蘇州軌道交通AFC系統(tǒng)智能化實踐發(fā)展

梁 君，付保明，張 寧，溫龍輝

（1.蘇州市軌道交通集團有限公司，蘇州 215006；2.東南大學(xué) 智能運輸系統(tǒng)研究中心軌道交通研究所，南京 210018）

自動售檢票（AFC ，Automatic Fare Collection）系統(tǒng)是城市軌道交通的重要組成部分，為乘客提供售票、檢票和查詢等服務(wù)[1]。隨著移動支付方式的引入，AFC系統(tǒng)呈現(xiàn)出系統(tǒng)架構(gòu)精簡化[2]、交易數(shù)據(jù)實時化、票卡虛擬化、支付多元化、流程簡便化、設(shè)備輕量化和服務(wù)智能化[3]等趨勢。二維碼購票/過閘[4]等技術(shù)已在城市軌道交通AFC系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，人臉識別[5]、智能客服[6]、語音購票等技術(shù)已在一些城市進行了試點。

中國城市軌道交通協(xié)會發(fā)布的《中國城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要》將智慧地鐵劃分為智慧乘客服務(wù)、智能運輸組織、智能能源系統(tǒng)、智能列車運行、智能技術(shù)裝備、智能基礎(chǔ)設(shè)施、智能運維安全和智能網(wǎng)絡(luò)管理8個層面[7]，其中，AFC系統(tǒng)至少涉及了智能乘客服務(wù)、智能技術(shù)裝備、智能基礎(chǔ)設(shè)施及智能運維安全4個方面。蘇州軌道交通緊跟國內(nèi)智慧地鐵發(fā)展趨勢，結(jié)合自身發(fā)展需要，積極落實智慧地鐵的建設(shè)目標(biāo)[8]，已實現(xiàn)移動支付在AFC系統(tǒng)的應(yīng)用。作為直接與乘客信息進行交互的車站系統(tǒng)，AFC系統(tǒng)是智慧乘客服務(wù)體系、智能技術(shù)裝備體系、智能基礎(chǔ)設(shè)施體系及智能網(wǎng)絡(luò)管理體系的重要組成部分，AFC系統(tǒng)的智能化對于推進票務(wù)智能化、管理智能化、運維智能化及乘客服務(wù)智能化有著重要的意義。

1 現(xiàn)狀及發(fā)展思考

1.1 系統(tǒng)現(xiàn)狀

蘇州軌道交通AFC系統(tǒng)架構(gòu)緊跟業(yè)務(wù)發(fā)展需求，在傳統(tǒng)5層架構(gòu)的基礎(chǔ)上，設(shè)置了多線路中心（MLC，Multi-Line Central）計算機系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)票務(wù)平臺，以實現(xiàn)多條線路中央級數(shù)據(jù)及業(yè)務(wù)的集中管理及線網(wǎng)二維碼支付業(yè)務(wù)，其系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 蘇州軌道交通 AFC 系統(tǒng)架構(gòu)

第1層是各類車票，包括各類實體車票及二維碼車票，是乘客的乘車憑證；第2層為車站終端設(shè)備，為乘客提供售票、檢票和咨詢等服務(wù)；第3層為車站計算機系統(tǒng)，監(jiān)控車站終端設(shè)備的運行狀態(tài)，收集、統(tǒng)計各類運營數(shù)據(jù)；第4層是線路中央計算機系統(tǒng)或MLC，對各線路交易數(shù)據(jù)進行處理，并將交易等數(shù)據(jù)文件上傳至清分中心；第5層為軌道交通清分中心及互聯(lián)網(wǎng)票務(wù)平臺，其中，清分中心制定AFC系統(tǒng)運營的各項規(guī)則，并與各線路進行票卡收益清分、與市民卡及互聯(lián)網(wǎng)票務(wù)平臺進行收益結(jié)算及對賬。

當(dāng)前，蘇州軌道交通AFC系統(tǒng)除傳統(tǒng)現(xiàn)金購票乘車業(yè)務(wù)外，通過對既有系統(tǒng)進行改造，已實現(xiàn)二維碼購票、二維碼過閘業(yè)務(wù)。其中，二維碼過閘業(yè)務(wù)已實現(xiàn)與長三角多個城市的互聯(lián)互通，即乘客可直接使用異地城市軌道交通App實現(xiàn)蘇州軌道交通乘車二維碼的生成、過閘、計費等全業(yè)務(wù)流程。二維碼購票采用聚合碼技術(shù)，乘客可使用支付寶/微信等掃碼購買單程票。

1.2 發(fā)展思考

AFC系統(tǒng)的智能化發(fā)展應(yīng)以為乘客提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)為根本，在持續(xù)推進各類新興技術(shù)的同時，兼顧普通乘客的認知及AFC系統(tǒng)傳統(tǒng)應(yīng)用的保留；做好頂層設(shè)計的同時，兼顧乘客及管理人員使用需求；提升系統(tǒng)智能化的同時，兼顧人文精神，讓創(chuàng)新、包容成為AFC系統(tǒng)智能化以外的重要特征。由此，AFC系統(tǒng)智能化發(fā)展應(yīng)考慮功能延續(xù)性，多種技術(shù)、多種業(yè)務(wù)模式共存，為乘客提供多元化服務(wù)；研究技術(shù)先進性及可持續(xù)性，適應(yīng)行業(yè)主流發(fā)展；思考既有線設(shè)備的處置，對既有線富余設(shè)備進行改造以滿足新線需求；探討系統(tǒng)間的融合，整合AFC系統(tǒng)、安檢、乘客信息服務(wù)等需求的同時，兼顧“四網(wǎng)融合”的需求；優(yōu)先采用成本低、效益好的技術(shù)方案。

2 關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用

生物識別、語音識別等技術(shù)的迅速發(fā)展，電子發(fā)票、數(shù)字人民幣等應(yīng)用的不斷推廣為AFC系統(tǒng)的業(yè)務(wù)更新提供了保障，為系統(tǒng)智能化的實現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。

2.1 生物識別

生物識別是利用人的生物特征進行用戶身份判別的一類技術(shù)的總稱，具體包括人臉識別、指紋識別、虹膜識別和掌靜脈識別等?；谏镒R別技術(shù)，乘客無需任何操作即可通過車站檢票機，完成乘車過程。各類生物識別技術(shù)中，人臉識別技術(shù)在軌道交通中的應(yīng)用最為廣泛。截止2021年4月，全國已有16家城市軌道交通上線人臉識別過閘功能。

應(yīng)用人臉識別技術(shù)，需在設(shè)備終端增加相應(yīng)的人臉識別模塊，在車站新增設(shè)備用于乘客賬戶的注冊/注銷，還需搭建人臉票務(wù)平臺以實現(xiàn)用戶賬戶的管理。鑒于各線路AFC系統(tǒng)互聯(lián)互通的業(yè)務(wù)需求，必須對既有線路的AFC系統(tǒng)進行改造升級。同時，人臉是用戶重要的生物特征，一旦泄露必然會造成惡劣的社會影響，對系統(tǒng)的信息安全等級要求較高，而人臉識別在付費領(lǐng)域的應(yīng)用尚未被廣泛認可。因此，考慮到高昂的系統(tǒng)改造、建設(shè)成本以及乘客的接受度，使用人臉識別信息尚需進一步探討。

2.2 智能語音技術(shù)

智能語音技術(shù)，又稱智能語音人機交互技術(shù)，以語音作為主要信息載體，使機器具備能說會聽、學(xué)習(xí)思考的能力，從而實現(xiàn)人與機器之間的信息交互過程[9]。當(dāng)前，智能語音技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用主要為智能問詢、智能票務(wù)及客服熱線3個方面，不僅可以代替部分人工服務(wù)，降低人力成本，還可提高運營服務(wù)水平。只需在AFC系統(tǒng)終端設(shè)備增加語音識別模塊，并搭建或利用第三方語音識別平臺即可實現(xiàn)相應(yīng)的業(yè)務(wù)功能。該技術(shù)的硬件實現(xiàn)較為簡單，語音識別軟件的技術(shù)水平直接影響用戶體驗及服務(wù)水平。

2.3 電子發(fā)票

電子發(fā)票同紙質(zhì)發(fā)票一樣，采用稅務(wù)局統(tǒng)一發(fā)放的形式給商家使用，發(fā)票號碼采用全國統(tǒng)一編碼，采用統(tǒng)一防偽技術(shù)。軌道交通電子發(fā)票系統(tǒng)可接收AFC系統(tǒng)上傳的開票請求，開具電子發(fā)票，將電子發(fā)票推送至乘客郵箱、蘇州軌道交通乘車App賬戶等地址，并將電子發(fā)票上傳至稅務(wù)局電子發(fā)票管理系統(tǒng)進行備案[10]。

相對于紙質(zhì)定額發(fā)票，采用電子發(fā)票能有效地避免虛開、多開等問題，大幅度降低紙質(zhì)定額發(fā)票的采購、保存成本。同時，將站務(wù)人員從發(fā)票管理的繁重業(yè)務(wù)中解放出來，對于減少車站人員配置，降低運營成本有著重要意義。

2.4 數(shù)字人民幣

數(shù)字人民幣作為國家法定貨幣，其推廣使用是國家數(shù)字化發(fā)展的必然趨勢[11]。通過改造AFC系統(tǒng)及互聯(lián)網(wǎng)票務(wù)平臺，新增與數(shù)字人民幣的業(yè)務(wù)接口，實現(xiàn)數(shù)字人民幣在軌道交通支付業(yè)務(wù)中的使用。數(shù)字人民幣不僅可以滿足乘客多元化支付需求，還可確保客票收益直接進入軌道公司銀行賬戶，規(guī)避第三方支付賬戶存在的提現(xiàn)周期長、交易手續(xù)費等問題，有利于軌道公司的票卡收益管理。

3 智能化實踐發(fā)展

蘇州軌道交通在既有線運營及新線設(shè)計、建設(shè)過程中，密切關(guān)注行業(yè)發(fā)展趨勢，積極探討業(yè)務(wù)管理模式轉(zhuǎn)變，適時采用新技術(shù)、新應(yīng)用。在已實現(xiàn)二維碼購票/過閘的基礎(chǔ)上，持續(xù)對既有線路進行改造、升級，實現(xiàn)了語音購票、數(shù)字人民幣購票/過閘等功能；此外，根據(jù)系統(tǒng)業(yè)務(wù)需求的變化，在新線設(shè)計、建設(shè)過程中對AFC系統(tǒng)進行更新、優(yōu)化，以智能客服、智慧服務(wù)終端等智能化設(shè)備為載體，融合語音識別、電子發(fā)票等智能化技術(shù)，搭建智能客服系統(tǒng)，推進AFC系統(tǒng)的智能化發(fā)展。

3.1 語音購票試點

當(dāng)前，自動售票機（TVM，Ticket Vending Machine）購票界面線路多、站點密集，購票流程復(fù)雜，購票時間長。為解決外地及老年乘客購票時線路和站點查詢難度較大、購票效率低等問題，通過增加語音識別功能，優(yōu)化TVM購票界面，并在蘇州奧體中心站試點了TVM語音購票功能，語音購票界面，如圖2所示。

圖2 語音購票界面

如圖2所示，采用語音購票，可簡化購票流程，提高操作便捷性，提升購票效率。該功能的應(yīng)用不僅為后續(xù)地鐵線路語音購票服務(wù)功能的實施奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，也為既有線路終端設(shè)備的智能化改造積累了經(jīng)驗。

3.2 數(shù)字人民幣購票/過閘

蘇州作為使用數(shù)字人民幣的試點城市之一，將數(shù)字人民幣使用于軌道交通支付業(yè)務(wù)，便于乘客使用。當(dāng)前，乘客可在TVM上使用數(shù)字人民幣掃碼購票或在蘇州軌道乘車App內(nèi)添加數(shù)字人民幣支付方式掃碼過閘，掃碼購票流程，如圖3所示。

圖3 數(shù)字人民幣掃碼購票流程

3.3 智能客服系統(tǒng)

智能客服系統(tǒng)是私有云、人工智能、智能語音、數(shù)據(jù)挖掘等信息化技術(shù)的高度集成，是AFC系統(tǒng)與客運服務(wù)需求融合的產(chǎn)物，是提升AFC系統(tǒng)智能化水平、實現(xiàn)車站無人化服務(wù)、降低車站客運人員配置的重要手段。蘇州軌道交通智能客服系統(tǒng)采用扁平化的架構(gòu)，按線網(wǎng)層管理，線網(wǎng)層和現(xiàn)場層兩級控制的模式進行建設(shè)。線網(wǎng)層為現(xiàn)場層所有客服設(shè)備提供后臺支持，實現(xiàn)全線網(wǎng)的語音服務(wù)、乘客服務(wù)、數(shù)據(jù)管理和業(yè)務(wù)管理等功能；現(xiàn)場層則主要由智慧客服中心、智慧票務(wù)終端等智能服務(wù)終端設(shè)備構(gòu)成，為乘客提供各種智能化自助服務(wù)。智能客服系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，如圖4所示。

如圖4所示，為提高智能客服系統(tǒng)的可靠性，保障實時性網(wǎng)絡(luò)需求，確保車站終端設(shè)備服務(wù)質(zhì)量，智能服務(wù)終端設(shè)備在接入AFC系統(tǒng)車站局域網(wǎng)的同時，利用車站客服交換機直接鏈接智能客服平臺。除智能服務(wù)終端外，乘客還可通過地鐵官方網(wǎng)站、熱線電話渠道、微信公眾號等多種渠道獲取相關(guān)的服務(wù)。

圖4 智能客服系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

3.3.1 乘客服務(wù)子系統(tǒng)

乘客服務(wù)子系統(tǒng)是智能客服系統(tǒng)的核心，可通過語音、文字、圖片及視頻等多種服務(wù)方式為乘客提供票務(wù)咨詢、線網(wǎng)信息查詢和失物招領(lǐng)等多樣化遠程服務(wù)。乘客服務(wù)子系統(tǒng)包含遠程音視頻交互、智能自動應(yīng)答、客服自行選擇、乘客信息可視化及呼叫同步轉(zhuǎn)移等工能。

乘客可以通過車站現(xiàn)場智能客服設(shè)備、熱線電話、官方網(wǎng)站以及公眾號等與系統(tǒng)進行信息互動。系統(tǒng)分析乘客需求及業(yè)務(wù)場景，自動給予乘客擬人化的語音或者文本回復(fù)。若乘客對回復(fù)內(nèi)容不滿意，可申請遠程人工服務(wù)，客服人員在解答乘客疑問的同時，可遠程監(jiān)控并輔助乘客操作客服設(shè)備，幫助乘客快速掌握和完成各種復(fù)雜業(yè)務(wù)。在人工音視頻交互過程中，系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)控、識別乘客和客服人員的語音信息，從而自動為客服人員推薦合適的話術(shù)，提醒客服人員采用適當(dāng)?shù)恼Z速和聽說比例，提示最佳回復(fù)內(nèi)容等。

3.3.2 語音服務(wù)子系統(tǒng)

語音服務(wù)子系統(tǒng)是智能客服系統(tǒng)的重要組成部分，為語音購票、乘客遠程服務(wù)等提供技術(shù)支撐。語音服務(wù)子系統(tǒng)具備自動語音識別、自然語言理解、對話管理、自然語言生成、文本到語言合成等全過程語音服務(wù)功能；具備基于自然語言理解的城軌知識庫建立、更新、管理等功能。

（1）支持語音購票

系統(tǒng)支持中/英文、全過程無接觸語音識別購票；對蘇州軌道交通具體站點名稱進行精準(zhǔn)識別；將乘客語音信號轉(zhuǎn)換成文字，并在智能服務(wù)終端用戶界面上進行顯示；根據(jù)地名或車站周邊興趣點（POI，Point of Interest）實現(xiàn)站點模糊搜索，準(zhǔn)確提供最近地鐵站名稱信息，提醒客戶購買對應(yīng)的地鐵票。

（2）支持乘客遠程服務(wù)

系統(tǒng)支持開放式語義環(huán)境下的問詢輸入，支持語音模糊問詢、全局上下文分析處理、多輪對話處理，通過分析對話感知對話場景，預(yù)測對話意圖，并基于城軌知識庫返回擬人化的語音或文本文件，從而為乘客服務(wù)子系統(tǒng)提供語音技術(shù)支持。

3.3.3 智慧服務(wù)終端

隨著移動支付的迅速發(fā)展，蘇州軌道交通TVM發(fā)售的單程票使用率逐年走低，已由初期的48.3%降至當(dāng)前的5.5%左右。乘客購買單程票需求的大幅降低導(dǎo)致TVM的使用率低下， 半自動檢票機（BOM，Booking Office Machine）的單程票業(yè)務(wù)處理需求也同步降低。因此，在新線建設(shè)過程中，取消了TVM和BOM的配置，并增設(shè)智慧客服中心及智慧票務(wù)終端等智能服務(wù)終端設(shè)備以滿足乘客票卡發(fā)售及票務(wù)處理需求。同時，為滿足車站無人化服務(wù)需求，各智能服務(wù)終端增加了票務(wù)處理、信息查詢、遠程客服和電子發(fā)票等智能化自助服務(wù)功能。

（1）智慧客服中心

智慧客服中心是傳統(tǒng)客服的智能化升級，將原有的BOM、票亭、客服人員的服務(wù)功能等進行了系統(tǒng)性整合，以乘客智能化自助操作實現(xiàn)原客服的各項人工服務(wù)。智慧服務(wù)中心由非付費區(qū)和付費區(qū)終端設(shè)備按照一體化理念進行設(shè)計，具有單程票出售、票務(wù)自助處理、電子發(fā)票開具、遠程音視頻交互、乘客資訊信息查詢等功能，能替代車站票務(wù)客服人員及半自動售票機大部分工作量，有效地減輕客服人員壓力，同時為乘客提供更加便捷的多元化服務(wù)。其中，非付費區(qū)配置了2臺全功能設(shè)備，均可支持現(xiàn)金/非現(xiàn)金支付方式，支持智能語音提示及語音購票，其中1臺支持單程票退票功能。付費區(qū)配置了1臺全功能設(shè)備及1臺非現(xiàn)金設(shè)備，全功能設(shè)備支持現(xiàn)金/非現(xiàn)金支付方式，支持智能語音提示及語音購票，支持打印紙質(zhì)二維碼單程票，1臺非現(xiàn)金設(shè)備只支持二維碼購票，打印紙質(zhì)二維碼單程票。

（2）智慧票務(wù)終端

智慧服務(wù)終端設(shè)置在車站非付費區(qū)，在取代傳統(tǒng)的TVM的同時，兼具部分客服中心功能。設(shè)備由乘客自助操作，實現(xiàn)非現(xiàn)金支付單程票發(fā)售、票務(wù)自助處理、遠程音視頻交互服務(wù)和乘客資訊信息查詢等功能，能替代車站票務(wù)客服人員及自動售票機的大部分工作量，有效地減輕客服人員壓力，為乘客提供更加便捷的多元化服務(wù)。

3.4 電子發(fā)票系統(tǒng)

蘇州軌道交通電子發(fā)票系統(tǒng)按照滿足全線網(wǎng)電子發(fā)票開票量的需求進行配置，采用金稅盤托管至第三方電子發(fā)票服務(wù)平臺的模式進行建設(shè)，軌道交通業(yè)務(wù)系統(tǒng)與電子發(fā)票服務(wù)平臺系統(tǒng)通過VPN專線直連，獲取電子發(fā)票開具、存儲、查驗和推送等相關(guān)服務(wù)。采用第三方托管模式，軌道交通內(nèi)部只需對自身業(yè)務(wù)系統(tǒng)進行適當(dāng)?shù)母脑欤粌H降低了系統(tǒng)建設(shè)、維護成本，而且縮短了系統(tǒng)建設(shè)周期，提高了系統(tǒng)的可靠性，保障了軌道交通公司開票業(yè)務(wù)順利開展。

乘客可使用智慧服務(wù)中心、智慧服務(wù)終端、軌道交通App等提交開票請求。發(fā)票開具完成后，電子發(fā)票服務(wù)平臺根據(jù)開票終端的差異，將電子發(fā)票PDF版式文件以不同的形式推送給乘客，如：乘客的軌道交通App、手機短信、電子郵箱等。

4 結(jié)束語

蘇州軌道交通對AFC系統(tǒng)進行智能化實踐是順應(yīng)軌道交通行業(yè)發(fā)展的必然結(jié)果，是滿足乘客多樣化需求的必然方法，是提高運營管理、服務(wù)水平的必然途徑。未來AFC系統(tǒng)的技術(shù)更迭、應(yīng)用更新仍將以為乘客提供更優(yōu)質(zhì)服務(wù)為核心目標(biāo)，并兼顧運營、建設(shè)等各方需求。當(dāng)前，蘇州軌道交通AFC系統(tǒng)已朝著智能化邁出了關(guān)鍵一步，但在與安檢系統(tǒng)融合、“四網(wǎng)融合”、智能運維、人臉識別等領(lǐng)域尚未形成明確的需求，也暫未有成熟技術(shù)方案，需在后續(xù)建設(shè)過程中持續(xù)完善。