紙質(zhì)二維碼車票在上海軌道交通中的應(yīng)用

徐高峻 王瑤 趙宇軍

[摘 要]為了探討紙質(zhì)二維碼車票在上海軌道交通中的應(yīng)用，文章介紹了上海軌道交通車票使用的現(xiàn)狀及缺點(diǎn)，包括實(shí)體單程票成本、人力成本和使用局限性，研究了紙質(zhì)二維碼車票的系統(tǒng)化應(yīng)用，包括業(yè)務(wù)規(guī)范及應(yīng)用管理機(jī)制、系統(tǒng)架構(gòu)、二維碼數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、紙質(zhì)二維碼車票應(yīng)用安全以及自動(dòng)售票機(jī)（TVM，Ticket Vending Machine）、自動(dòng)檢票機(jī)（AGM，Automatic Gate Machine）、半自動(dòng)售票機(jī)（BOM，Booking Office Machine）與清分系統(tǒng)（ACC，AFC Clearing Computer）之間的交互流程。在此基礎(chǔ)上，文章探討了紙質(zhì)二維碼車票的虛擬換乘功能，包括出站及市域線換乘，以期為該領(lǐng)域的發(fā)展提供參考。

[關(guān)鍵詞]城市軌道交通；紙質(zhì)二維碼車票；上海軌道交通；虛擬換乘

中圖分類號(hào)：U293.22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1722（2024）04-0019-03

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，二維碼技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，紙質(zhì)二維碼車票具有便捷性和安全性等多方面的優(yōu)勢(shì)，在上海軌道交通中的應(yīng)用逐漸受到關(guān)注。

一、上海軌道交通車票使用現(xiàn)狀

目前，上海軌道交通使用的車票主要是傳統(tǒng)的非接觸式IC卡[ 1 ]（實(shí)體單程票、交通卡等）以及新興的乘車碼（一種可以通過(guò)手機(jī)等客戶端生成的二維碼，用于在地鐵等公共交通工具上掃描進(jìn)、出站，從而完成乘車過(guò)程的一種電子支付方式，包括Metro大都會(huì)乘車碼、隨申碼、上海公共交通乘車碼等）及日票等。根據(jù)對(duì)上海軌道交通車票使用情況的詳盡分析，乘車碼的普及程度日益提高，導(dǎo)致實(shí)體單程票的使用率持續(xù)降低。盡管如此，在短期內(nèi)仍然無(wú)法徹底廢除實(shí)體單程票的使用，維護(hù)其運(yùn)作仍需投入大量資源，包括硬件成本、票卡成本及人力成本。

一是硬件成本，實(shí)體單程票的使用需要通過(guò)編碼分揀機(jī)進(jìn)行初始化、預(yù)賦值、分揀；需要使用票卡清洗機(jī)清洗和消毒票卡；乘客通過(guò)BOM、TVM購(gòu)票，TVM需要多種收取現(xiàn)金的硬件模塊，包括紙幣機(jī)、硬幣機(jī)、紙幣找零、硬幣找零、紙幣錢箱、硬幣錢箱、發(fā)卡機(jī)構(gòu)、發(fā)卡讀寫(xiě)器、IO控制板、票箱等。這些硬件及模塊的采購(gòu)和維護(hù)成本均比較高。

二是票卡成本，實(shí)體單程票在使用過(guò)程中容易損壞、遺失，需要采購(gòu)大量的實(shí)體單程票。

三是人力成本，上海軌道交通使用的實(shí)體單程票采用塑質(zhì)芯片卡，在使用過(guò)程中需要定期清洗和消毒。同時(shí)，在各線路間需要定期回收、調(diào)撥、清點(diǎn)、盤點(diǎn)及注銷。這些均需要投入大量人力成本。

此外，實(shí)體單程票的使用也存在一定的局限性，實(shí)體單程票使用過(guò)程中不支持出站換乘，經(jīng)過(guò)需要出站換乘的站點(diǎn)時(shí)，需要換乘其他可以站內(nèi)換乘的線路。

二、紙質(zhì)二維碼體系化研究

紙質(zhì)二維碼車票是一種采用紙質(zhì)材料制成的帶有二維碼信息的車票，具有便捷性和安全性等優(yōu)勢(shì)。

（一）業(yè)務(wù)規(guī)范及應(yīng)用管理機(jī)制研究

紙質(zhì)二維碼車票的應(yīng)用需要制定相應(yīng)的業(yè)務(wù)規(guī)范和應(yīng)用管理機(jī)制，明確紙質(zhì)二維碼車票的種類、使用方法、退票規(guī)則等。同時(shí)，需要組織相關(guān)人員參加培訓(xùn)和管理，確保紙質(zhì)二維碼車票的正常使用和管理。

（二）紙質(zhì)二維碼車票使用風(fēng)險(xiǎn)研究

紙質(zhì)二維碼車票在使用過(guò)程中可能遭遇多重風(fēng)險(xiǎn)與挑戰(zhàn)，包括以下幾個(gè)方面。

一是二維碼損壞或模糊。紙質(zhì)車票因其物理性質(zhì)，容易受磨損、折疊、水濕等因素影響，二維碼損壞或模糊不清，將導(dǎo)致掃描設(shè)備無(wú)法正確讀取二維碼信息，進(jìn)而影響乘客的乘車和驗(yàn)票流程。

二是數(shù)據(jù)泄露和篡改風(fēng)險(xiǎn)。如果二維碼的加密和保護(hù)機(jī)制不夠嚴(yán)密，便可能面臨數(shù)據(jù)泄露和篡改的風(fēng)險(xiǎn)。不法分子有可能利用安全漏洞，獲取并篡改二維碼中的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致車票信息失真或被濫用。

三是重復(fù)使用風(fēng)險(xiǎn)。紙質(zhì)車票的物理特性使其易于通過(guò)復(fù)制、拍照等方式被重復(fù)使用。

為應(yīng)對(duì)上述紙質(zhì)二維碼車票使用過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)與挑戰(zhàn)，需要全面而深入地研究以下幾個(gè)方面：紙質(zhì)二維碼的二維碼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[ 2 ]，票卡介質(zhì)與打印耗材的選擇，系統(tǒng)架構(gòu)的穩(wěn)固性，在線檢票防重[ 3 ]以及車票處理流程的合理性。采取這些措施，能有效提升紙質(zhì)二維碼車票的安全性，保障乘客的出行體驗(yàn)，同時(shí)維護(hù)地鐵運(yùn)營(yíng)的秩序與效益。

（三）紙質(zhì)二維碼數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)研究

一是車票有效性。紙質(zhì)二維碼車票在生成后具有一定的時(shí)效性，因此，車站終端設(shè)備必須驗(yàn)證二維碼的有效時(shí)間。對(duì)于已過(guò)期的車票，設(shè)備應(yīng)自動(dòng)拒絕其使用，以確保車票的有效性和系統(tǒng)的公平性。

二是數(shù)據(jù)安全性與防偽?？紤]到數(shù)據(jù)安全性和防偽需求，二維碼中的數(shù)據(jù)應(yīng)采用一定的加密技術(shù)和保護(hù)機(jī)制，避免數(shù)據(jù)被非法篡改或偽造。這可以通過(guò)實(shí)施安全的加密算法和應(yīng)用數(shù)據(jù)校驗(yàn)機(jī)制實(shí)現(xiàn)，確保車票數(shù)據(jù)的完整性和真實(shí)性。

三是數(shù)據(jù)容量和擴(kuò)展性。由于二維碼的數(shù)據(jù)容量有限，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要精巧且經(jīng)濟(jì)，保證核心信息能被有效存儲(chǔ)和快速讀取。此外，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮未來(lái)可能的業(yè)務(wù)擴(kuò)展和需求變動(dòng)，使數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)具備一定的擴(kuò)展性，以適應(yīng)未來(lái)的發(fā)展需求。

四是數(shù)據(jù)讀取速度。在實(shí)際應(yīng)用中，考慮到乘客需要快速通過(guò)閘機(jī)，車站終端設(shè)備應(yīng)能快速識(shí)別二維碼信息。因此，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)被優(yōu)化以提高讀取速度。例如，頻繁讀取的數(shù)據(jù)可以放置在二維碼的顯眼位置，縮短掃描時(shí)間，提高運(yùn)營(yíng)效率。

五是兼容性。為了確保票務(wù)系統(tǒng)的順暢運(yùn)行，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)與現(xiàn)有的票務(wù)系統(tǒng)、掃碼設(shè)備等保持兼容。在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)深入理解和考慮相關(guān)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)需求和處理方式，保證票卡數(shù)據(jù)能被準(zhǔn)確、迅速地解析和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的無(wú)縫集成和高效運(yùn)行。

（四）票卡介質(zhì)與打印耗材

研究紙質(zhì)二維碼車票的紙張選型，包括類型、厚度、樣式、打印方式等，研究適應(yīng)上海地鐵應(yīng)用場(chǎng)景（包括乘客使用習(xí)慣、天氣因素等）、確保相關(guān)票種能滿足上海地鐵單程票的應(yīng)用需求。

（五）系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

基于紙質(zhì)二維碼車票的軌道交通自動(dòng)化售票系統(tǒng)主要包括以下幾個(gè)部分：紙質(zhì)二維碼車票、AGM、BOM和ACC。其中，紙質(zhì)二維碼車票是乘客進(jìn)站和出站的憑證； AGM是乘客進(jìn)站和出站的通道；TVM和BOM負(fù)責(zé)紙質(zhì)二維碼車票的發(fā)售及打?。籄CC負(fù)責(zé)系統(tǒng)的管理和控制。

紙質(zhì)二維碼車票采用聯(lián)機(jī)交易模式，傳統(tǒng)軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)采用五層架構(gòu)設(shè)計(jì)[ 4 ]，無(wú)法滿足聯(lián)機(jī)交易的處理需求。新的系統(tǒng)架構(gòu)采用“云”+“端”的三層AFC系統(tǒng)架構(gòu)，通過(guò)終端設(shè)備直連ACC系統(tǒng)，減少了中間系統(tǒng)，統(tǒng)一了線路間的通信協(xié)議，交易能更快更穩(wěn)定地發(fā)送到中心，可以降低路網(wǎng)的維護(hù)和建設(shè)成本。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

（六）車票處理流程設(shè)計(jì)

乘客在TVM或BOM上購(gòu)買紙質(zhì)二維碼車票后，可以通過(guò)AGM采取進(jìn)站和出站操作。AGM通過(guò)掃描紙質(zhì)二維碼車票上的二維碼信息實(shí)施驗(yàn)證和記錄操作，將數(shù)據(jù)上傳至ACC進(jìn)行清分和結(jié)算等操作。同時(shí)，TVM和BOM需要與ACC實(shí)施交互，上傳售賣數(shù)據(jù)和接收指令等。

第一，紙質(zhì)二維碼車票發(fā)售流程。

TVM/BOM可根據(jù)支付方式的不同使用現(xiàn)金或非現(xiàn)金支付；

非現(xiàn)金支付方式依然采用原有的銀聯(lián)聚合碼支付方案，不做改動(dòng)；

支付成功后，設(shè)備會(huì)向清分聯(lián)機(jī)平臺(tái)申請(qǐng)二維碼車票數(shù)據(jù)。平臺(tái)驗(yàn)證訂單信息后，由發(fā)碼平臺(tái)生成車票數(shù)據(jù)并返回TVM/BOM；

TVM/BOM根據(jù)收到的車票數(shù)據(jù)，打印二維碼車票；

TVM/BOM會(huì)上傳交易數(shù)據(jù)和出票結(jié)果通知。

第二，紙質(zhì)二維碼車票進(jìn)站流程。

紙質(zhì)二維碼車票進(jìn)站流程如圖2所示。閘機(jī)離線時(shí)，僅判斷本機(jī)是否重復(fù)使用車票，重復(fù)使用則拒絕，其他情況正常放行。

第三，紙質(zhì)二維碼車票出站流程。

紙質(zhì)二維碼車票出站流程如圖3所示。閘機(jī)離線時(shí)，僅判斷本機(jī)是否重復(fù)使用車票，是否超程，其他情況正常放行。

（七）虛擬換乘方案設(shè)計(jì)

第一，出站換乘。

出站換乘指的是乘客在軌道交通旅程中需要換乘其他線路的場(chǎng)景。借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和紙質(zhì)二維碼車票，軌道交通自動(dòng)化售票系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)高效的出站換乘流程。當(dāng)乘客需換乘時(shí)，只需在出站閘機(jī)上掃描紙質(zhì)二維碼車票出站，隨后在進(jìn)站閘機(jī)上再次掃描以進(jìn)站。系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)乘客的行程和票價(jià)信息計(jì)算換乘費(fèi)用，將其自動(dòng)添加到車票中。這種方法不僅簡(jiǎn)化了換乘流程，而且極大地提高了出行效率。

第二，市域線換乘。

市域線換乘指的是乘客在乘坐市域線時(shí)需要轉(zhuǎn)乘其他市域線的情形。借助互聯(lián)網(wǎng)紙質(zhì)二維碼車票的軌道交通自動(dòng)化售票系統(tǒng)，輕松實(shí)現(xiàn)市域線換乘。乘客在需要換乘其他市域線時(shí)，只需在出站閘機(jī)上刷一下紙質(zhì)二維碼車票出站，隨后在進(jìn)站閘機(jī)上再次刷一下紙質(zhì)二維碼車票進(jìn)站。系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)乘客的行程和票價(jià)信息計(jì)算換乘費(fèi)用，將其自動(dòng)添加到車票中。這種方式加快了換乘速度，提高了出行效率。

三、結(jié)語(yǔ)

文章研究了紙質(zhì)二維碼車票在上海軌道交通中的應(yīng)用。通過(guò)分析車票使用現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)實(shí)體單程票存在一些不足之處，紙質(zhì)二維碼車票的應(yīng)用可以提高售票效率，降低硬件和票卡投入成本，減少人力成本，方便乘客出行，提高乘客滿意度。

文章從業(yè)務(wù)規(guī)范及應(yīng)用管理機(jī)制、系統(tǒng)架構(gòu)、紙質(zhì)二維碼數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及紙質(zhì)二維碼車票應(yīng)用安全性等方面進(jìn)行研究，探討了紙質(zhì)二維碼車票的虛擬換乘功能。研究結(jié)果為上海軌道交通行業(yè)提供了紙質(zhì)二維碼車票的應(yīng)用方案，以期為該行業(yè)的發(fā)展提供參考。

然而，紙質(zhì)二維碼車票的應(yīng)用也存在一些問(wèn)題，如安全性、穩(wěn)定性等。未來(lái)研究方向可以包括如何提高紙質(zhì)二維碼車票的安全性和穩(wěn)定性，如何優(yōu)化紙質(zhì)二維碼車票的購(gòu)票和檢票流程，以及如何推廣和應(yīng)用紙質(zhì)二維碼車票等。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，可以考慮將紙質(zhì)二維碼車票與移動(dòng)支付等技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)一步提高售票效率和乘客滿意度。

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