基于標簽的交通支付終端技術研究

蘇浩偉 溫曉麗 唐云琪 陳君 曹亞萍

摘要：為降低城市公共交通電子支付的終端鋪設成本、減少消費前的預充值環節，文章提出一種基于標簽化技術的交通云支付模式，在現有交通IC卡支付的架構上擴展出一套新的技術體系，利用場景終端實現聯機交易、脫機記賬，使交通IC卡無須預充值即可消費，優化交通出行的支付體驗。

關鍵詞：場景終端;標簽化;交通;云支付

中圖分類號：TP391.44 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）12-0056-02

0 引言

“輕松嘀卡、便利生活”，交通卡已經成為城市居民公共交通出行的主要支付方式。在信息化工作中，電子支付是交通信息化的重要組成部分，更是居民與公共交通服務的第一連接點。國內主要城市建立了不同程度的交通IC卡系統。僅廣東一個省，由省級行業管理部門推動建設的“公交一卡通”項目，累計發卡已經超過了6300萬張，基本實現了省內21個地市和香港、澳門地區的互聯互通。目前，廣東省的交通IC卡系統接入消費終端超過4萬臺、交易日均超過1300萬筆，承載了居民主要的城市公共交通出行需求。

1 現狀分析

交通IC卡通常指非接觸式IC卡，采用的是射頻識別（RFID）技術，終端發出射頻信號形成磁場，IC卡進入磁場后憑借感應電流獲得能量，從而實現對卡內芯片存儲的信息進行讀寫[1]。交通IC卡的特點在于脫機消費，通過預充值和離線驗證方式，達到0.3秒完成交易的效果。由于其出色的交易速度、良好的風控機制，即使掃碼支付、閃付等新型支付服務的興起，交通IC卡始終是居民選擇的城市公共交通出行支付的主要手段。類似的近場通信技術還有NFC、藍牙等。基于相關技術原理實現的TSM空中發卡、HCE虛擬卡、智能穿戴產品同樣具備識別速度快、讀寫方便等特點，近年來陸續進入了交通支付市場[2]。但是，信息技術的發展對交通支付提出了新要求，交通IC卡系統的實現模式和特點，難以滿足業務訴求，主要體現在：

（1）互聯網支付培養了用戶的使用習慣。與銀行卡、二維碼在支付前不需要充值相比，交通IC卡為了實現脫機消費設置的“預充值再使用”模式顯得便利性不足。（2）項目實施周期長。由于交通IC卡的交易需要專用的讀卡模塊、加密模塊，而不同行業應用一卡通服務會根據各自的需求選擇不同的卡產品或技術解決方案，因此即使遵循同一套技術規范，由于實現原理、產品參數等不同而導致了不同產品的工作場強、電氣特性、可靠性等有較大差異，新項目的實現需要反復調試以達到兼容性要求。（3）脫機交易的數據延時采集、終端黑名單容量有限，存在數據清結算不及時、黑名單卡處理不及時和無法完全處理的隱患。

2 主要技術特點

為降低終端鋪設成本，減少交通IC卡預充值環節，使交通支付服務更加便捷，提出了基于標簽化技術的交通云支付解決方案。該方案是解構重組交通IC卡系統，建立一套兼容現有支付應用的新技術體系，使用的主要技術有：

（1）卡片標簽化技術。終端借助交通IC卡的計算能力，在云端認證卡片合法性。憑借已有安全機制，卡片可防止被復制，作為交易標簽是可行的。（2）終端場景化技術。傳統終端需要安全管理模塊和一定的硬件計算能力。場景化后，終端無須安裝安全管理模塊，僅需識別標簽，在獲得支付請求后將標簽數據上送，業務邏輯存在云端，使得終端開發簡化。（3）信用支付技術。標簽內置信用標記，場景終端支持記賬式的信用交易。云端建立賬戶信用體系和風險控制機制。

3 系統構建研究

3.1 總體架構

現有終端通過軟件升級為場景終端，實現聯機交易、脫機記賬功能。交通IC卡在系統注冊后即可啟用標簽化支付，無須預充值即可消費。系統設計分為云支付平臺、場景終端和交通IC卡3個部分，云支付平臺為整個系統運作的核心部分，IC卡作為用戶賬戶認證標簽，支持信用支付、賬戶余額支付功能，場景終端負責連接IC卡和云平臺，完成數據交換和讀寫以實現支付功能。云支付平臺為整個系統的核心，又分為消費服務平臺、賬戶管理和支付平臺兩大部分。系統架構如圖1所示。

3.2 標簽交易設計

場景終端包括參數管理、聯機參數下載、卡消費、卡充值、消費結算等功能。交易前，場景終端與網關進行安全認證并建立會話，雙方交換握手流水號、交易授權碼和報文通信密鑰。交易時，場景終端發起消費請求，讀取交通IC卡認證（標簽）信息后通過網關中轉給消費云平臺。消費云平臺處理數據后向在線賬戶平臺發起支付請求。具體地，場景終端發起標簽交易申請，將交通IC卡的物理卡號、邏輯卡號、區域信息、安全認證等標簽信息提交給云端。安全認證信息在圈存初始化后產生，提交消費云平臺進行驗證。認證通過并完成交易信息解析和處理后，提交在線賬戶平臺完成支付環節，生成交易記錄。終端接收后臺返回的交易結果，提示交易結果，如果成功交易則生成對賬記錄。如果終端未收到后臺返回的交易結果數據包，在接收超時后，主動發起沖正交易，沖正完成后再重新發起交易。具體流程如圖2所示。

系統設計可兼容采用信用支付方式，用戶可通過手機APP申請信用支付方式，消費服務后臺先生成交易記錄，并返回交易結果，同時再發起支付申請，如支付成功，系統可同步推送信息給用戶，如支付不成功，記錄錯誤信息，定時再發起扣費申請。為保障系統風險控制，系統可設定用戶的信用額度。

3.3 終端交易設計

為保障認證卡片和終端的合法性，采用CPU卡的圈存流程來實現。為了確保卡認證信息的唯一性和防止被復用，設計終端交易授權碼機制，用于圈存初始化時產生安全認證信息，保證認證信息的唯一性。終端交易授權碼僅一次交易有效，消費云平臺在每筆交易成功后產生下筆交易所需的授權碼并下發到場景終端。采用圈存初始化中的參數終端編號定義為終端交易授權碼。終端編號為每個終端機的唯一編號，在開通終端時由后臺統一分配。可由后臺控制終端的使用、停用、掛失等功能。圈存交易處理流程圖3所示。

4 結語

文章提出了基于標簽的交通支付終端技術方案，使交通支付不依賴于IC卡內的余額，而使用線上帳戶進行支付。根據該技術方案，完成了系統總體架構、標簽交易流程、終端圈存流程等關鍵流程的設計。該技術已在多個行業投入使用，包括在廣州便民服務車、企事業單位飯堂、交通卡人工和自助充值等場景鋪設使用，實踐證明能夠有效降低應用工程的建設難度，提高終端受理環境的標準化程度，提升交易服務的穩定性。

參考文獻

[1]謝振東，方秋水，徐鋒.城市公共交通一卡通技術與應用[M].北京：人民交通出版社，2014.

[2]石丹，呂廷杰，杜惠英.手機支付在公共交通領域的應用研究[J].北京郵電大學學報（社會科學版），2009（5）：49-53.

Research on Traffic Payment Terminal Technology Based on Label

SU Hao-wei， WEN Xiao-li， TANG Yun-qi， CHEN Jun， CAO Ya-ping

（Guangzhou Yangcheng Communication Co.， Ltd. ， Guangzhou Guangdong? 510000）

Abstract：In order to reduce the terminal laying cost of urban public transport electronic payment and the pre-charging link before consumption， this paper proposes a traffic cloud payment mode based on labeling technology， expands a new technology system on the existing framework of traffic IC card payment， realizes on-line transaction and off-line bookkeeping by scene terminal， makes traffic IC card consume without pre-charging， and optimizes traffic. Travel payment experience.

Key words：scenario terminal; tagging; traffic; cloud payment