城市軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)通行支付新技術(shù)應(yīng)用研究

楊 旭

（蕪湖市軌道交通有限公司，安徽 蕪湖241000）

中國城市軌道交通協(xié)會發(fā)布的最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截至2020年12月31日，我國內(nèi)地共有45個(gè)城市已開通城市軌道交通并正式投入運(yùn)營，全國軌道交通里程7978.19公里。隨著開通運(yùn)營城市逐步增多、運(yùn)營規(guī)模快速增長、客運(yùn)量不斷攀升，乘客的服務(wù)需求越來越多、出行體驗(yàn)期望越來越高。2018年5月，交通運(yùn)輸部出臺《城市軌道交通運(yùn)營管理規(guī)定》（交通運(yùn)輸部令2018年第8號），明確“鼓勵(lì)運(yùn)營單位采用大數(shù)據(jù)分析、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)及有關(guān)設(shè)施設(shè)備，提升服務(wù)品質(zhì)”，要求“城市軌道交通運(yùn)營主管部門應(yīng)當(dāng)按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)組織實(shí)施交通一卡通在軌道交通的建設(shè)與推廣應(yīng)用，推動(dòng)跨區(qū)域、跨交通方式的互聯(lián)互通”。

城市軌道交通具有安全可靠、準(zhǔn)時(shí)高效、客運(yùn)量大、客流結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)，城市軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)（Automatic Fare Collection System，簡稱AFC系統(tǒng)），其通行支付方式是影響車站客運(yùn)組織工作的重要因素之一，極易造成車站內(nèi)自動(dòng)售票機(jī)前的長時(shí)間排隊(duì)購票、自動(dòng)檢票機(jī)前進(jìn)出站人員大量聚集等問題。

近年來，隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)支付等新技術(shù)在生活中的廣泛應(yīng)用，AFC系統(tǒng)不斷創(chuàng)新發(fā)展，特別是其通行支付方式的不斷創(chuàng)新升級，促使城市軌道交通企業(yè)不斷提升票務(wù)管理工作方式和工作水平，以滿足乘客對移動(dòng)支付的迫切需求，為乘客提供更為便捷的票務(wù)服務(wù)、更為優(yōu)質(zhì)的出行體驗(yàn)。

1 城市軌道交通票務(wù)工作概況

1.1 票務(wù)工作概況

城市軌道交通企業(yè)票務(wù)管理部門的主要任務(wù)是建立健全票務(wù)規(guī)章制度體系，負(fù)責(zé)票卡管理、收益審核、票務(wù)運(yùn)作監(jiān)管以及內(nèi)外協(xié)調(diào)工作，有些還負(fù)責(zé)AFC系統(tǒng)的維護(hù)管理工作。

車站作為一線生產(chǎn)單元，是城市軌道交通票務(wù)工作的前線。車站的票務(wù)運(yùn)作涉及售票、兌零、處理乘客票務(wù)事務(wù)、突發(fā)事件處理等，整體概況如圖1所示。

圖1 車站票務(wù)運(yùn)作的整體概況

此外，車站票務(wù)工作與其他部門也有著密切的業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)，主要體現(xiàn)在：

（1）與行車組織相關(guān)。當(dāng)出現(xiàn)列車內(nèi)火災(zāi)、車站內(nèi)火災(zāi)等突發(fā)事件時(shí)，車站通過AFC系統(tǒng)緊急模式配合進(jìn)行乘客疏散。

（2）與維護(hù)維修相關(guān)。TVM、BOM等AFC系統(tǒng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，及時(shí)報(bào)修處理。

（3）與票務(wù)管理相關(guān)。配合票務(wù)管理部門開展的票務(wù)稽查、收益審核等監(jiān)管工作。

1.2 通行支付方式變化對票務(wù)工作的影響

通過上述對城市軌道交通票務(wù)工作的分析可以看出，傳統(tǒng)城市軌道交通的AFC系統(tǒng)孤島效應(yīng)較為明顯，AFC系統(tǒng)僅實(shí)現(xiàn)城市內(nèi)的軌道交通售票、檢票、計(jì)費(fèi)、收費(fèi)、統(tǒng)計(jì)、清分結(jié)算（含與城市一卡通的清分結(jié)算）等全過程運(yùn)行管理。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)支付等通行支付新技術(shù)的應(yīng)用，對傳統(tǒng)的城市軌道交通票務(wù)工作也帶來一定影響，促使城市軌道交通企業(yè)不斷提升票務(wù)管理工作方式和工作水平，主要體現(xiàn)在：

（1）AFC系統(tǒng)的升級改造。通過設(shè)備資產(chǎn)更新改造等方式，對傳統(tǒng)AFC系統(tǒng)的軟、硬件進(jìn)行升級改造，以支持二維碼掃碼過閘、移動(dòng)支付購票等通行支付新技術(shù)的應(yīng)用。

（2）車站票務(wù)工作的變化。AFC系統(tǒng)通行支付新技術(shù)的應(yīng)用，要求城市軌道交通企業(yè)加大對車站工作人員的培訓(xùn)力度，掌握AFC系統(tǒng)設(shè)備操作、乘客事務(wù)處理的新要求。

（3）企業(yè)票務(wù)管理的變化。城市軌道交通企業(yè)需要建立健全相關(guān)配套票務(wù)管理制度；同時(shí)，需要增加票務(wù)清分結(jié)算、收益審核等工作，在管理層面全面匹配新技術(shù)應(yīng)用。

2 AFC系統(tǒng)通行支付新技術(shù)應(yīng)用研究

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)支付等新技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，越來越多的新技術(shù)被引入到城市軌道交通AFC系統(tǒng)通行支付領(lǐng)域，并取得了一定的應(yīng)用成果。AFC系統(tǒng)通行支付方式主要包括：NFC手機(jī)支付；城市軌道交通企業(yè)自主開發(fā)的智慧出行APP；城市軌道交通企業(yè)與支付寶、微信等第三方支付平臺合作，借助第三方支付平臺發(fā)碼，實(shí)現(xiàn)掃碼過閘；同時(shí)，部分城市軌道交通企業(yè)已開始試點(diǎn)人臉識別支付過閘。結(jié)合城市軌道交通特定應(yīng)用場景，下面就智慧出行APP、人臉識別支付的新技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行研究。

2.1 智慧出行APP

當(dāng)前，國內(nèi)大部分城市軌道交通企業(yè)都開發(fā)了本地的智慧出行APP，有效提高了互聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)支付使用率，降低了票亭運(yùn)營人員的工作量以及AFC系統(tǒng)自動(dòng)售票機(jī)紙幣、硬幣等模塊的使用維護(hù)頻次。實(shí)時(shí)顯示站點(diǎn)客流動(dòng)態(tài)、列車運(yùn)行時(shí)刻、線路運(yùn)營信息、票務(wù)政策、出入口查詢、站內(nèi)導(dǎo)航、人臉注冊認(rèn)證等服務(wù)，滿足乘客自助服務(wù)功能、實(shí)現(xiàn)廣告投放和推送的增值服務(wù)，均可依靠城市軌道交通智慧出行APP實(shí)現(xiàn)。

然而，智慧出行APP的缺點(diǎn)在于乘客到不同城市乘坐城市軌道交通，為便于出行使用乘車二維碼掃碼過閘時(shí)，有時(shí)需要下載和注冊當(dāng)?shù)氐闹腔鄢鲂蠥PP。當(dāng)前，國內(nèi)大部分城市軌道交通企業(yè)均在大力推動(dòng)跨區(qū)域的互聯(lián)互通工作，主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

（1）積極配合城市軌道交通運(yùn)營主管部門實(shí)施“交通聯(lián)合”一卡通在城市軌道交通的建設(shè)與推廣應(yīng)用，其目的不在于干預(yù)和限制移動(dòng)支付的發(fā)展，而是落實(shí)優(yōu)先發(fā)展公共交通，全面滿足市民跨區(qū)域以及跨交通方式的互聯(lián)互通需求，方便持卡人出行。

（2）全力推進(jìn)智慧出行APP乘車二維碼的互聯(lián)互通。如北京、上海是國內(nèi)城市軌道交通路網(wǎng)規(guī)模大、日均客運(yùn)量大的城市，社會經(jīng)濟(jì)交流緊密、跨城市出行需求巨大。兩地城市軌道交通應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了兩市地鐵乘車二維碼的互聯(lián)互通，使用“億通行APP”或者“Metro大都會APP”，可實(shí)現(xiàn)兩地城市軌道交通掃碼過閘互通，方便了兩地市民跨城市交通出行。此外，上海申通地鐵集團(tuán)在長三角等各城市軌道交通（上海、杭州、寧波、溫州、合肥、南京、蘇州、無錫、徐州、常州，以及北京、青島、蘭州）實(shí)現(xiàn)了“一碼通行”十三城。

2.2 人臉識別支付

近年來，人臉識別技術(shù)已廣泛應(yīng)用于高鐵、機(jī)場的檢票、過閘、安檢與身份認(rèn)證等應(yīng)用場景；在城市軌道交通領(lǐng)域尚未大規(guī)模應(yīng)用，全國多個(gè)城市已開展人臉識別支付過閘的試點(diǎn)工作。

人臉識別技術(shù)在流程上主要包括四個(gè)步驟：人臉圖像采集及檢測、人臉圖像預(yù)處理、人臉圖像特征提取、匹配與識別，識別模式有1：1和1：N兩種模式。城市軌道交通人臉識別支付過閘技術(shù)主要由人臉圖像前端采集設(shè)備（人臉識別PAD）、比對服務(wù)器、管理服務(wù)器以及傳輸網(wǎng)絡(luò)等構(gòu)成。前端采集設(shè)備主要安裝在自動(dòng)檢票機(jī)上，設(shè)備接入自動(dòng)檢票機(jī)內(nèi)工控機(jī)，通過車站局域網(wǎng)與服務(wù)器進(jìn)行通信；比對服務(wù)器設(shè)置在各車站綜合弱電機(jī)房；管理服務(wù)器納入多線路中心（MLC）并接入清分系統(tǒng)，統(tǒng)一管理、共享應(yīng)用，如圖2所示。

圖2 人臉識別支付過閘技術(shù)示意圖

然而，在高客流量的城市軌道交通領(lǐng)域，特別是在地下車站實(shí)際應(yīng)用時(shí)，人臉識別效果與光線照射、表情姿態(tài)、面部遮擋等因素有著密切關(guān)系，人臉識別支付過閘技術(shù)尚未完全成熟，主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

（1）高鐵、機(jī)場的人臉識別技術(shù)采用1：1比對方式，即通過人臉識別攝像頭采集乘客人臉信息，與乘客身份證的人臉信息進(jìn)行1：1匹配，驗(yàn)證乘客身份、實(shí)現(xiàn)乘客過閘。在城市軌道交通領(lǐng)域，人員通行采用非實(shí)名制，無法獲取人員身份證的人臉信息，通常采用的是人臉圖像與人臉庫進(jìn)行1：N比對，即1張視頻圖像與預(yù)先注冊的N個(gè)人臉特征進(jìn)行比對。由于建設(shè)城市軌道交通的城市人口規(guī)模均較大，總規(guī)模（N值）通?？蛇_(dá)到百萬級乃至千萬級；同時(shí)考慮到AFC系統(tǒng)的車站現(xiàn)場服務(wù)要求，為避免造成客流擁堵，自動(dòng)檢票機(jī)的通行速度不宜過低，現(xiàn)有人臉識別支付過閘技術(shù)的準(zhǔn)確率較難滿足應(yīng)用需求。

（2）當(dāng)前的人臉識別技術(shù)準(zhǔn)確率難以達(dá)到100%，在錯(cuò)誤識別后（特別是扣款錯(cuò)誤后）的系統(tǒng)自動(dòng)補(bǔ)救措施、與傳統(tǒng)AFC系統(tǒng)深度融合等問題均有待進(jìn)一步研究，以減輕城市軌道交通企業(yè)的車站現(xiàn)場客運(yùn)組織壓力；同時(shí)，也需要考慮保護(hù)乘客的隱私。

3 結(jié)束語

城市軌道交通的通行支付方式已呈現(xiàn)出多元化發(fā)展趨勢，雖在一定程度上對傳統(tǒng)的城市軌道交通票務(wù)管理體系有所沖擊，但其減少了現(xiàn)金、各類證卡的使用量，提高了乘客的出行效率，給乘客帶來了更加便捷、優(yōu)質(zhì)、舒適的出行體驗(yàn)，提升了城市軌道交通企業(yè)的服務(wù)品質(zhì)，通行支付新技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用有著廣闊的發(fā)展前景。