軌道交通虛擬票務(wù)支付模式探討

胡　旸　龔云海

(成都地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司　成都　610000)

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軌道交通虛擬票務(wù)支付模式探討

胡旸龔云海

(成都地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司成都610000)

摘要虛擬技術(shù)在軌道交通AFC(自動(dòng)售檢票)系統(tǒng)的應(yīng)用，可以有效分散現(xiàn)金支付在地鐵車站現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)所帶來(lái)的時(shí)間壓力和現(xiàn)金安全壓力。以NFC(近場(chǎng)支付)技術(shù)為代表的虛擬票務(wù)技術(shù)在移動(dòng)金融領(lǐng)域的應(yīng)用是一個(gè)發(fā)展方向，通過(guò)與軌道交通AFC系統(tǒng)的有效結(jié)合，實(shí)現(xiàn)地鐵小額支付的各種應(yīng)用是完全有可能的。對(duì)4種票務(wù)支付模式進(jìn)行了對(duì)比分析，致力于找到對(duì)現(xiàn)有自動(dòng)售檢票支付模式進(jìn)行補(bǔ)充、更有利于緩解地鐵車站現(xiàn)場(chǎng)售檢票設(shè)備壓力的有效手段。針對(duì)實(shí)現(xiàn)3種虛擬票務(wù)模式需要對(duì)AFC系統(tǒng)的改造內(nèi)容進(jìn)行比較，提出建設(shè)地鐵信用服務(wù)管理平臺(tái)的建議。

關(guān)鍵詞城市軌道交通；虛擬支付；票務(wù)模式；近場(chǎng)通訊；信用服務(wù)管理

1虛擬支付的現(xiàn)狀

近十幾年來(lái)，信息技術(shù)迅猛發(fā)展，尤其是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)各行業(yè)的電子商務(wù)模式及其附屬的支付方式帶來(lái)巨大沖擊。B2B、C2C、B2C等商務(wù)模式的發(fā)展帶來(lái)了網(wǎng)銀、支付寶、財(cái)付通的壯大。在小額支付領(lǐng)域，短信支付、二維碼支付、NFC(近場(chǎng)支付)等虛擬支付手段也幫助各行業(yè)不斷創(chuàng)造新的電子商務(wù)模式。這些模式的出現(xiàn)不斷改變?nèi)藗兊纳罘绞?，?shí)現(xiàn)3A(隨時(shí)anytime、隨地anywhere、任意形式anyway)的消費(fèi)模式。

在各地軌道交通行業(yè)，這方面的應(yīng)用案例較少。上海、廣州和深圳地鐵早期曾經(jīng)探索使用SIMpass(雙界面SIM卡)和RFSIM(射頻識(shí)別SIM卡)等技術(shù)，基本上保持了原來(lái)一卡通的方式，并未脫離實(shí)物卡和現(xiàn)金支付模式。隨著國(guó)家移動(dòng)金融規(guī)范的完善，各地鐵的第三方支付應(yīng)用開(kāi)始豐富起來(lái)，并統(tǒng)一向NFC技術(shù)靠攏。成都地鐵在實(shí)施金融IC卡項(xiàng)目后，也和成都天府通公司進(jìn)行了移動(dòng)支付在地鐵應(yīng)用的測(cè)試，涵蓋了NFCSIM/NFCSD/全終端等多種實(shí)現(xiàn)方式，總體上仍然遵循一卡通原有的票務(wù)模式，在支付模式上尚未突破。上海地鐵與移動(dòng)公司、浦發(fā)銀行合作發(fā)行全新的NFC-SIM卡后，可以實(shí)現(xiàn)刷卡過(guò)閘，但在票務(wù)全流程方面尚未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。廣州地鐵在移動(dòng)支付方面嘗試了空中充值，采用短信方式實(shí)現(xiàn)話費(fèi)錢(qián)包到手機(jī)支付賬戶的充值，算是在虛擬支付方面的一個(gè)小突破。

2傳統(tǒng)AFC系統(tǒng)的原則和設(shè)計(jì)理念

只有在售票充值環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)在線支付，才真正實(shí)現(xiàn)了地鐵票務(wù)支付的虛擬模式。而從整體上說(shuō)，軌道交通行業(yè)AFC系統(tǒng)在接納應(yīng)用這些靈活而方便的支付模式方面速度比較慢。究其原因，是傳統(tǒng)AFC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則和理念導(dǎo)致的。

一方面，AFC系統(tǒng)完成所有交易是以脫機(jī)方式為主，聯(lián)機(jī)方式為輔，凡是購(gòu)票與消費(fèi)扣值，盡量由終端設(shè)備獨(dú)立完成，即使網(wǎng)絡(luò)與后臺(tái)服務(wù)系統(tǒng)全部癱瘓，也不影響基本的售檢票功能;另一方面，地鐵在安全快速運(yùn)輸和車站快速疏散方面，對(duì)AFC設(shè)備的能力提出了很高的速度要求，這也是軌道交通行業(yè)票務(wù)支付模式所必須具備的條件。

3票務(wù)支付的4種模式

互聯(lián)網(wǎng)交易發(fā)展出了多種O2O模式，改變了AFC的設(shè)計(jì)理念，使在線交易支付成為可能，使得交易與支付可以割離開(kāi)，并且實(shí)現(xiàn)線上與線下的多種組合，原來(lái)不可能完成的事情開(kāi)始出現(xiàn)機(jī)會(huì)。

首先，把購(gòu)票交易中等待太長(zhǎng)的支付確認(rèn)環(huán)節(jié)搬離車站現(xiàn)場(chǎng)，于是出現(xiàn)了網(wǎng)上購(gòu)票系統(tǒng)。鐵路的12306系統(tǒng)就是基于這樣的思路建設(shè)的，乘客可以在家中、辦公室使用電腦甚至在任何場(chǎng)所使用手機(jī)完成購(gòu)票和支付，這樣對(duì)現(xiàn)場(chǎng)交易完成的速度就沒(méi)有過(guò)于苛刻的要求，到車站現(xiàn)場(chǎng)只需要使用必要的憑證確認(rèn)取票，現(xiàn)場(chǎng)完成的速度很快。這種模式被稱為“虛擬貨幣+實(shí)物票卡模式”。

其次，科技人員探索了多種身份識(shí)別技術(shù)，比如聲波識(shí)別、人臉識(shí)別以及近場(chǎng)通信等技術(shù)，多種可以模擬車票的載體得以涌現(xiàn)，并以此為基礎(chǔ)形成了虛擬票卡模式。當(dāng)然,因支付手段的虛實(shí)不一樣,還可以分為“實(shí)物貨幣+虛擬票卡模式”和“虛擬貨幣+虛擬票卡模式”。于是按照貨幣和票卡的狀態(tài)劃分為4種模式,見(jiàn)表1。

表1 4種票務(wù)支付模式

傳統(tǒng)AFC的支付與交易模式就屬于模式一，不需贅述，下面對(duì)其他3種模式的技術(shù)手段和票務(wù)運(yùn)作模式進(jìn)行探討。

3.1模式二

3.1.1充值

實(shí)物儲(chǔ)值卡的線上充值目前已經(jīng)有實(shí)現(xiàn)案例，金融IC卡的網(wǎng)上圈存已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。金融IC卡是銀行發(fā)行的實(shí)物卡，其電子現(xiàn)金已經(jīng)實(shí)現(xiàn)在地鐵的刷卡消費(fèi)，而電子現(xiàn)金不在地鐵充值，通過(guò)銀行系統(tǒng)直接從金融IC卡的銀行賬戶圈存，沒(méi)有實(shí)物現(xiàn)金的交易。

對(duì)于一般的儲(chǔ)值卡，要直接實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上充值，難度較大。由于充值的授權(quán)必須得到錢(qián)包管理單位的密鑰系統(tǒng)授權(quán)，這在互聯(lián)網(wǎng)上安全難以得到有效的保證。傳統(tǒng)的方式是：配置專用的充值終端機(jī)，通過(guò)專網(wǎng)或者互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)機(jī)完成充值授權(quán)。而要實(shí)現(xiàn)不依靠專用充值終端機(jī)的網(wǎng)上充值，就需要找到完善的虛擬讀卡器技術(shù)。利用NFC技術(shù)，可以使用手機(jī)模擬讀卡器,并以此為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)虛擬充值終端機(jī)，但在充值過(guò)程中仍然需要實(shí)現(xiàn)安全密鑰的獲取授權(quán)才能完成充值。在實(shí)際應(yīng)用方面，天府通普通卡電子錢(qián)包的網(wǎng)上充值就是這種方式的典型案例[1]。

另一種充值方式就是O2O方式，采取線上支付，線下完成交易?；舅悸肥牵菏紫龋?jì)算機(jī)用戶通過(guò)瀏覽器訪問(wèn)專門(mén)的網(wǎng)站，手機(jī)用戶通過(guò)下載APP訪問(wèn)發(fā)卡方TSM(trusted service management，信用服務(wù)管理)后臺(tái)，提出充值申請(qǐng)，通過(guò)網(wǎng)銀或者其他虛擬貨幣完成支付，充值后臺(tái)給乘客某種充值的虛擬憑證，這個(gè)憑證可以用多種技術(shù)實(shí)現(xiàn)，如：充值短信、聲波、限時(shí)密碼或驗(yàn)證碼、二維碼等。然后，乘客憑借虛擬充值憑證，到發(fā)卡單位認(rèn)可的任何一臺(tái)充值終端機(jī)完成寫(xiě)卡交易。

3.1.2發(fā)售單程票

單程票的發(fā)售實(shí)現(xiàn)方式基本上與鐵路12306的模式一樣，也屬于O2O方式，線上訪問(wèn)地鐵TSM平臺(tái)用虛擬貨幣完成支付，線下實(shí)現(xiàn)出票。不過(guò)相比充值，售單程票的線下交易還必須到車站完成，可以設(shè)計(jì)一種不需要任何現(xiàn)金模塊的簡(jiǎn)易TVM(虛擬支付TVM，Virtualpayment TVM,簡(jiǎn)稱VTVM)，專門(mén)完成虛擬支付憑證的驗(yàn)證發(fā)卡交易。由于它不需要現(xiàn)金模塊，體積可以設(shè)計(jì)得較小，甚至可以設(shè)計(jì)成便攜式設(shè)備，沒(méi)有現(xiàn)金被盜的風(fēng)險(xiǎn)，更加靈活。

3.2模式三與模式四

模式三和模式四的核心均是虛擬票卡。虛擬票卡一般是利用其他形式的終端信息載體(如聲波，電磁感應(yīng)等)，虛擬成符合AFC標(biāo)準(zhǔn)票卡格式的票卡，當(dāng)前比較有實(shí)用性的是NFC移動(dòng)支付。

移動(dòng)支付發(fā)展已歷經(jīng)多年，包括SMS(短信服務(wù))、IVR(互動(dòng)式語(yǔ)音應(yīng)答)、WAP/WEB、SIMpass、RFSIM[2]、遠(yuǎn)程支付和近場(chǎng)支付等階段。前面的很多技術(shù)都不適合虛擬支付，而NFC因安全、低成本、接入速度快而最終戰(zhàn)勝WIFI、藍(lán)牙、Zigbee等眾多技術(shù)路線成為近場(chǎng)支付的最終標(biāo)準(zhǔn)[3]，并且NFC使用13.56 M的頻率完全符合國(guó)內(nèi)AFC現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，使得AFC設(shè)備讀寫(xiě)器無(wú)需任何改造，而其他技術(shù)均不具備這個(gè)優(yōu)勢(shì)。

基于遠(yuǎn)程和近場(chǎng)支付結(jié)合，就可以實(shí)現(xiàn)地鐵虛擬車票的發(fā)卡和充值交易，這就是模式四。模式三只是實(shí)現(xiàn)模式四的一種過(guò)渡方案，通過(guò)在現(xiàn)場(chǎng)使用現(xiàn)金實(shí)現(xiàn)支付，然后完成虛擬票卡的發(fā)卡與充值。

3.2.1發(fā)卡售卡

虛擬儲(chǔ)值票的初始化，需要聯(lián)網(wǎng)到發(fā)卡單位的后臺(tái)系統(tǒng)，完成密鑰授權(quán)。這可以采取客服中心開(kāi)卡和空中開(kāi)卡兩種方式，前者需要客戶把NFC手機(jī)送到發(fā)卡單位的客服中心，由專門(mén)的設(shè)備實(shí)現(xiàn)初始化開(kāi)卡，后者由客戶使用手機(jī)訪問(wèn)發(fā)卡單位網(wǎng)站，下載APP客戶端實(shí)現(xiàn)空中開(kāi)卡。而要實(shí)現(xiàn)空中開(kāi)卡，發(fā)卡單位必須建設(shè)安全級(jí)別非常高的TSM系統(tǒng)，如果儲(chǔ)值票發(fā)卡環(huán)節(jié)無(wú)需充值和押金支付，就不需要遠(yuǎn)程支付。

3.2.2充值

虛擬儲(chǔ)值票的充值，可以是車站現(xiàn)場(chǎng)的現(xiàn)金充值(模式三)，也可以是空中充值/圈存(模式四)。

在模式四中，虛擬票卡空中充值的最大優(yōu)勢(shì)是不需要依賴固定的讀卡器，因此，完全可以采取線上支付+交易的模式，用戶使用手機(jī)APP直接訪問(wèn)發(fā)卡單位的TSM平臺(tái)，申請(qǐng)充值/圈存授權(quán)，完成遠(yuǎn)程支付后，用APP實(shí)現(xiàn)虛擬票卡錢(qián)包的充值交易。

對(duì)于地鐵車站票務(wù)管理來(lái)說(shuō)，空中充值可以減少車站現(xiàn)場(chǎng)排隊(duì)的壓力，減少現(xiàn)金交易帶來(lái)的補(bǔ)幣點(diǎn)幣工作量。成都公交公司推出的NFC電子車票就是一種虛擬車票的應(yīng)用案例[4]。

4AFC系統(tǒng)的改造升級(jí)

4.1新模式對(duì)AFC系統(tǒng)的改進(jìn)需求

根據(jù)以上對(duì)3種新模式的闡述，現(xiàn)有的AFC系統(tǒng)必須進(jìn)行升級(jí)，除了可能對(duì)現(xiàn)有AFC設(shè)備進(jìn)行部分升級(jí)改進(jìn)外，主要的改造內(nèi)容是后臺(tái)系統(tǒng)的升級(jí)，包括新建TSM平臺(tái)。

模式三需要對(duì)現(xiàn)有BOM(物料清單)或TVM進(jìn)行部分功能升級(jí)。除此之外，原則上不推薦對(duì)現(xiàn)有AFC終端設(shè)備做改造，而采取新開(kāi)發(fā)便于移動(dòng)和安裝位置更靈活的設(shè)備。其中模式二需要新開(kāi)發(fā)充值POS機(jī)和TVM，這些設(shè)備均擺脫了現(xiàn)金模塊的約束。

4.2建設(shè)支持虛擬票務(wù)模式的TSM平臺(tái)

無(wú)論哪種虛擬票務(wù)模式均離不開(kāi)TSM平臺(tái)。傳統(tǒng)AFC系統(tǒng)的安全體系依靠的是地鐵AFC系統(tǒng)的密鑰體系，是一個(gè)封閉系統(tǒng)，不適合網(wǎng)上支付交易，由于虛擬卡載體不含地鐵密鑰，一切安全只能依靠模擬載體自己的SE(安全模塊)，SE的管理必須有一個(gè)安全性極高的后臺(tái)系統(tǒng)支撐，這個(gè)后臺(tái)系統(tǒng)就是TSM平臺(tái)。

依據(jù)人民銀行頒布的移動(dòng)金融標(biāo)準(zhǔn)[5-6]，各金融機(jī)構(gòu)、移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商均建立有多應(yīng)用公共平臺(tái)(MTPS)，外部與商業(yè)銀行、第三方支付機(jī)構(gòu)以及應(yīng)用提供商的TSM平臺(tái)接口，形成了安全完整的移動(dòng)金融互聯(lián)體系。

根據(jù)該規(guī)范，地鐵的各種網(wǎng)上應(yīng)用都可以納入TSM平臺(tái)管理，這就給網(wǎng)上發(fā)卡、網(wǎng)上充值、網(wǎng)上注銷等所有虛擬卡的生命周期管理提供了技術(shù)手段和必要的安全保障。

地鐵的TSM平臺(tái)可以自建，也可以租用。自建TSM平臺(tái)有利于今后其他應(yīng)用和商務(wù)模式的拓展，但前期建設(shè)任務(wù)和認(rèn)證任務(wù)很重，投資很大。而租用移動(dòng)服務(wù)商或者其他機(jī)構(gòu)的TSM平臺(tái)的好處是，前期只需要重點(diǎn)關(guān)注如何保證地鐵AFC系統(tǒng)的密鑰體系安全以及與所租用TSM平臺(tái)的接口,專注于應(yīng)用層面的開(kāi)發(fā)，任務(wù)相對(duì)輕松，是大多數(shù)交通運(yùn)輸企業(yè)愿意采取的方式。

5結(jié)語(yǔ)

隨著城市化戰(zhàn)略的進(jìn)一步深入，軌道交通發(fā)展得到了強(qiáng)力推進(jìn)，公共交通領(lǐng)域的票務(wù)模式需要?jiǎng)?chuàng)新。在互聯(lián)網(wǎng)和電子商務(wù)發(fā)展的大背景下，研究新的票務(wù)支付模式不能脫離這個(gè)大環(huán)境。成都地鐵在移動(dòng)支付的試驗(yàn)階段做了很多工作，取得了很多經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，盡管目前仍然還有一些具體的問(wèn)題，但隨著地鐵線網(wǎng)的不斷擴(kuò)大，以及天府新區(qū)和市域鐵路等區(qū)域線網(wǎng)的建設(shè)進(jìn)度加快，對(duì)收費(fèi)模式的多樣化需求會(huì)更加強(qiáng)烈，因此，提前研究多種票務(wù)應(yīng)用模式具有積極的意義。

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[6] 李道全.城市軌道交通AFC系統(tǒng)支付方式現(xiàn)狀及發(fā)展[J].都市快軌交通，2016,29(1)：59-62.

(編輯：郝京紅)

Discussion on Virtual Payment Ticket Mode of Rail Transit

Hu YangGong Yunhai

(Chengdu Metro Operation, Co., Ltd., Chengdu 610000)

Abstract:The applications of virtual technique in rail transit automatic fare collection system (AFC) can effectively reduce the urgency and cash security pressure in subway station. It is a new trend to apply virtual ticketing technology like NFC technology in the field of mobile banking. It is absolutely possible to achieve metro micro-payment by the effective integration of rail transit AFC system. Four ticket payment modes were compared in this paper in order to find the additional way besides the existing AFC payment mode and to alleviate the pressure on subway station fare collection equipment. The paper analyzed the alteration content of the AFC system to achieve the three virtual ticket modes, and put forward proposals to construct the metro trusted service management platform.

Key words:urban rail transit; virtual payment; ticket mode; near field communication; trusted service management

doi:10.3969/j.issn.1672-6073.2016.03.013

收稿日期:2015-06-07修回日期: 2015-07-06

作者簡(jiǎn)介:胡旸，男，碩士，高級(jí)工程師，從事軌道交通自動(dòng)售檢票技術(shù)/清分系統(tǒng)、智能卡技術(shù)應(yīng)用的研究，huyang7004@qq.com

中圖分類號(hào)U293.22

文獻(xiàn)標(biāo)志碼A

文章編號(hào)1672-6073(2016)03-0052-03