位多用。

(3)應(yīng)用更精簡(jiǎn)的數(shù)據(jù)記錄制式轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)內(nèi)容，節(jié)約信息的記錄空間。

(4)利用公共區(qū)信息輔助判斷。

3 項(xiàng)目在蘇州軌道交通1號(hào)線(xiàn)的實(shí)施情況

3.1 實(shí)施過(guò)程

(1)對(duì)項(xiàng)目實(shí)施的關(guān)鍵點(diǎn)作嚴(yán)格管控。軌道交通兼容“蘇州通”的項(xiàng)目受到社會(huì)廣泛關(guān)注，但由于沒(méi)有足夠的票卡樣本，只能盡量搜集“蘇州通”卡，因而項(xiàng)目實(shí)施難度較大。為此，對(duì)項(xiàng)目的關(guān)鍵點(diǎn)作如下管控:①優(yōu)化軟件設(shè)計(jì)。充分考慮讀寫(xiě)器和“蘇州通”交互中的各種可能，設(shè)計(jì)相應(yīng)的軟件流程，以避免交易可能產(chǎn)生的缺陷。例如，設(shè)計(jì)交易中斷恢復(fù)機(jī)制、重復(fù)通信機(jī)制、檢票機(jī)刷卡失敗提示等。同時(shí)，所有軟件的設(shè)計(jì)應(yīng)以控制交易時(shí)間為原則。②堅(jiān)持設(shè)計(jì)、測(cè)試、改進(jìn)的持續(xù)推進(jìn)。測(cè)試驗(yàn)證是不斷改進(jìn)的方向，也是設(shè)計(jì)的依據(jù)。通過(guò)大量測(cè)試，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的讀寫(xiě)器硬件和軟件能否實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)功能;通過(guò)不斷加大樣本的測(cè)試，驗(yàn)證讀寫(xiě)器和票卡的耦合效果是否符合使用要求;通過(guò)多臺(tái)讀寫(xiě)器的壓力測(cè)試，驗(yàn)證讀寫(xiě)器產(chǎn)品的一致性，以及是否存在可能的產(chǎn)品問(wèn)題。

(2)對(duì)項(xiàng)目的實(shí)施作周密布署。由于兼容“蘇州通”項(xiàng)目前期涉及政府決策以及相關(guān)商務(wù)談判等問(wèn)題，實(shí)際開(kāi)展技術(shù)對(duì)接的時(shí)間很短。該項(xiàng)目立項(xiàng)距離蘇州軌道交通1號(hào)線(xiàn)開(kāi)通僅有3 個(gè)月不到的時(shí)間，而實(shí)施的內(nèi)容較多，可利用資源少，不確定性大，因此對(duì)項(xiàng)目的組織和管理提出了很高的要求。對(duì)此，提出如下部署:①合理安排，有序推進(jìn)。在軟件開(kāi)發(fā)、軟件部署、設(shè)備測(cè)試、系統(tǒng)調(diào)試、全線(xiàn)升級(jí)等重要的工序中安排專(zhuān)門(mén)的小組合力攻關(guān)，做到分工得當(dāng)、任務(wù)明確、責(zé)任清晰。②堅(jiān)持先做示范的原則。通過(guò)壓力測(cè)試驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)讀寫(xiě)器符合預(yù)定要求后，向全線(xiàn)所有設(shè)備推廣。③現(xiàn)場(chǎng)有效解決問(wèn)題。開(kāi)展日例會(huì)制度，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)反饋溝通，組織團(tuán)隊(duì)中的專(zhuān)家尋找解決方案，限定時(shí)間限定責(zé)任人解決，并做到及時(shí)跟蹤銷(xiāo)項(xiàng)。

(3)各參與單位通力配合。兼容“蘇州通”項(xiàng)目涉及多個(gè)單位部門(mén)，只有各方在項(xiàng)目開(kāi)展中做到各司其職、各盡其能才能按期優(yōu)質(zhì)完成任務(wù)?！疤K州通”公司負(fù)責(zé)“蘇州通”卡結(jié)構(gòu)介紹、兼容方案的討論確定、“蘇州通”樣卡提供、票卡測(cè)試結(jié)果確認(rèn)，以及開(kāi)通后的票卡替換工作。蘇州軌道交通建設(shè)方參與討論并確認(rèn)了“蘇州通”的兼容方案，以及項(xiàng)目過(guò)程中具體執(zhí)行該方案并實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試和調(diào)整工作。運(yùn)營(yíng)方參與了項(xiàng)目實(shí)施的整個(gè)過(guò)程，重點(diǎn)跟蹤現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試，并在開(kāi)通前安排市民刷卡體驗(yàn)。同時(shí)，聯(lián)合媒體向乘客宣傳如何規(guī)范刷卡并提醒相關(guān)注意事項(xiàng)。

3.2 實(shí)施效果

通過(guò)技術(shù)上采取有效的應(yīng)對(duì)方案，管理上實(shí)施得力的措施，蘇州軌道交通1號(hào)線(xiàn)自動(dòng)售檢票(AFC)系統(tǒng)順利開(kāi)通，首月“蘇州通”刷卡故障率控制在3%以?xún)?nèi)，半年后“蘇州通”刷卡失敗率逐漸降為零。該項(xiàng)目成功兼容了全市245 萬(wàn)張“蘇州通”卡，僅強(qiáng)制更換了10 萬(wàn)張老卡，避免了集中換卡帶來(lái)的1 000 萬(wàn)元票卡提前報(bào)廢的經(jīng)濟(jì)損失和擾民問(wèn)題，提高了百姓滿(mǎn)意度。

4 網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)行中票務(wù)面對(duì)的挑戰(zhàn)

當(dāng)軌道交通進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)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(yàn)保持一致，如何使各條線(xiàn)路兼容效果一致，是系統(tǒng)建設(shè)面臨的挑戰(zhàn)。其中，設(shè)計(jì)和制造標(biāo)準(zhǔn)化的讀寫(xiě)器是成功的關(guān)鍵。

設(shè)計(jì)和制造標(biāo)準(zhǔn)化讀寫(xiě)器首先要做好整體設(shè)計(jì)規(guī)劃，即制定售檢票線(xiàn)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在各條線(xiàn)路建設(shè)之前完成售檢票線(xiàn)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，使各條線(xiàn)建設(shè)有據(jù)可依，才能生產(chǎn)出統(tǒng)一的產(chǎn)品。具體需要采取四方面措施:①統(tǒng)一票卡處理程序，保證多條線(xiàn)路對(duì)票卡處理的一致性;②統(tǒng)一讀寫(xiě)器與上位機(jī)的接口規(guī)范，實(shí)現(xiàn)讀寫(xiě)器的可互換;③統(tǒng)一參數(shù)應(yīng)用功能，共同執(zhí)行清分下發(fā)的票價(jià)及黑名單參數(shù)，保證扣費(fèi)費(fèi)率和拒絕票卡的一致性;④統(tǒng)一讀寫(xiě)器天線(xiàn)的設(shè)計(jì)，保證讀寫(xiě)器讀寫(xiě)票卡效果的一致性。

通過(guò)以上措施，蘇州軌道交通票務(wù)系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)中收到了很好的效果，在2號(hào)線(xiàn)開(kāi)通后實(shí)現(xiàn)了各類(lèi)票卡的互聯(lián)互通。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)軟件的特殊設(shè)計(jì)、硬件的大規(guī)模調(diào)整，蘇州軌道交通在兼容PBOC 1.0 標(biāo)準(zhǔn)的“蘇州通”的過(guò)程中積極探索，取得了一些有益經(jīng)驗(yàn)，可為其他城市的軌道交通在票務(wù)建設(shè)方面提供一定的參考。

由于“蘇州通”是基于 PBOC 1.0 標(biāo)準(zhǔn)的 CPU票卡，且卡內(nèi)空間已用盡，不能適應(yīng)城市信息化的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，“蘇州通”公司推出了符合PBOC 2.0 的蘇州市民卡，逐步替換壽命到期的“蘇州通”，以徹底解決發(fā)展過(guò)程中的問(wèn)題。

［1］徐飛，曹奇英.PBOC 2.0 新型金融IC 卡讀卡器的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)［J］.單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用 ，2012(1):35.

［2］張向軍，陳克非.基于 PBOC 智能卡的匿名可分電子貨幣協(xié)議［J］.計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2009(7):18.

［3］黃健明.肇慶金融IC 卡多行業(yè)推廣應(yīng)用方案［J］.金融科技時(shí)代，2012(1):41.

［4］胡善釗 .推廣 PBOC 2.0 標(biāo)準(zhǔn) 促進(jìn)金融 IC 卡發(fā)展［J］.華南金融電腦，2010(12):40.

［5］葉飛，徐駿善.地鐵 AFC 系統(tǒng) IC 卡數(shù)據(jù)安全的探討［J］.中國(guó)防偽報(bào)道，2012(3):50.

［6］高朝暉，張寧，何鐵軍，等.城市軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)IC卡讀寫(xiě)器中間件研究［J］.城市軌道交通研究，2009(8):13.

［7］王健，張寧，黃亮，等.南京地鐵AFC 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)思路和再思考［J］.都市快軌交通，2011(1):69.

［8］王健，張寧，毛建，等.南京地鐵AFC 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)中面臨的問(wèn)題初探［J］.軌道交通，2006(6):48.