城市軌道交通二維碼車票互聯互通方案

付保明，張 寧，吳 超

（1.蘇州市軌道交通集團有限公司，江蘇蘇州 215006；2.東南大學智能運輸系統研究中心軌道交通研究所，南京 210018）

城市軌道交通票務系統互聯互通經歷了線路間互聯互通、軌道交通與公交等其他城市內公共交通的互聯互通、城市間軌道交通票務系統互聯互通以及城市軌道交通與國鐵系統互聯互通等階段。通過發行符合交通部/住建部交通一卡通標準的儲值票卡，一些城市實現了城市間公共交通的互聯互通。但受制于發卡成本、票務系統改造成本等因素，傳統實體票卡的互聯互通工作推進緩慢。

隨著互聯網的引入，乘客出行票卡介質逐漸由實體車票向電子二維碼車票、甚至是人臉等生物特征車票轉變。互聯網票務系統已成為城市軌道交通票務系統的重要組成部分，其發行的電子二維碼車票極大的方便了乘客的出行，并逐步占據主導地位。因此，互聯互通工作重心亦由實體車票轉向電子/生物車票。同時，隨著區域一體化的發展，城市間的出行需求日益增多，城軌票務系統的互聯互通工作顯得更加必要和緊迫。

為實現城市間軌道交通電子二維碼車票的互聯互通，中國城市軌道交通協會（簡稱中城協）、上海地鐵等開展了大量的研究工作，制定了一系列的互聯互通技術標準。一些城市已實現與其他城市二維碼車票的互聯互通，但技術實現方案不盡相同。因此，對既有互聯互通方案進行分析、研究，并建立評價指標體系，對各技術方案進行評價，對互聯互通的進一步發展有著重要意義。

1 二維碼車票

電子二維碼作為一種票卡憑證，其在定義、發行、使用等方面與傳統IC卡存在巨大的差異。因此，需建立專用的互聯網票務系統，并對既有傳統票務系統進行改造，以使其適應城市軌道交通的業務場景。

1.1 互聯網票務系統

城市軌道交通互聯網票務系統一般由票務管理平臺、二維碼管理平臺等組成，并與傳統線網清分中心（Central Clearing House System，CCHS）、自 動 售 檢 票 系統（Automatic Fare Collection，AFC）以及互聯網構成完整的票務系統，其系統架構如圖1所示。

圖1 互聯網票務系統架構Fig.1 Architecture of internet ticketing system

票務管理平臺作為軌道交通數字票務的支撐平臺，實現發碼接入管理、票務管理、行程管理、計費管理、三方(CCHS、票務管理平臺、二維碼管理平臺)清結算及交易對賬、運營分析等功能。此外，票務管理平臺對接閘機，實現對閘機實時監控、處理掃碼進出站業務，并接收閘機上傳進出站數據等。

二維碼管理平臺與票務管理平臺對接，提供城軌二維碼車票業務的接入能力，處理城軌業務應用的二維碼車票請求。同時，二維碼管理平臺為城軌二維碼車票業務提供密鑰管理、接入權限認證、二維碼的生成、二維碼簽名、發碼以及二維碼交易結果的通知和對賬等能力。

1.2 車票類型

城市軌道交通二維碼車票一般由二維碼基礎信息域、二維碼管理平臺授權域、APP平臺授權域等信息域組成，二維碼的像素密度越高，其包含的信息就越多。某城軌電子二維碼車票所含信息如表1所示。

表1 二維碼車票信息內容Tab.1 Information of QR code ticket

根據手機APP申碼、閘機處理二維碼是否需要與票務管理平臺進行實時數據交換，二維碼車票可簡單劃分為聯機申碼聯機驗碼二維碼、聯機申碼脫機驗碼二維碼、脫機申碼聯機驗碼二維碼以及脫機申碼脫機驗碼二維碼。同時，根據是否區分進出站，二維碼可分為通用二維碼、進/出站二維碼。各類二維碼車票在網絡要求、乘客體驗、計費方式、服務器發碼壓力等方面各有優缺點。

1.3 交易流程

乘客使用電子二維碼車票乘車時，其交易過程包含乘客申碼、互聯網票務系統發碼、AFC終端設備驗碼、交易數據上傳、行程匹配、行程計費、行程扣費等。聯機通用二維碼模式下乘客進出站交易流程如圖2所示。

圖2 二維碼交易流程示意Fig.2 Flow chart of QR code transaction

2 互聯互通方案

根據二維碼發行方及手機APP展示方的不同，結合各城軌企業二維碼車票互聯互通既有經驗，總結3種互聯互通方案，分別是第三方APP接入（方案1）、官方APP互聯（方案2）、第三方二維碼管理平臺接入（方案3）。

2.1 第三方APP接入（方案1）

各城軌企業對第三方手機APP開放接口，第三方手機APP分別接入各城軌企業互聯網票務系統二維碼管理平臺。乘客需提前利用第三方手機APP在各城軌互聯網票務系統分別進行用戶注冊，乘車時利用第三方手機APP申請對應城市的二維碼車票。第三方APP接入方案如圖3所示。

圖3 第三方APP接入方案Fig.3 Access scheme of third-party APP

一些城市在進行互聯網票務系統建設的過程中，已對第三方手機APP開放了接口。因此，為實現互聯互通，只需部分城軌企業對互聯網票務系統進行接口調整，且只需與該APP進行接口對接。為方便乘客利用第三方APP進行跨城市乘車，該APP需具有全國性、擁有海量用戶等屬性。除接口改造等技術問題，城軌企業需與該APP運營主體協商APP接入可能存在的商務問題。而且，僅通過一個第三方APP實現所有城市的互聯互通，尚有地域壁壘及商業壁壘需要突破。對于乘客，只需下載安裝該第三方APP，即可在多個城市實現二維碼乘車功能。

2.2 官方APP互聯（方案2）

任意兩城軌企業的官方APP需分別與對方的互聯網票務系統進行接口對接。乘客需提前利用本地官方APP在異地城軌互聯網票務系統進行用戶注冊，異地乘車時利用本地官方APP申請對應城市的二維碼車票。官方APP互聯方案如圖4所示。

圖4 官方APP互聯方案Fig.4 Interconnection scheme of official APP

由圖4可知，各城軌企業間需多次進行接口業務對接，對各自的二維碼管理平臺及官方APP平臺進行相應的功能調整，改造工作量較大。假設有10家城軌企業，各家分別按該方案與其余9家進行互聯互通改造，則共需進行（即45）次改造工作。但是，各城軌企業地位平等，能夠自主選擇互聯互通的城市，并由雙方自行協定互通方案。對于乘客，只需下載安裝一個本地官方APP，即可在多個城市實現二維碼乘車功能。

2.3 第三方二維碼管理平臺接入（方案3）

各城軌企業通過自身互聯網票務系統及官方APP接口業務改造，實現與第三方管理平臺（簡稱第三方平臺）的業務接入。乘客需提前利用本地官方APP在第三方平臺進行用戶注冊，異地乘車時利用本地官方APP向第三方平臺申請對應城市的二維碼車票。第三方平臺接入方案如圖5所示。

圖5 第三方平臺接入方案Fig.5 Access scheme of third-party platform

第三方平臺充當互聯互通的中間媒介，其并不發行乘車二維碼，而是對乘客所在地城軌企業二維碼進行轉發。城軌企業只需一次改造接入第三方平臺，即可實現與平臺上所有城市的互聯互通，避免了繁瑣的改造工作。但是，該第三方平臺運營方需具備一定的行業地位，能夠有力協調各家城軌企業，積極推進該互聯互通方案。對于乘客，只需下載安裝一個本地官方APP，即可在多個城市實現二維碼乘車功能。

2.4 方案對比

以上3種方案，其優缺點綜合對比如表2所示。

表2 各方案綜合對比Tab.2 Comprehensive comparison of each scheme

3 方案評價

針對3種不同方案，通過分析方案實施的影響因素建立二維碼車票互聯互通方案評價指標體系。然后依據該指標體系，結合蘇州地鐵互聯網票務系統的實際建設情況，利用層次分析法，對蘇州地鐵的互聯互通方案選擇進行合理評價。

3.1 評價案例

通過搭建互聯網票務系統，并對既有AFC系統進行升級改造，蘇州地鐵于2018年實現手機二維碼過閘功能。“蘇E行”手機APP作為蘇州地鐵官方APP，是二維碼乘車業務的主要入口。當前，其注冊用戶已達1 200萬，日均進站客流34萬，不僅為廣大乘客提供了便利，也提高了運營管理水平，提升資源開發能力，創造了巨大的社會效益及經濟效益。

與此同時，為便于乘客跨區域乘車，蘇州地鐵積極與中城協、上海地鐵等機構及地鐵公司進行互聯互通的對接，并基于方案2及方案3，已實現與部分地鐵公司二維碼乘車業務的互聯互通。

3.2 評價體系

綜合考慮方案實施成本、城軌運營效益、用戶體驗、方案的可持續性等因素，構建二維碼車票互聯互通方案評價指標體系。實施成本包括技術成本及商務成本，其中技術成本為方案實施所需的人力成本、軟硬件成本等，而商務成本為方案實施涉及的商務費用。運營效益考慮城軌官方APP的發展，選取系統獨立性、信息共享性、應用擴展性作為評價指標。乘客體驗包括注冊便利性及使用便利性。可持續性包括方案的擴展性、兼容性及接口要求。評價指標體系具體如圖6所示。

圖6 二維碼車票互聯互通方案評價指標體系Fig.6 Evaluation index system of QR code ticket interconnection scheme

3.3 評價結果

選用層次分析法對各互聯互通方案進行綜合評價。該評價方法將定性與定量指標相結合，建立系統化和層次化的結構體系，能增加決策的準確性，具體過程如圖7所示。

圖7 層次分析法分析過程Fig.7 Aanalytic process of AHP

如圖7所示，結合蘇州地鐵實際建設情況，采用1-9比率標度法確定各因素的相對重要系數。由此，即可利用各因素的相對重要系數構建評價矩陣，進而求得評價矩陣的特征向量，并將其作為各因素的權重系數。然后，自上而下地計算各級要素對總體的綜合重要度，即確定各方案的重要度，并得出各方案的最優排序為方案3＞方案2＞方案1，因此蘇州地鐵與其他城市二維碼車票互聯互通采用方案3最優。

4 結語

城市軌道交通票務系統的互聯互通是城軌互聯互通的重要組成部分。電子二維碼車票的使用及推廣為城軌票務互通提供了新的解決方向。在票卡發行、認證、結算等環節，電子二維碼車票解決了傳統票務系統互通存在的票卡標準不統一、改造成本高昂、跨區域結算流程繁瑣等難題。各城軌企業應結合自身互聯網票務系統的建設和運營模式，選擇合適的互聯互通模式。對既有3種互聯互通方案的分析，為二維碼車票互聯互通的進一步發展提供參考依據。