基于MaaS 的智慧城軌官方APP 研究與應(yīng)用

文：于百勇，楊旭，易危香，許濤丨南京地鐵集團(tuán)有限公司

官方APP 建設(shè)是智慧城軌建設(shè)和數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要組成部分之一，南京地鐵集團(tuán)借鑒各地城軌官方APP 建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，以地鐵出行場景為核心，基于“出行即服務(wù)”（Mobility as a Service，MaaS）理念，研究了適用于南京地鐵的智慧出行服務(wù)體系，并通過官方APP 項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)行了實(shí)施應(yīng)用。本文對項(xiàng)目主要研究內(nèi)容、總體架構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)闡述，總結(jié)了項(xiàng)目建設(shè)成效與建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，可為其他軌道交通城市建設(shè)官方APP 提供參考。

為全面貫徹“智慧地鐵”發(fā)展理念，盡快適應(yīng)“智慧出行”的新需求，南京地鐵集團(tuán)有限公司（以下簡稱南京地鐵）立足自身實(shí)際情況，以剛需的地鐵出行場景為核心，以打造城軌企業(yè)出行服務(wù)門戶為目標(biāo)，以H5、微服務(wù)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)為支撐，基于MaaS 理念，深入研究了適用于南京地鐵的智慧出行服務(wù)體系，并依托南京地鐵官方APP 項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)施應(yīng)用。

一、項(xiàng)目主要研究內(nèi)容

依據(jù)《中國城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要》，借鑒各地城軌官方APP 建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，基于MaaS 理念并結(jié)合南京地鐵實(shí)際情況，進(jìn)行智慧出行服務(wù)體系研究，具體包括多元支付無感通行票務(wù)體系研究、跨市域出行互聯(lián)互通體系研究、地下車站智能導(dǎo)航技術(shù)研究、智慧出行信息服務(wù)體系研究以及數(shù)字化出行助手產(chǎn)品設(shè)計(jì)研究等。

（一）多元支付無感通行票務(wù)體系研究

傳統(tǒng)AFC 系統(tǒng)的核心是實(shí)體票卡、單程票及其衍生出來的各種設(shè)備和系統(tǒng)，存在著乘客支付及過閘方式單一、票卡回收及售檢票設(shè)備運(yùn)維成本高等諸多問題，而移動(dòng)支付普及后，由于APP 種類繁多，依然存在碎片化和多元化的局面，給乘客掃碼支付帶來不便。

針對上述問題，南京地鐵對現(xiàn)有AFC 系統(tǒng)MCPP（移動(dòng)支付）平臺(tái)、ACC 平臺(tái)配套設(shè)備及相關(guān)接口進(jìn)行升級(jí)改造，在原有二維碼過閘技術(shù)基礎(chǔ)上，融入AI 人臉識(shí)別技術(shù)，并集成支付寶、銀聯(lián)、微信等多種支付方式，研發(fā)了面向?qū)嵜某丝投嗄Ｉ矸菡J(rèn)證與多元支付技術(shù)。整體業(yè)務(wù)流程分為用戶信息采集、身份驗(yàn)證、匹配放行、第三方支付四個(gè)環(huán)節(jié)。

該技術(shù)支持臉碼混合驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了乘客快速無感過閘，極大提升了乘客出行體驗(yàn)和通行效率，同時(shí)也有效降低了地鐵公司票務(wù)運(yùn)營管理成本。該技術(shù)集成了支付寶、微信、銀聯(lián)等多種主流支付方式，并采用信用消費(fèi)模式，讓乘客享用“先乘后付”的便捷服務(wù)，后期還將引入數(shù)字人民幣等創(chuàng)新應(yīng)用，持續(xù)促進(jìn)南京地鐵票務(wù)服務(wù)向多元化、數(shù)字化升級(jí)。

（二）跨市域出行互聯(lián)互通體系研究

隨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化戰(zhàn)略實(shí)施，乘客跨市出行的需求與日俱增，給城軌運(yùn)營管理水平和乘客滿意度提升帶來了新的挑戰(zhàn)。國家交通強(qiáng)國戰(zhàn)略和數(shù)字交通規(guī)劃都提出要大力推進(jìn)交通出行的互聯(lián)互通，讓乘客出行更便捷、更高效。

南京地鐵深入研究了行業(yè)內(nèi)互聯(lián)互通的幾種模式，遵循最小改動(dòng)原則，構(gòu)建了適合南京地鐵的互聯(lián)互通體系（圖1）。該體系既支持城軌易行互通模式，也支持點(diǎn)對點(diǎn)互通模式，具有良好的靈活性與可擴(kuò)展性。

圖1 南京地鐵互聯(lián)互通體系

通過乘車碼互通模塊向外開放南京地鐵乘車碼業(yè)務(wù)接口規(guī)范，將南京地鐵乘車碼輸出賦能給其他城市地鐵官方APP，同時(shí)集成外部接口，將其他城市乘車碼接入賦能給南京地鐵官方APP，從而實(shí)現(xiàn)乘車碼的互聯(lián)互通。

城軌易行互通模式：“一次接入、多城互通”。南京地鐵官方APP 通過乘車碼互通模塊與城軌易行平臺(tái)業(yè)務(wù)接口對接，根據(jù)城軌易行平臺(tái)接入規(guī)范完成城軌易行SDK 的集成，實(shí)現(xiàn)南京地鐵官方APP 到城軌易行互通城市的掃碼乘車；城軌易行平臺(tái)將南京地鐵乘車碼業(yè)務(wù)邏輯封裝到易行SDK，輸出給互通城市官方APP，以統(tǒng)一技術(shù)及業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)城軌易行互通城市官方APP 到南京地鐵的掃碼乘車。

點(diǎn)對點(diǎn)互通模式：適用于未接入城軌易行平臺(tái)的城市，如上海。南京地鐵官方APP 通過乘車碼互通模塊與上海地鐵官方APP 后臺(tái)直接對接，根據(jù)雙方商定的互通規(guī)范完成上海地鐵乘車碼SDK 的集成，實(shí)現(xiàn)南京地鐵官方APP 到上海地鐵的掃碼乘車。上海地鐵官方APP 根據(jù)互通規(guī)范集成南京地鐵乘車碼SDK，實(shí)現(xiàn)上海地鐵官方APP 到南京地鐵的掃碼乘車。

本研究提出的互聯(lián)互通體系適用于不同應(yīng)用場景，可在不改造互聯(lián)網(wǎng)票務(wù)平臺(tái)與終端設(shè)備的前提下快速實(shí)現(xiàn)與其他城市的互聯(lián)互通，不僅對票務(wù)運(yùn)營工作起到了降本增效的作用，也節(jié)省了乘客跨城乘坐地鐵的購票時(shí)間，對提升市民滿意度以及城市形象具有良好的促進(jìn)作用。

（三）地下車站智能導(dǎo)航技術(shù)研究

由于地鐵站內(nèi)空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜、服務(wù)設(shè)施多且人流密集，如何使乘客在下車后快速、準(zhǔn)確地找到目的地，成為當(dāng)前地鐵出行的一個(gè)痛點(diǎn)。目前人們常用的導(dǎo)航系統(tǒng)，如百度、高德，依賴于北斗、GPS 等衛(wèi)星定位系統(tǒng)，可以解決絕大多數(shù)場景下的出行問題，但是在建筑物內(nèi)部，因衛(wèi)星信號(hào)缺失導(dǎo)致手機(jī)無法準(zhǔn)確定位，給乘客出行帶來了困難。

新街口站是南京地鐵1 號(hào)線、2 號(hào)線換乘車站，位于“中華第一商圈”新街口中心區(qū)域，為地下三層島式車站，共有24 個(gè)出口，具有很強(qiáng)的代表性。南京地鐵選擇新街口站為試點(diǎn)，研發(fā)了一種新型的適合地下交通樞紐站場景的藍(lán)牙高精度定位技術(shù)——地下車站智能導(dǎo)航技術(shù)（圖2），通過iBeacon 定位配合APP 應(yīng)用，為站內(nèi)乘客提供智能導(dǎo)航服務(wù)，讓乘客不在為辨別方向而煩惱，具有很好的示范意義。

圖2 地下車站智能導(dǎo)航技術(shù)總體架構(gòu)圖

本研究提出的導(dǎo)航技術(shù)基于地圖數(shù)據(jù)及藍(lán)牙定位設(shè)備為乘客提供服務(wù)，其中地圖數(shù)據(jù)提供空間信息支撐，藍(lán)牙定位設(shè)備提供定位硬件基礎(chǔ)。

地圖數(shù)據(jù)格式為矢量數(shù)據(jù)格式，制圖內(nèi)容包括地理信息基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)以及路網(wǎng)、通行節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)繪制，地圖要素包含地鐵站出入口、通道和路網(wǎng)、店鋪、服務(wù)設(shè)施等，且數(shù)據(jù)支持根據(jù)起始點(diǎn)和終止點(diǎn)在導(dǎo)航地圖路網(wǎng)中規(guī)劃最優(yōu)路徑。

定位方式為在地鐵站內(nèi)安裝部署一定數(shù)量的藍(lán)牙定位信標(biāo)，通過信標(biāo)發(fā)射藍(lán)牙信號(hào)，組成藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)，手機(jī)APP 通過打開藍(lán)牙功能掃描周邊藍(lán)牙信號(hào)，結(jié)合定位算法計(jì)算出用戶當(dāng)前位置，實(shí)現(xiàn)站內(nèi)的實(shí)時(shí)定位。該技術(shù)有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)導(dǎo)航系統(tǒng)在地鐵站內(nèi)的服務(wù)空白，未來將逐步推廣至南京地鐵其余站點(diǎn)，并對接第三方地圖導(dǎo)航，實(shí)現(xiàn)站內(nèi)外導(dǎo)航的自動(dòng)切換，覆蓋乘客出行全過程。

（四）智慧出行信息服務(wù)體系研究

隨著城市軌道交通的不斷發(fā)展，市民對軌道交通的信息需求也越發(fā)迫切，對信息服務(wù)的質(zhì)量、時(shí)效以及真實(shí)性要求也越來越高。深入分析乘客出行需求，并以之為基礎(chǔ)初步建立信息服務(wù)體系，進(jìn)而實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地將軌道交通信息傳達(dá)至乘客，是保證城市軌道交通安全高效運(yùn)營的關(guān)鍵。

南京地鐵充分整合了現(xiàn)有信息資源，借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)字化方式，集成出行服務(wù)類、文化宣傳類等多類信息，其中出行服務(wù)類信息包括首末班車時(shí)間、線路信息、站點(diǎn)信息、票價(jià)、運(yùn)營公告等；文化宣傳類信息除地鐵建設(shè)、運(yùn)營、資源等最新資訊外，首次將全線網(wǎng)車站公共藝術(shù)品搬進(jìn)線上，金陵風(fēng)貌、節(jié)慶風(fēng)俗、紅樓藝術(shù)等眾多主題藝術(shù)墻集美感與內(nèi)涵于一體，承載了南京兩千年的文化積淀與濃厚底蘊(yùn)，方便乘客在出行過程中觸碰歷史與文脈，享受文化熏陶，徜徉其間。后續(xù)還將融入生活服務(wù)類信息，建立多元一體化綜合信息服務(wù)體系，與官方微博、微信公眾號(hào)、抖音等自媒體資源聯(lián)動(dòng)共享，并基于大數(shù)據(jù)技術(shù)，向用戶提供精準(zhǔn)化信息推送服務(wù)。

（五）數(shù)字化出行助手產(chǎn)品設(shè)計(jì)研究

圍繞軌道交通出行場景，運(yùn)用新一代信息技術(shù)，設(shè)計(jì)數(shù)字化出行助手產(chǎn)品，進(jìn)一步豐富完善南京地鐵智慧出行乘客服務(wù)體系，使乘客出行更便捷舒適。

一是路徑規(guī)劃。根據(jù)用戶選擇的起始站與終點(diǎn)站智能規(guī)劃出行路徑，并顯示預(yù)估時(shí)間、票價(jià)、換乘次數(shù)等信息，讓乘客在出行前對行程做到“心中有數(shù)”。支持多種策略方式，包括最短路徑、最少用時(shí)、最少換乘等，用戶可根據(jù)自己的偏好進(jìn)行選擇，定制個(gè)性化的出行路線。該功能有效提高了乘客出行效率與出行體驗(yàn)。后續(xù)將持續(xù)優(yōu)化路徑規(guī)劃算法，增加擁擠度等判定要素，使出行規(guī)劃更合理。

二是電子發(fā)票。將各支付渠道（如支付寶、微信、銀聯(lián)等）交易數(shù)據(jù)集中匯總在同一平臺(tái)開具電子發(fā)票，方便用戶查詢下載，支持多個(gè)訂單合并開票，以及前端發(fā)票沖紅操作。

三是失物招領(lǐng)。實(shí)現(xiàn)失物招領(lǐng)信息（包括：失物類別、物品描述、拾獲地點(diǎn)、拾獲時(shí)間、物品狀態(tài)等）錄入、審核、展現(xiàn)、乘客查看、預(yù)約領(lǐng)取、領(lǐng)取、物品下線等功能。失物展現(xiàn)可按照物品類型分類，乘客可通過車站、線路等維度進(jìn)行查找。

四是愛心雨傘。實(shí)現(xiàn)線上雨傘租借、雨傘庫存管理等功能。租借后，要求在7 日內(nèi)到任意站點(diǎn)歸還，如果逾期未歸還，平臺(tái)將自動(dòng)扣取押金。租借者因特殊原因無法按時(shí)歸還，可通過APP 進(jìn)行申訴，申訴成功后，可在規(guī)定時(shí)間內(nèi)至任意站點(diǎn)退還雨傘，押金將按原路返回其賬戶。

五是致歉信。根據(jù)故障等級(jí)、故障范圍、延誤時(shí)間等信息自動(dòng)生成致歉信，乘客可在APP 中進(jìn)行領(lǐng)取，作為單位考勤延誤的補(bǔ)充說明。

六是智能客服。按照南京地鐵知識(shí)庫審核制度建立客服知識(shí)庫，提供集智能機(jī)器人自動(dòng)回答、在線人工客服詢問解答、在線電話客服于一體的智能客服服務(wù)。結(jié)合AI 語音識(shí)別技術(shù)，智能機(jī)器人可對乘客語音信息進(jìn)行收集、識(shí)別與理解，快速匹配知識(shí)庫，解答乘客疑問?？头R(shí)庫支持單條及批量修改、文件導(dǎo)入等更新模式，易于管理與維護(hù)。

二、項(xiàng)目實(shí)施過程與總體架構(gòu)

在前期對城軌官方APP 相關(guān)業(yè)務(wù)深入調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，南京地鐵于2021 年底開展官方APP項(xiàng)目（“與寧同行”APP）建設(shè)工作，推動(dòng)智慧出行服務(wù)體系落地實(shí)施。

（一）業(yè)務(wù)框架、技術(shù)架構(gòu)

項(xiàng)目采用“1+1+N”的業(yè)務(wù)框架體系，“1 個(gè)服務(wù)門戶”和“1 個(gè)管理平臺(tái)”是乘客數(shù)字化出行服務(wù)基礎(chǔ)保障，“N 個(gè)服務(wù)場景”是為社會(huì)公眾提供的圍繞地鐵出行資源開展的數(shù)字化場景服務(wù)建設(shè)。

1 個(gè)服務(wù)門戶：提供基礎(chǔ)服務(wù)、智能服務(wù)、便民服務(wù)、文化宣傳、用戶服務(wù)與推送管理等功能。依托服務(wù)門戶，形成對外展示窗口，集乘客服務(wù)、行業(yè)新聞、運(yùn)營信息、地鐵文化等為一體的多樣化、數(shù)字化、智慧化觸點(diǎn)。

1 個(gè)管理平臺(tái)：由統(tǒng)一應(yīng)用管理、統(tǒng)一用戶管理、統(tǒng)一支付管理、統(tǒng)一基礎(chǔ)支撐、統(tǒng)一接口管理五部分組成。通過該平臺(tái)支撐APP 多樣化功能的實(shí)現(xiàn)，一方面可面向地鐵出行服務(wù)場景協(xié)同資源調(diào)配，另一方面可面向乘客及企業(yè)提供協(xié)同配套服務(wù)。平臺(tái)具備開放性與可拓展性，并提供標(biāo)準(zhǔn)接口與規(guī)范，為后期接入多樣化資源與外部前端應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

N 個(gè)服務(wù)場景：以地鐵出行場景為基礎(chǔ)，提供開放的、多樣化的軌道交通數(shù)字化場景服務(wù)能力，不僅可與公交車、出租車、共享單車等應(yīng)用場景對接，也支持與“吃”“住”“游”“購”“娛”等本地生活服務(wù)資源對接，聚合商業(yè)生態(tài)，為用戶提供全場景出行服務(wù)。

技術(shù)架構(gòu)：項(xiàng)目采用當(dāng)前主流的分布式服務(wù)框架（SpringCloud）、分布式事物框架（Zookeeper）、快速消息框架（RocketMQ）、分布式緩存框架（Redis）、分布式數(shù)據(jù)庫集群（Mycat/DRDS）、對象化數(shù)據(jù)訪問（MyBatis）、多層負(fù)載均衡（Nginx）等技術(shù)，確保系統(tǒng)的高可用、高安全、高可靠、高擴(kuò)展性，追求硬件資源的最大利用率，提升系統(tǒng)性能。

（二）網(wǎng)絡(luò)部署架構(gòu)

“與寧同行”APP 服務(wù)端主要部署在華為云上，前端APP 應(yīng)用通過公網(wǎng)同APP 后臺(tái)進(jìn)行交互，APP后臺(tái)通過主備兩條網(wǎng)絡(luò)專線與南京地鐵移動(dòng)支付平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。APP 數(shù)據(jù)通過華為云WAF 防火墻后，由VPC 服務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_(tái)K8S 集群及RDS 數(shù)據(jù)庫服務(wù)，由集群中的容器提供相應(yīng)的功能。通過購買華為云的云防火墻、Web應(yīng)用防火墻、態(tài)勢感知、企業(yè)主機(jī)安全等服務(wù)來保證系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全。

三、項(xiàng)目建設(shè)成效及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

“與寧同行”APP 自2022 年4 月15 日正式上線以來，豐富優(yōu)質(zhì)的服務(wù)功能，得到了不少稱贊與好評(píng)。微信支付渠道的引入解決了南京市民多年來的地鐵出行訴求，新街口站內(nèi)導(dǎo)航的實(shí)施應(yīng)用讓旅客徹底和“迷路地下城”說再見，地鐵公共藝術(shù)品的展現(xiàn)帶領(lǐng)用戶開啟一場軌道上的文化之旅……

上線僅半年，“與寧同行”APP 累計(jì)注冊用戶已突破18 萬，行程訂單數(shù)共計(jì)約67 萬單，交易金額共計(jì)約290 萬元，目前已實(shí)現(xiàn)與14 個(gè)城市軌道交通的互聯(lián)互通。同時(shí)，“與寧同行”APP 的上線節(jié)約乘客出行時(shí)間，提升乘客出行滿意度，緩解軌道交通運(yùn)營壓力，便捷百姓“低碳出行”，促進(jìn)地鐵智能化發(fā)展，提高車站周邊商業(yè)服務(wù)活躍度，推動(dòng)信息技術(shù)在出行領(lǐng)域的深度應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)軟件和交通的數(shù)字化融合，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

項(xiàng)目建設(shè)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)如下：MaaS 的核心是精準(zhǔn)理解乘客出行需求。從乘客體驗(yàn)的角度出發(fā)，關(guān)注乘客差異化訴求，改善乘客服務(wù)短板，提升出行服務(wù)品質(zhì)，是吸引用戶下載使用官方APP 的關(guān)鍵。

一是要建立覆蓋乘客出行全過程的智慧服務(wù)體系。南京地鐵通過官方APP 項(xiàng)目一期的建設(shè)已初步搭建智慧出行乘客服務(wù)體系，未來將根據(jù)用戶的反饋及要求，不斷豐富完善應(yīng)用功能，讓服務(wù)覆蓋到乘客出行前、進(jìn)站、候車、乘車、換乘、出站各個(gè)環(huán)節(jié)，持續(xù)提升用戶體驗(yàn)。

二是要打造多層次一體化互聯(lián)互通體系。加強(qiáng)業(yè)內(nèi)的縱向溝通，推進(jìn)與更多城市地鐵互聯(lián)互通進(jìn)程，不斷擴(kuò)大南京的出行“朋友圈”；同時(shí)促進(jìn)橫向協(xié)調(diào)，以城市軌道交通為龍頭，逐步突破與公交、出租車、共享單車等其它出行場景的互聯(lián)互通，構(gòu)建多層次一體化互聯(lián)互通體系，這也與MaaS 整合不同交通出行方式的理念相一致。

三是構(gòu)建基于出行場景的生態(tài)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)多業(yè)態(tài)融合。在城市出行、跨區(qū)域出行的基礎(chǔ)上，探索“出行+”模式，不斷拓展出行服務(wù)邊界。通過融入更多生活場景來激發(fā)滿足用戶多元化的出行需求，同時(shí)聯(lián)動(dòng)地鐵沿線商業(yè)場景資源，運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)對用戶進(jìn)行畫像，提供“千人千面”的精準(zhǔn)營銷服務(wù)，推進(jìn)流量經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)“出行+生活+商業(yè)”的跨界聚合，使“與寧同行”APP 成為南京智慧出行生態(tài)服務(wù)門戶，為用戶帶去更加豐富的高品質(zhì)服務(wù)。