二維碼地鐵取票機(jī)的研究實(shí)現(xiàn)

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摘要：研究了一種乘客基于二維碼支付地鐵車票的取票機(jī)，相對(duì)于現(xiàn)金自動(dòng)售票機(jī)，其具備高效、便捷、降低成本的優(yōu)勢(shì)。二維碼取票機(jī)接受移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)電子支付，具備一次出售多張車票的功能。這種新型取票機(jī)解決了傳統(tǒng)現(xiàn)金購(gòu)票帶來(lái)的不便問(wèn)題，取消了傳統(tǒng)自動(dòng)售票機(jī)昂貴的紙幣識(shí)別機(jī)芯和出鈔找零模塊，減少了購(gòu)置安裝和運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本，提高了購(gòu)票效率，同時(shí)，乘客可以在二維碼取票機(jī)上對(duì)城市交通一卡通車票及軌道交通專用車票的車票內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢。

關(guān)鍵詞：移動(dòng)支付；二維碼取票機(jī)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

0引言

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展與快速演變，催生了移動(dòng)支付及二維碼支付。我國(guó)已經(jīng)進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)3.0時(shí)代，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)終端產(chǎn)品在軌道交通領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用，互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新成果與交通服務(wù)融合發(fā)展形成新業(yè)態(tài)，信息化、跨界化、虛擬化、體驗(yàn)化不斷推動(dòng)我國(guó)軌道交通服務(wù)發(fā)展[1]。鐵路互聯(lián)網(wǎng)取票機(jī)就是在這種背景下產(chǎn)生，是對(duì)傳統(tǒng)現(xiàn)金自動(dòng)購(gòu)票設(shè)備的一次技術(shù)革新，該方案已成功應(yīng)用于廣州地鐵運(yùn)營(yíng)線路。

1研究背景

自動(dòng)售檢票系統(tǒng)（AutomaticFareCollectionSystem），簡(jiǎn)稱AFC系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)售票、檢票、計(jì)費(fèi)、收費(fèi)、統(tǒng)計(jì)、清分、管理等全過(guò)程的自動(dòng)化系統(tǒng)，AFC系統(tǒng)包括清分中心(ICCS)、線路計(jì)算機(jī)(LCC)、車站控制室(SC)、車站終端設(shè)備(SLE)[2]，傳統(tǒng)售票機(jī)主要功能是幫助乘客實(shí)現(xiàn)現(xiàn)金和票之間的流轉(zhuǎn)。對(duì)于運(yùn)營(yíng)方地鐵來(lái)說(shuō)，售票機(jī)必須裝備昂貴的現(xiàn)金處理模塊，包括紙幣識(shí)別模塊，硬幣識(shí)別與找零模塊等[3]。運(yùn)營(yíng)安裝和維護(hù)成本較高。對(duì)于乘客方來(lái)說(shuō)，使用紙幣購(gòu)票會(huì)造成一定的不便。

2關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)

新型二維碼取票機(jī)的方案取消了現(xiàn)金售票機(jī)的現(xiàn)金處理模塊，用移動(dòng)碼支付作為乘客支付車票的接口，移動(dòng)支付通過(guò)掃描二維碼（微信或支付寶）實(shí)現(xiàn)；其他模塊與傳統(tǒng)售票機(jī)保持了兼容，這樣對(duì)AFC設(shè)備終端廠商來(lái)說(shuō)，減少了對(duì)新模塊研發(fā)投入和維護(hù)成本，便于保養(yǎng)。

2.1硬件設(shè)計(jì)

為保持同一項(xiàng)目?jī)?nèi)的自助設(shè)備關(guān)鍵模塊的型號(hào)一致性，降低物料管理和備件采購(gòu)成本，互聯(lián)網(wǎng)取票機(jī)的模塊配置在功能和性能得到充分保障的情況下，最大范圍地兼容了地鐵現(xiàn)有自動(dòng)售票機(jī)的同類配置，二維碼取票機(jī)安裝在車站非付費(fèi)區(qū)內(nèi)，由主控單元、乘客觸摸顯示屏、單程票處理模塊、二維碼掃描模塊、無(wú)線上網(wǎng)模塊、電源模塊及機(jī)殼等部件組成，（1）主控單元主控單元采用32位高性能處理器，符合工業(yè)級(jí)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，具有良好的抗電磁干擾性能，能保證整機(jī)全天24小時(shí)不停機(jī)地穩(wěn)定運(yùn)行，安裝在設(shè)備主控單元內(nèi)的設(shè)備控制軟件可由LCC通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下載或便攜式設(shè)備下載。主控單元配置了8GB的DOM卡存儲(chǔ)器，能至少保存20天的交易數(shù)據(jù)和設(shè)備數(shù)據(jù)，可在SC通信中斷情況下單機(jī)運(yùn)行。（2）二維碼掃描模塊取票機(jī)的二維碼掃描模塊作為移動(dòng)支付的核心設(shè)備，本方案設(shè)計(jì)的二維碼掃描模塊，由于采用了硬解碼方式進(jìn)行解碼二維碼，具有處理速度快、識(shí)別精準(zhǔn)等特點(diǎn)，（3）單程票處理模塊二維碼取票機(jī)的車票處理單元采用成熟的技術(shù)，并已成功應(yīng)用于廣州五號(hào)線及廣州二八拆分線和四號(hào)延長(zhǎng)線，實(shí)際使用效果良好。該裝置包括以下幾個(gè)部分：控制板、單程票補(bǔ)票箱、單程票回收箱、廢票箱、車票讀寫(xiě)器（由車票讀寫(xiě)器供貨商提供）、車票傳送機(jī)構(gòu)、傳感器、電磁閥等[4]。出票通道的基本動(dòng)作即是通過(guò)控制電磁閥將車票從一段通道送到另一段通道、車票賦值和校驗(yàn)。只要讀寫(xiě)區(qū)有票，讀寫(xiě)器就可以對(duì)區(qū)域內(nèi)的車票進(jìn)行讀寫(xiě)，所以可以在車票從供票通道A/B電磁閥掉進(jìn)讀寫(xiě)區(qū)的同時(shí)開(kāi)始對(duì)車票讀寫(xiě)。而且車票讀寫(xiě)不涉及到電磁閥動(dòng)作，可以同時(shí)出票到供票通道。在控制板的控制下，單程票處理模塊自動(dòng)完成供票、讀寫(xiě)、校驗(yàn)及出票的處理。如校驗(yàn)失敗，車票被送到廢票箱，同時(shí)設(shè)備嘗試再次發(fā)售車票。如果連續(xù)出現(xiàn)校驗(yàn)錯(cuò)誤的次數(shù)達(dá)到設(shè)置的次數(shù)時(shí)，設(shè)備暫停服務(wù)，并顯示上傳相關(guān)狀態(tài)信息。為了保護(hù)乘客的利益，在無(wú)法發(fā)售車票的情況下，主控單元會(huì)發(fā)提示車票購(gòu)置不成功，請(qǐng)聯(lián)系客服。通過(guò)給車票讀寫(xiě)器發(fā)送指令，能進(jìn)行不同票種、不同金額的車票編碼。發(fā)售的票種、金額可通過(guò)從SC下載參數(shù)設(shè)置。

2.2軟件設(shè)計(jì)

二維碼取票機(jī)支付架構(gòu)如圖4所示，該系統(tǒng)除了接入原有地鐵車站AFC系統(tǒng)外，新增加功能是乘客互聯(lián)網(wǎng)取票機(jī)掃碼支付，支付模塊通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)接入第三方支付服務(wù)器（微信/支付寶），第三方支付服務(wù)器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將支付數(shù)據(jù)傳送給地鐵清分服務(wù)器系統(tǒng)[5]。取票機(jī)軟件由多個(gè)功能子模塊組成，本文重點(diǎn)介紹操作模式設(shè)置模塊和安全管理模塊。（1）操作模式設(shè)置模塊正常操作模式：接受網(wǎng)上購(gòu)票現(xiàn)場(chǎng)取票，可查詢車票信息；乘客按選擇目的地→選票種→選數(shù)量→二維碼支付的順序購(gòu)買(mǎi)車票。乘客選擇目的車站、票種、張數(shù)以及所需的金額和已支付的金額將顯示在乘客顯示器上。在出票時(shí)，有聲光提示。取票機(jī)具備多模式選站功能，至少能按區(qū)域、按線路、按票價(jià)三種方式選擇目的車站。受限操作模式：設(shè)備的一部分模塊發(fā)生故障或達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定參數(shù)時(shí)，互聯(lián)網(wǎng)取票機(jī)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為受限操作模式，排除相應(yīng)模塊的故障后，互聯(lián)網(wǎng)取票機(jī)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為正常操作模式。僅可查詢車票信息模式：乘客可以在互聯(lián)網(wǎng)取票機(jī)上對(duì)“羊城通”、“佛山交通卡”及軌道交通專用車票的車票內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢。所有涉及到“羊城通”、“佛山交通卡”的查詢需求應(yīng)符合“羊城通”系統(tǒng)的要求。能對(duì)軌道交通車票內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，包括金額、余額、有效期、交易記錄等。（2）安全管理模塊二維碼取票機(jī)的設(shè)計(jì)具備足夠的安全性，保證在正常運(yùn)行的情況下，站務(wù)人員在加票和結(jié)賬車票的整個(gè)過(guò)程中完全不能接觸到任何車票。設(shè)備在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上保證非授權(quán)人員無(wú)法在不拆卸或破壞設(shè)備的情況下拿出任何車票，同時(shí)在軟件設(shè)計(jì)上保證非授權(quán)人員不能作出任何授權(quán)范圍之外的操作，如果無(wú)法避免非授權(quán)人員做出授權(quán)范圍之外的操作，則設(shè)備應(yīng)能夠給出聲響報(bào)警，并向SC傳送報(bào)警信息。在以下情況下設(shè)備出現(xiàn)聲響報(bào)警并在車站計(jì)算機(jī)顯示報(bào)警信息：非法打開(kāi)維修門(mén)；非法移動(dòng)票箱；操作員登錄3次（次數(shù)可參數(shù)設(shè)置）失敗。報(bào)警按照預(yù)定的間隔持續(xù)或至故障排除過(guò)程結(jié)束，持續(xù)間隔作為參數(shù)設(shè)置。設(shè)備的運(yùn)行安全主要包括了操作員登錄管理、票卡安全兩方面。1）操作員登錄管理二維碼取票機(jī)具備權(quán)限控制功能，由LCC統(tǒng)一設(shè)置操作員編號(hào)、密碼、操作等級(jí)及權(quán)限。包括登錄認(rèn)證、強(qiáng)制退出、自動(dòng)注銷、非法檢查等。2）票卡安全二維碼取票機(jī)開(kāi)門(mén)后不再發(fā)售正常的運(yùn)營(yíng)車票，并進(jìn)行顯示信息提醒。設(shè)備的維修門(mén)打開(kāi)與關(guān)閉期間產(chǎn)生的廢票數(shù)，將記錄到系統(tǒng)中。廢票掉入回收盒時(shí)自動(dòng)清除車票的余值，且廢票不能直接進(jìn)閘或通過(guò)票房售票機(jī)更新處理后正常使用。

3運(yùn)營(yíng)實(shí)際效果

二維碼取票機(jī)在廣州地鐵五號(hào)線廣州火車站進(jìn)行了開(kāi)通試運(yùn)營(yíng)，對(duì)開(kāi)通試運(yùn)營(yíng)的廣州火車站采集了試運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，通過(guò)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，乘客使用互聯(lián)網(wǎng)取票機(jī)的意愿逐月增加，這說(shuō)明它的便捷性得到了乘客的認(rèn)可。

4結(jié)語(yǔ)

本文將移動(dòng)支付應(yīng)用到鐵路自動(dòng)售票設(shè)備領(lǐng)域，從地鐵車站AFC系統(tǒng)架構(gòu)、自動(dòng)售票機(jī)的現(xiàn)金流處理，引入二維碼取票機(jī)設(shè)計(jì)，并重點(diǎn)介紹了二維碼取票機(jī)硬件及軟件技術(shù)實(shí)現(xiàn)，強(qiáng)調(diào)了售票機(jī)的安全性設(shè)計(jì)。此設(shè)計(jì)成功應(yīng)用于現(xiàn)有廣州地鐵線路運(yùn)營(yíng)，并通過(guò)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)采集說(shuō)明實(shí)際效果，驗(yàn)證了互聯(lián)網(wǎng)取票機(jī)能給乘客帶來(lái)安全、便捷、可靠的購(gòu)票體驗(yàn)。

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作者:楊貴松 單位:廣州廣電運(yùn)通金融電子股份有限公司