關于地鐵AFC系統的應用與研究

1 前言

現階段地鐵的運行基本上都是通過AFC系統實現乘客費用的計算和支付。乘客在起始乘車站使用交通卡刷卡進站，在出站時刷卡完成一次乘車計費支付，使地鐵運行管理的效率得到了良好的提升。目前，互聯網技術的發展非常迅速，AFC系統和互聯網之間深入結合，使AFC系統在地鐵運營中的應用朝著更加智能化方向發展，提高了AFC系統在地鐵運行中應用的水平。

2 AFC系統構成

AFC系統的運行是全封閉式，使用非接觸式IC 卡作為車票介質，通過計程收費方式完成乘客乘車費用的計算和收取。系統結合不同的功能，主要分為以下幾個部分。首先是車票部分，這是乘客用來支付乘車費用的介質，車票形式有單程票和儲值卡兩種形式；另外是車站終端設備部分，終端設備主要是指在各個車站站廳設置的，能夠為乘客提供售票、檢票、退票等服務的設備；再者是車站計算機系統部分，主要是進行數據交換、數據管理、設備監控、運行控制等；還有線路中央計算機系統部分，對系統中產生的交易數據進行收集，然后導入到數據庫中以便形成結算報表進行對賬；最后是清分系統部分，主要是對系統中有關的各運行參數進行統一、交易數據清分和對賬，對票務管理、運營管理和系統維護管理等有明確的技術要求[1]。

在現在的信息環境下，AFC系統和互聯網+技術融合后系統的業務功能夠得到進一步擴展，系統應用更加智能化、信息化，對原有AFC系統的閘機進行改造，創建了多支付平臺，通過技術改造實現了手機二維碼掃碼過閘機，同時也確保了網絡安全。AFC系統和互聯網+技術的深入融合，使地鐵運營整體系統得到了良好的優化。

3 AFC系統應用升級更新的重要性

AFC系統在地鐵運營中的應用對減少票務人員檢票工作量有很好的幫助，使地鐵運營中的售票、檢票以及費用支付等工作都實現了自動化，為乘客乘車提供了較大便利。由于社會經濟水平的快速提高，我國在城市化建設方面加快了進程，尤其是地鐵交通建設，為人們的出行提供了更好的服務。但是隨著地鐵交通的不斷普及，乘客量在大幅度增加，尤其是在乘車高峰時段，地鐵運營壓力在不斷增加，售檢票的工作量大大增加，AFC系統的應用也出現了一定的不足，在自動售票機和票務中心排隊現象較普遍[2]。因此，需要對AFC系統的應用進行升級更新，借助互聯網+技術，實現兩者融合。近年來，網絡技術快速發展，電子支付方式出現了以手機二維碼為載體的微信、支付寶等；在地鐵AFC系統中，也可以利用互聯網+技術創建手機虛擬憑證實現直接進出站支付的新形式，使AFC系統在地鐵運營中的應用得到改善。

AFC系統和互聯網+技術的融合，能夠大大降低地鐵運營中工作人員的工作量，乘客利用手機二維碼掃碼進出站，可以節約購票排隊時間，降低售票機的成本投入。另外，使用手機二維碼通過實名認證后，車票和購票乘客的信息建立了綁定關系，實現了信息互通共享，提高了地鐵運營的安全性。AFC系統和互聯網+技術的有效融合，彌補了傳統系統中存在的不足，乘客在選擇地鐵出行時有更好的體驗感，地鐵運行的效率更高。

4 系統應用的技術實現手段

4.1 多種電子支付方式

根據地鐵交通卡支付技術規范中的有關規定，對手機中使用二維碼的數據結構進行了獨立設計，同時創建了自主發碼平臺，這樣交易數據可以不用進行跨平臺匹配，對多種第三方電子支付方式有較好的包容性。在支付方式上，有官方APP、微信、支付寶以及銀聯云閃付這幾種方式，而且官方APP 上也能夠通過其他三種支付方式完成支付，乘客可以根據自己的需求在這幾種支付方式中進行自由切換。

4.2 閘機和票務中心的改造

地鐵站中的閘機在內外構造上都需要進行改造，閘機外部增加了二維碼掃描器，內部的主控板也相應地進行了改造，安裝了二維碼處理程序，以便完成數據的交易讀取、扇門控制以及密鑰驗證以及數據存儲和上傳等工作。票務中心的終端需要在硬件和軟件上進行改造，安裝手機二維碼的手持式掃描槍，以便二維碼讀取，使乘客的交易信息能夠被查詢到，如果存在異常的情況也可以進行補登[3]。同時，中心還能夠實現單程票售票、補票、交通卡充值等功能。

4.3 離線運行機制

地鐵閘機和手機發碼都能夠實現離線運行，這樣可以在網絡出現異常情況時保證其正常使用。在網絡通信正常狀態下，閘機是在線運行，如果網絡通信異常，閘機的離線機制就可以實現自動切換，驗證本地密鑰，使手機二維碼在掃碼過閘機時能夠保持正常，同時形成離線交易數據，在本地系統中進行存儲，等到網絡通信正常后，交易數據會上傳到前置平臺中。在線狀態下手機發碼需要借助現場的網絡通信技術，如果乘客手機出現信號不穩定時，就容易出現難以生成二維碼的情況，乘車的效率就會受到影響。手機離線發碼機制能夠使手機在離線狀態下也可以形成二維碼，這樣使用手機二維碼掃碼過閘機時可以解決網絡的影響。離線發碼的次數需要有限制，在地鐵運營中才能有效控制票款流失問題。

4.4 本地前置平臺和支付云平臺的結合

這種方式不僅能夠承載本地業務，還能夠兼顧APP 和互聯網支付等的云業務。AFC系統和網絡之間的安全訪問主要就是通過本地前置平臺，借助網絡和云平臺進行連接。它除了可以實現本地業務功能外，還能夠對云終端的電子支付有關操作進行應答。支付云平臺能夠對本地前置平臺中的交易數據進行收集，同時匹配乘客的行程，將其費用進行計算，形成交易訂單，上傳到第三方支付方，進行扣費，扣費情況會發送到乘客的手機程序上。

4.5 行程控制

驗證主要是防止重復使用的行程控制方式，乘客在使用手機二維碼進行乘車時就不會出現重復使用、難以判別進出站順序等情況。具體來講，乘客在過地鐵閘機時，使用的手機二維碼會被閘機掃碼讀取器讀取，然后上傳到主控機程序中，對其進行驗證；在通過驗證后，還會有本地前置平臺的防重復使用驗證。在本地前置平臺中搜索查詢乘客二維碼交易記錄在交易數據庫中有沒有一樣的，如果沒有，閘機就會得到反饋信息，開閘讓乘客通行；而如果查詢到有一樣的交易記錄，反饋信息就是不通過[4]。通常，本地前置平臺中驗證結果會在千分之一秒就傳回閘機；如果超時，系統就會自動切換到閘機防復用狀態，這樣就是通過本地交易數據庫和二維碼進行匹配，如果不成功，就開閘；如果匹配成功，就不會開閘。這種行程控制機制能夠確保手機二維碼使用的唯一性，票務管理不會出現混亂。

4.6 交易匹配和補登

地鐵進出站數據交易后臺采用匹配結對計費方式，在票務中心和APP 上支持補登處理。在AFC系統的基礎上，乘客使用手機二維碼在閘機進出站掃碼，閘機中產生的數據交易上傳本地平臺時，進站要快于出站，平臺收到進站交易數據后會暫時存儲，等到出站交易數據上傳后統一傳遞到支付云平臺，然后進行數據交易匹配結對。如果匹配成功，就會發起扣款申請；如果在交易數據上傳中出現錯誤，進站和出站之間出現不平衡，則會根據離出站最遠的進站進行匹配。如果進出站出現問題扣款失敗時，乘客通過APP可以查詢到，同時可以通過票務中心或者是APP 進行補登，信息在上傳成功后，就可以進行正常扣費。

5 技術優勢

互聯網+技術下的地鐵AFC系統由于多項關鍵技術的應用，使其具有較突出的優勢。具體來講，其中的自發碼技術規范性更強，能夠很好地阻隔外界其他因素的影響，實現跨支付渠道的交易匹配；另外，系統中應用的防復用行程控制不再需要乘客預先連接手機藍牙，手機不會進行數據寫入；在過閘時，乘客會獲得更好的體驗，過閘效率得以提高。再者，離線運行機制使地鐵AFC系統業務有更高的可應用性，在過閘時對網絡的依賴性降低。同時，補登措施可以使票務中心的人工窗口工作量得到一定的減輕，且乘客排隊等候時間縮短。借助于互聯網+技術實現地鐵AFC系統升級，在實際應用后，使用手機二維碼過閘的乘客數量逐漸增加，而在票務中心排隊辦理一卡通充值、異常處理、單程票購買等業務的數量有所降低，很好地解決了車站排隊擁堵、現金業務處理時間過長等問題，乘坐地鐵更加有序，提高了地鐵運營的效率。最后，AFC系統終端設備的故障發生率也大大降低，又因為自動售票機使用頻率相對下降，故障發生的次數減少，從而有效降低了維護工作量。

6 結語

總而言之，在如今的社會環境下，由于城市化建設的快速發展，我國的地鐵交通建設進程也在逐漸加快，而且由于信息技術和網絡技術的支持，地鐵運營的智能化也在不斷提升。AFC系統在地鐵中的應用，使得地鐵交通的工作效率得到了提升，但是由于乘客量的大量增加，AFC系統應用也存在一定的不足，借助于互聯網+技術融合AFC系統，可以實現手機二維碼掃碼過閘機的乘車方式，進一步提高AFC系統應用的水平，使地鐵運營實現長久穩定發展。