城市軌道交通新型支付方式現狀探討范文

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摘要:對目前國內城軌所采用的NFC手機支付、二維碼過閘、生物識別、無感支付等各種新型支付方式的應用探討分析后，指出未來城軌支付方式的發展趨勢。

關鍵詞:NFC手機支付;二維碼;生物識別;無感支付

“十三五”期間，城軌交通進入快速發展新時期，2017年中國城軌交通全年累計完成客運量184．8億人次，比上年增長23．9億人次，增幅為14．9%，充分突顯了城軌交通超大規模客流的集散效應。近年來國內城市軌道交通不斷探索和應用移動支付為主的新型支付方式，新型支付方式可以從減少單程票采購制作成本、減少車站售票設備配置數量、降低車站現金票款的繳交難度等方面全面降低運營成本，新型支付方式大致分為NFC手機支付、二維碼支付、生物識別技術和無感支付。新的支付方式主要采用虛擬票取代實體票，支持預充值方式和綁定賬戶后付費方式，形式上表現為“無卡過閘，異步扣款”。新型支付方式不僅要把進出站檢票時間控制在較短時間內，還要兼顧交易安全性和系統安全性。

一、NFC手機支付

NFC手機支付是一種把手機變成虛擬卡的卡模擬技術，是一種近場高頻無線通信技術，允許設備間點對點非接觸式數據交互，由非接射頻RFID技術演變而來。NFC設備靠近非接讀卡器后NFC設備進入工作狀態，NFC設備與讀卡器根據APDU協議建立交互，讀卡器將敏感數據發給NFC設備的安全載體進行處理，NFC設備將響應數據發給讀卡器。

(一)電子現金方式

電子現金方式是根據PBOC3．0標準，把銀行卡數據寫入手機SIM卡或安全芯片SE，支持軌道交通復合消費應用，軌道交通擴展應用文件可記錄進出站信息，需要預先從銀行主賬戶向電子現金圈存一定金額，乘客直接刷手機進出站并完成脫機扣款，使用效果相當于手機交通卡，目前上海、寧波都已實現這種方式。

(二)主機卡模擬HCE技術

HCE技術的優勢在于它能夠解決NFC設備安全載體的硬件問題，安全載體是由軟件來實現的。HCE通過安卓操作系統服務實現的，可在系統后臺運行不需要調出用戶界面就可刷手機進出站。HCE可同通過臨時授權或臨時密鑰支持脫機交易，手機APP可通過過程文件記錄進出站信息。廣州地鐵開通的地鐵云卡就是采用HCE技術。

(三)ODA信用消費技術

乘客使用手機模擬銀行卡直接進出站并延遲扣款，不需要聯機到后臺進行賬戶認證，根據進出站交易配對結算票款。容易產生單邊交易，進出站交易不匹配不能結算票款。通常采用車站級服務器或云端服務器控制用戶的進出站狀態，需要對所有車站進行網絡改造，改造難度大、后臺壓力較大、票務優惠策略邏輯處理難度較大。目前廣州地鐵和上海磁浮線都已開通ODA應用。

(四)升級版

ODA信用消費技術升級版ODA方式是對ODA信用消費技術的優化，在手機SE中開通自由讀寫區，建立記錄文件寫入開通記錄和交易記錄，主要可避免產生單邊交易不能配對進出站記錄的問題。目前上海地鐵已完成相關標準的研究制定和技術儲備。

(五)四種技術分析

電子現金方式因與硬件安全載體捆綁，需要與移動運營商或手機廠商合作，開通手續較為繁瑣，用戶門檻和限定較多，不利于大面積推廣。HCE技術脫離了硬件安全載體，以軟件的方式解決了安全載體的問題，但認證信息和密鑰信息存儲在NFC設備內存中，容易被復制，對交易安全有一定影響。HCE技術只用于安卓系統，影響用戶的推廣。ODA信用消費技術體現了“脫機刷卡，延遲聯機扣款”的特點，容易產生單邊交易不能結算票款。升級版ODA方案解決了進出站記錄配對的問題，但IOS系統不能開通自由讀寫區，用戶群體受到限定。

二、二維碼支付

二維碼支付是指用戶使用第三方支付APP在售票設備上購票，或是用地鐵APP綁定銀聯或第三方支付賬戶在地鐵進出站刷碼過閘。

(一)二維碼刷碼購兌票

乘客在手機端使用第三方支付展示二維碼，在云購票機上刷碼支付購買車票。或是用兌票二維碼在售票設備上兌換車票，以實現線上購票線下兌票。這是一種線下(Offline)對線上(Online)的購票方式，手機端可離線，設備端必選在線，售票設備對二維碼聯機認證后完成出票。這種技術在廣州、杭州等多個城市實現應用，上海地鐵云購票機也已在商業旅游景點站和交通樞紐站上線。

(二)二維碼掃碼購票

乘客在TVM設備上選擇車站信息后，TVM設備通過ACC向第三方支付平臺申請二維碼數據，并在屏幕上展示二維碼，乘客用第三方支付APP掃碼支付，第三方支付平臺通過ACC向TVM設備發送出票通知，TVM完成出票。ACC采集TVM設備上傳的交易數據，與第三方支付平臺結算票款。這種“主掃付”的方式相對于“被掃付”的方式，可減少硬件改動，只需要軟件優化就可實現主掃支付。目前掃碼購票已在上海地鐵部分站點試運行。(三)聚合碼掃碼購票乘客在TVM設備上選擇站點信息后，TVM設備屏幕展示聚合的二維碼，乘客使用銀聯APP或第三方支付APP支付掃碼購票。TVM設備根據購票信息，向ACC申請聚合碼數據，并在屏幕上展示聚合碼。乘客用銀聯APP或第三方支付APP掃碼后，手機客戶端訪問后臺服務器，服務器根據APP信息，將交易送往對應支付系統，支付完成后通知TVM設備出票。聚合碼掃碼購票只需要接入聚合碼支付平臺，目前這種方式已在上海地鐵部分站點實現應用。

(四)二維碼過閘

手機二維碼刷碼過閘，按手機端和閘機端是否聯機，可分為脫機配對、聯機刷碼、聯機回寫和雙脫機回寫四種方式。1．脫機配對手機端聯機或脫機，閘機端處于脫機狀態，采用信用消費方式，手機端生成二維碼，進出站后二維碼不刷新進出站狀態，后臺對進出站交易配對。容易產生單邊交易，配對不成功，造成票款損失。西安、無錫、福州、南昌、大連、蘇州采用這種方式。2．聯機刷碼手機端聯機或脫機，閘機端需要聯網，乘客用手機二維碼刷碼進出站，閘機聯機對后臺賬戶進行認證，二維碼不刷新進出站狀態。聯機認證對車站網絡要求高，交易速度較慢，影響通行能力，只適用于客流較少線路。目前北京、深圳、杭州、成都、寧波等城市采用聯機認證的方式。3．聯機回機端和閘機端都需要聯網，乘客用手機生成二維碼刷碼進出站，閘機通過網絡改寫二維碼進出站狀態，對車站網絡要求較高，大客流通行對移動基站不堪重負。該技術已在青島、南寧實現應用。4．雙脫機回寫閘機端和手機端都無需聯網，閘機通過藍牙回寫技術，把進出站信息寫入二維碼。雙脫機回寫方案采用脫機安全認證技術，車站網絡沒有要求，整個進出站時間控制在半秒以內。支持地鐵復合消費，解決“一碼多進”、“一碼多出”的難點，避免產生單邊交易，是一種等同于刷卡的過閘方式。目前該技術已在上海地鐵全網實現應用，長沙、武漢也采用這種方式。

(五)四種技術分析

二維碼刷碼購票的方式對設備硬件改動較大，采用TVM設備與第三方支付系統直連模式，對車站網絡要求較高。二維碼掃碼購票可減少TVM設備硬件投入，只需通過軟件優化就可實現互聯網購票。云購票機和掃碼購票的方式，系統接入第三方支付系統調試的工作量較大，聚合碼掃碼購票的方式只需接入一家聚合碼支付平臺，地鐵只需與一家結算平臺結算票款?？傮w而言，云購票機、掃碼購票、聚合碼購票的方式，通過實體票進出站，不能減少車站TVM設備的配置數量，不能降低單程票采購、制作、管理、流失的運營成本。二維碼過閘方案中，脫機配對的方式，不能控制二維碼進出站狀態，容易造成進出站交易配對不成功。聯機刷碼的方式，進出站時間較長，不能適應城軌大客流通行的特點。聯機回寫的方式，對車站網絡要求較高，必須保證網絡通信較好，否則無法進出站。雙脫機回寫方案，采用脫機安全認證技術，檢票速度不受網絡條件影響，安全性高、交易速度快、支持城軌階梯票價，把二維碼等于同于實體卡，降低票務處理難度。

三、生物識別技術

生物識別是指利用人體生理特征或行為特征，進行身份鑒別的技術，包括掌靜脈識別、指紋識別、人臉識別、虹膜識別、聲紋識別等。生物識別技術與互聯網技術相結合，將成為城軌創新支付方式的重要推動力。隨著人工智能技術的不斷成熟，生物識別的準確率將大幅提高，生物識別技術將廣泛應用于各種認證和智能終端。生物識別技術不僅可以改善乘客的支付體驗，還可提高城軌的安防水平。生物特征是人體所固有的不可復制的唯一性，不易丟失、復制、盜用，具有高安全性。生物識別系統對生物進行取樣，提取唯一特征，將該特征數字化并組合成特征模板。交互認證時，識別系統再次獲取生物特征，與特征模板進行比對，根據匹配結果鑒別身份。其中，因生物特征穩定性高，人臉識別、掌靜脈識別、虹膜識別將表現出極大優勢。上海地鐵正在研究刷臉過閘的應用，乘客開通時需提供人臉圖像，并在手機APP上完成實名認證和代扣簽約。后臺向公安系統驗證身份信息，并將人臉信息保存在云服務器上。云服務器將人臉信息、手機APP賬戶號、身份證號等信息下發到指定站點。車站需設置一臺人臉識別前端服務器，過閘前乘客需確認手機APP在前臺運行，閘機與手機建立藍牙連接獲取用戶ID，乘客接近閘機掃臉，閘機提取人臉特征并將人臉數據和用戶賬戶號上送到前端服務器，前端服務將交易記錄上送到ACC，ACC通過云端將進出站信息回寫到手機APP中，并上送交易記錄結算票款。該方案中，需用到手機APP作為電子標簽，且使用人數受到限定，上海地鐵正對掃臉過閘方案進行優化。上海APM線特殊人群專用通道已應用掌靜脈識別技術，通過掌靜脈識別特殊人群，方便特類人群乘坐地鐵外，降低了冒用證件的票務處理難度。今后，上海地鐵漢中路、諸光路等智慧車站還將實現特類人群使用掌靜脈識別乘地鐵。上海地鐵未來還將探索生物識別技術，利用生物特征作為虛擬車票的過閘研究。

四、無感支付

無感支付，又可理解為不刷卡支付，在停車場、高速公路收費、無人超市等領域已實現應用。用戶在手機APP中將車牌號與銀行卡綁定，通過對車牌自動識別，從綁定的銀行卡賬戶上自動扣除費用，促進了“智慧出行”的發展。在城軌交通領域，今后可探索利用藍牙技術實現“無刷卡過閘”這一無感支付方式。乘客接近閘機時，閘機與手機建立藍牙連接，自動識別賬戶號、復合消費文件及安全認證等信息，將地鐵消費信息通過藍牙通信寫入手機APP中，并從手機APP綁定的銀行卡賬戶或第三方支付賬戶中自動扣除費用。

五、今后發展趨勢

互聯網技術的日新月異為城軌票務云支付的改革創新發展提供廣闊平臺，使用電子虛擬票取代實體票已成為業內共識，也是城軌票務發展的必經之路。

(1)NFC手機支付今后將主要采用卡模擬技術，具體形式為使用“手機PAY-升級版ODA”方案或者“手機APP-HCE技術-token授信”方案，綁定銀行卡并加載城軌行業應用信息，進出站脫機支付。NFC手機支付可完善銀行卡在城軌的受理環境，避免銀行卡換卡、電子現金在特定設備上圈存余額等問題。

(2)二維碼支付對手機沒有硬件要求，只要是智能手機都支持二維碼支付。二維碼過閘支付將不斷適應城軌客流密度高、快速通行的特征，帶回寫功能的脫機二維碼更符合城軌運營實際需求。二維碼支付系統建設一要注重標準化，二要與其它交通行業互聯互通。APP專用文件和藍牙回寫技術結合使用，可實現交通部二維碼在城軌應用。過閘信息存儲在APP專用文件內，閘機通過藍牙讀寫專用文件計算票價，解決后臺匹配交易、負荷大的缺點。脫機二維碼在上海有大規模運營的成熟經驗，總體效果平穩可靠。二維碼支付體系標準化建設，有利于推動跨行業、跨區域的互聯互通。

(3)NFC手機支付和二維碼支付都屬于移動支付，生物識別和無感支付不需要用到手機直接支付，具有廣闊應用前景?，F階段單一的生物識別很難滿足城軌快速支付的要求，上海城軌的人臉識別只是在車站門禁系統中實現應用，生物識別和電子標簽相融合的多重識別識別技術將成為今后發展方向。無感支付未來將利用手機APP把虛擬賬戶關聯實體賬戶，自動識別用戶ID，并在關聯的實體賬戶中自動扣除費用。國內很多城軌都在圍繞互聯網技術加緊前瞻性布局，爭相進入人工智能和云支付的新時代，準確把握新型支付方式發展趨勢，有助于城軌票務系統建設科學統籌與頂層設計，整體提高城軌智能化水平和信息化建設水平。

參考文獻:

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作者:龔迥 單位:上海軌道交通運營管理中心