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电子支付方式在杭州地铁票务系统中的实现
发布日期:2019-02-28 17:41:09

周晓燕, 王  岩, 寿璐芸, 陆杰钢
( 杭州市地铁集团有限责任公司, 杭州 310017)
 

摘    要: 杭州地铁票务系统电子支付项目分为银联云闪付购票和手机购票两个部分,首先从项目背景和可行 性论证入手,简要说明该项目采取直接接入自动售检票 AFC系统模式的原因。 在系统技术方案的介绍中,重 点描述在原有轨道交通清分中心 ACC系统中新设的电子支付平台,与银联、支付宝后台系统的网络连接方 式,以及在新设硬件平台上的软件设计及业务逻辑,包括 AFC各层的交易数据传输、存储和异常处理,最后对 电子支付项目上线运行的效果进行分析,并对该项目后续的发展进行了展望。
关键词: 杭州地铁; 电子支付; 互联网 +; 自动售检票( AFC)
中图分类号: U231      文献标志码: A    文章编号: 1672 - 6073(2017)03 - 0115- 04
 

ImpIementationofe-PaymentinAFCSystem ofHangzhouMetro
ZHOUXiaoyan, WANG Yan, SHOULuyun, LUJiegang

( Hangzhou MetroGroup Co., Ltd., Hangzhou 310017)

Abstract: Thee-PaymentprojectofHangzhou Metro  wasdivided  into  two  parts: theUnionPay  Quickpassand  QRpayment. Thispaperstarted from theprojectbackground presentation and thefeasibility  study, and  briefly  explained  thereason  why  the projectadoptsdirectaccessto AFCsystem.In theintroduction ofthesystemtechnology scheme, thepapermainly described the newe-Paymentplatform in theoriginalACCsystem and thenetwork connection with theCUPand theAlipay background sys- tem.Italso described  thesoftwaredesign  and  thelogicdeployed  on  thenew hardwareplatform, including  thetransmission, storageand exception handling oftransaction dataforeach AFClayers.Finally, thepaperanalyzed theon-lineoperation effect ofe-payment, and forecasted thedevelopmentoftheproject.
Keywords: Hangzhou Metro; e-Payment; internet+; AFCsystem
 
 
       城市轨道交通是一种方便快捷、运载效率较高的 公共交通工具, 能大幅度提升公共交通出行分担率。 目前国内的城市轨道交通线网,已基本实现了 AFC自 动售检票系统的覆盖。
       2015 年 7 月,国务院印发《 国务院关于积极推进“ 互联网 +” 行动的指导意见  [1] ,鼓励传统行业树立 互联网思维,积极与“ 互联网 +” 相结合。 按照目前的 经济社会发展趋势,以互联网支付、非接触支付等为代 表的支付电子化将占有越来越重要的地位。 本文以杭 州地铁已开展的票务系统电子支 付 项 目为例,对 票 务系统实现电子支付进行研究[2  4] 。


1   项目背景
       杭州作为知名的旅游城市,近几年年均接待的游 客数量已达上亿人次,规模庞大的外地游客和外来人 员是购买单程票乘坐地铁的主力军。 每逢周末、节假 日,各重要交通枢纽站点和景区站点站厅购票人员异 常密集,客流组织难度较大。 传统的以客流疏导、新增 TVM( 自动售票机) 购票设备等为代表的应对方式,其 边际效用逐渐下降,已经越来越难以提升乘客乘车体 验和通行效率[5  6] 。
       另一方面,TVM设备中纸币和硬币模块建设投资 占比较大,故障率及相应的维护成本也较高;大量的小 额现金收集、清点、保管、上交工作给车站一线员工带来了巨大的工作量和心理压力。        为了有效破解乘客购票难,体验差的现状,同时也为了降低运维成本,减轻员工压力,杭州地铁积极探索电子支付方式在 AFC系统中的实现。
       2016 年 9 月,G20 峰会在杭州举办。  杭州地铁以 此为契机,充分考虑乘客使用习惯、支付快捷性、技术 成熟度及安全性,选择支付市场中的银联和支付宝作 为合作方,将地铁票务系统打造成体现杭州形象的重 要窗口。


2   可行性论证
       地铁票务系统作为地铁的生产系统,一般独立运 行、物理封闭,与外网没有链接的节点。  目前,国内正 在试点开展的城市轨道交通票务系统电子支付项目, 其电子支付系统均自成体系,不与原有的票务系统进 行链接[7 8] 。
       在这种架构下,新增设备不属于 AFC系统内部设 备,未纳入日常运营维护体系中,车站也无法在第一时 间内对设备的故障信息进行响应,从而造成服务质量 的下降。  为了提高整体服务质量,方便后续的系统运 维,同时考虑到银联和支付宝后台系统较高的安全性, 经多轮技术和安全性论证,决定采用将电子支付直接 纳入 AFC系统的模式。
 

3       系统技术方案及应用
3.1  网络架构设计

       项目的网络架构拓扑结构如图 1 所示( 其中虚线框内为新增设备)。

       电子支付项目网络架构的设计保持各线路 AFC系统 和 ACC清分中心网络不变,ACC清分系统通过防火墙、交 换机,以专线方式分别接入到银联和支付宝系统[9] 。
       通过这种方式,ACC服务器在业务上可实现与地 铁线路自助售票机通信,对外访问银联、支付宝系统。 电子支付平台由 2 台负载均衡设备及若干台业务服务 器组成,其中负载均衡设备可减轻单台服务器的处理 压力,使各服务器均衡地处理并发业务,为运营提供更 可靠的服务[10] 。


3.2  软硬件设计及业务逻辑
      电子支付项目的后台处理软件统一部署在电子支付平台上,银联云闪付和子机购票 2 个子项目共用 1 套后台软件;在车站终端设备中,联云闪付和子机购票 2 个 子项目分别独立部署在TVM( 售票机) 及 TFM( 取票机) 中,可以实现两个子项目的单独控制、软件升级等功能。 同时,该软件后台与原 ACC系统共用同一套数据库,可 以单独生成或合并生成各类报表,从而保证整个 ACC核 心业务数据的兼容性和完整性。

       安装车站终端设备时,项目通过对原有 TVM 进行 改造,加装银行卡非接触受理模块,增设通信接口,完 成银联云闪付的功能实现,改造后的 TVM 设备不影响 原有功能;通过在车站新设 TFM 取票机,完成支付宝 进行子机购票的功能实现。
       乘客在进行银联云闪付购票时,只需在 TVM机选择相应选项,将具备相应功能的银行 IC卡或非接触设备在 终端读卡区域一拍即可完成支付;在进行 支付 宝 子 机 购 票 时, 可 先 行 在 杭 州 地 铁 APP、支付宝城市服务等渠道点选起点站、 终点站、数量进行购票,取得购票二维码,至 相应车站将二维码对准车站 TFM机进行扫 描,即可获取地铁票。
       在后台,两个子项目的业务逻辑基本相同:
       1)  在银联读卡设备和二维码读头获 取信息后,终端设备以报文的形式向 ACC 电子支付平台发送相关信息,并由 ACC电 子支 付 平 台 通 过 专 网 转 发 至 银 联 或 支 付宝。
       2)  回传时,银联后台进行合法性验证 并完成扣款,将扣款信息返回至 ACC电子 支付平台;支付宝后台完成二维码核销,将核销信息返回至 ACC电子支付平台。
       3) ACC电子支付平台将相关信息转发至终端设 备并完成出票。
       4) 终端设备将票号等信息以报文的形式上传至 电子支付平台,同时在设备本地生成交易记录,交易记 录以交 易 文 件 的 形 式 通 过 原  AFC网 络 逐 级 上 传 至 ACC清分系统。
       此外,改造后的 TVM也可同时接受现金购票和银联云闪付购票。

 

3.3  交易数据及异常处理
       电子支付产生的数据与传统的 AFC数据在各级系 统的存储与传输上具有差异性。
       传统的 AFC系统为确保数据的完整性,对交易数 据基本采用层层存储、层层转发的设计。 由于从设备、 车站到线路、线网各级都有相应的数据,因而对系统整 体实效性有一定的影响;而电子支付需要与资金提供 方进行实时连接,对全系统实时性要求较高。 为了确 保实时性及数据的准确性,电子支付项目对交易数据 的处理分为两部分, 一是与资金方连接时通过传统 AFC系统的网络连接到线网,但数据只存储在 ACC,不 存储在其余各层,节约了一定的时间成本;二是各设备 生成的交易数据纳入原来 AFC系统,日常的清分、结算 仍按照既有的业务规则处理。
       目前产生的设备异常数据主要为日切时间不一致 导致的异常( 目前银行系统的日切时间是夜晚 23:00, 杭州地铁是凌晨 2:00),此外还有交易过程中设备故障( 例如卡票) 导致的数据异常等。 由于所有的交易记录 都可以通过系统平台查询,因此电子支付项目对异常 记录的处理效果比传统的现金购票更有优势,可追溯 性也较强。
 

4   项目运行情况
       在确定了各项具体方案后,项目顺利通过实验室 测试和正线试运行的考验,在全线网投入正式运营,达 到了预期的效果。
       本项目于 2016 年 8 月 25 日开始试运行,在系统试 运行期间,杭州地铁方积极昕取乘客意见,并根据试运 行的实际情况,对系统进行了优化完善并于 9 月底正 式投入运营,新增的非现金售票机及取票机实现整个 线网的覆盖。 截至 2016 年底,共计部署具备银联云闪 付功能的 TVM设备 199 台,约占总售票机的 1 I3;支付 宝取票设备 56 台,每站至少 1 台,未来根据实际使用 情况,适时考虑增加取票机。
       从项目运行的情况看,截至 2017 年 2 月,银联与 子机取票变化趋势如图 2 所示,数据为周均取票数占 单程票售卖总数的比例。 以周为单位进行统计可以避 免工作日与双休日客流的变化所带来的扰动。 图 2 中 右侧趋势突然下降的部分对应春节期间电子支付购票 减少的客流。

       从图 2 中数据可以看出,自杭州地铁电子支付购 票投入运营以来,使用比例快速上升,合计已占到全部 单程票售卖比例的 30%以上,充分体现了乘客对电子 支付方式购票的认可,较大程度缓解了车站排队购票 所带来的客流组织压力,减小了车站的现金管理、设备 维护压力。
       电子支付上线后带来的主要改变有:
       1) 用子机购票,事先就可提前购票,到了站里刷子机购票二维码,两三秒内就可拿到票;
       2) 不用兑换零钱,使用银联 IC卡和子机云闪付购票大大缩短了购票时间;
       3) 减少了车站票务备用金的数量和兑零、补币的工作量;
       4) 有效降低了建设及运营维护成本,解决了自助 购票机需要专人维护,机器内的现金模块必须进行定 期更换、维护,耗时耗资等问题。
 


5   结语
        本文对杭州地铁已投入运营的票务系统电子支付 项目的项目背景、可行性研究、系统技术方案做了简要 介绍,对项目投入运营后的成效进行了分析。 项目从立 项到最终投入运营历时仅 5 个多月,在不影响地铁正常 运营的前提下,克服了时间紧,系统方案设计、软件开发 和测试工作量大等诸多困难,确保了本项目的如期上线。 在互联网支付、非接触支付等支付方式蓬勃发展 的今天,电子支付必将成为城市轨道交通 AFC系统的 标配。 本项目打破地铁票务系统的传统业务模式,将电子支付直接纳入地铁原有票务系统,完成后台系统 搭建,也是“ 互联网 +” 在地铁传统票务平台的一次业 务模式创新,可为后续电子支付的全面铺开打好基石。 未来,杭州地铁将把票务系统电子支付模式作为后续 新线建设的标准配置,实现电子支付网络化。
 
 
 
收稿日期, 2017 03 30 修回日期, 2017 04 28
第一作者, 周晓燕,女,硕士,科长,高级工程师,主要从事地铁票务 系统的工作与研究,zhouxiaoyan@hzmetro com

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