蘇州軌道交通AFC系統智能化實踐發展

梁 君，付保明，張 寧，溫龍輝

（1.蘇州市軌道交通集團有限公司，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）

自動售檢票（AFC ，Automatic Fare Collection）系統是城市軌道交通的重要組成部分，為乘客提供售票、檢票和查詢等服務[1]。隨著移動支付方式的引入，AFC系統呈現出系統架構精簡化[2]、交易數據實時化、票卡虛擬化、支付多元化、流程簡便化、設備輕量化和服務智能化[3]等趨勢。二維碼購票/過閘[4]等技術已在城市軌道交通AFC系統中得到了廣泛的應用，人臉識別[5]、智能客服[6]、語音購票等技術已在一些城市進行了試點。

中國城市軌道交通協會發布的《中國城市軌道交通智慧城軌發展綱要》將智慧地鐵劃分為智慧乘客服務、智能運輸組織、智能能源系統、智能列車運行、智能技術裝備、智能基礎設施、智能運維安全和智能網絡管理8個層面[7]，其中，AFC系統至少涉及了智能乘客服務、智能技術裝備、智能基礎設施及智能運維安全4個方面。蘇州軌道交通緊跟國內智慧地鐵發展趨勢，結合自身發展需要，積極落實智慧地鐵的建設目標[8]，已實現移動支付在AFC系統的應用。作為直接與乘客信息進行交互的車站系統，AFC系統是智慧乘客服務體系、智能技術裝備體系、智能基礎設施體系及智能網絡管理體系的重要組成部分，AFC系統的智能化對于推進票務智能化、管理智能化、運維智能化及乘客服務智能化有著重要的意義。

1 現狀及發展思考

1.1 系統現狀

蘇州軌道交通AFC系統架構緊跟業務發展需求，在傳統5層架構的基礎上，設置了多線路中心（MLC，Multi-Line Central）計算機系統、互聯網票務平臺，以實現多條線路中央級數據及業務的集中管理及線網二維碼支付業務，其系統架構如圖1所示。

圖1 蘇州軌道交通 AFC 系統架構

第1層是各類車票，包括各類實體車票及二維碼車票，是乘客的乘車憑證；第2層為車站終端設備，為乘客提供售票、檢票和咨詢等服務；第3層為車站計算機系統，監控車站終端設備的運行狀態，收集、統計各類運營數據；第4層是線路中央計算機系統或MLC，對各線路交易數據進行處理，并將交易等數據文件上傳至清分中心；第5層為軌道交通清分中心及互聯網票務平臺，其中，清分中心制定AFC系統運營的各項規則，并與各線路進行票卡收益清分、與市民卡及互聯網票務平臺進行收益結算及對賬。

當前，蘇州軌道交通AFC系統除傳統現金購票乘車業務外，通過對既有系統進行改造，已實現二維碼購票、二維碼過閘業務。其中，二維碼過閘業務已實現與長三角多個城市的互聯互通，即乘客可直接使用異地城市軌道交通App實現蘇州軌道交通乘車二維碼的生成、過閘、計費等全業務流程。二維碼購票采用聚合碼技術，乘客可使用支付寶/微信等掃碼購買單程票。

1.2 發展思考

AFC系統的智能化發展應以為乘客提供優質服務為根本，在持續推進各類新興技術的同時，兼顧普通乘客的認知及AFC系統傳統應用的保留；做好頂層設計的同時，兼顧乘客及管理人員使用需求；提升系統智能化的同時，兼顧人文精神，讓創新、包容成為AFC系統智能化以外的重要特征。由此，AFC系統智能化發展應考慮功能延續性，多種技術、多種業務模式共存，為乘客提供多元化服務；研究技術先進性及可持續性，適應行業主流發展；思考既有線設備的處置，對既有線富余設備進行改造以滿足新線需求；探討系統間的融合，整合AFC系統、安檢、乘客信息服務等需求的同時，兼顧“四網融合”的需求；優先采用成本低、效益好的技術方案。

2 關鍵技術及應用

生物識別、語音識別等技術的迅速發展，電子發票、數字人民幣等應用的不斷推廣為AFC系統的業務更新提供了保障，為系統智能化的實現奠定了基礎。

2.1 生物識別

生物識別是利用人的生物特征進行用戶身份判別的一類技術的總稱，具體包括人臉識別、指紋識別、虹膜識別和掌靜脈識別等。基于生物識別技術，乘客無需任何操作即可通過車站檢票機，完成乘車過程。各類生物識別技術中，人臉識別技術在軌道交通中的應用最為廣泛。截止2021年4月，全國已有16家城市軌道交通上線人臉識別過閘功能。

應用人臉識別技術，需在設備終端增加相應的人臉識別模塊，在車站新增設備用于乘客賬戶的注冊/注銷，還需搭建人臉票務平臺以實現用戶賬戶的管理。鑒于各線路AFC系統互聯互通的業務需求，必須對既有線路的AFC系統進行改造升級。同時，人臉是用戶重要的生物特征，一旦泄露必然會造成惡劣的社會影響，對系統的信息安全等級要求較高，而人臉識別在付費領域的應用尚未被廣泛認可。因此，考慮到高昂的系統改造、建設成本以及乘客的接受度，使用人臉識別信息尚需進一步探討。

2.2 智能語音技術

智能語音技術，又稱智能語音人機交互技術，以語音作為主要信息載體，使機器具備能說會聽、學習思考的能力，從而實現人與機器之間的信息交互過程[9]。當前，智能語音技術在城市軌道交通中的應用主要為智能問詢、智能票務及客服熱線3個方面，不僅可以代替部分人工服務，降低人力成本，還可提高運營服務水平。只需在AFC系統終端設備增加語音識別模塊，并搭建或利用第三方語音識別平臺即可實現相應的業務功能。該技術的硬件實現較為簡單，語音識別軟件的技術水平直接影響用戶體驗及服務水平。

2.3 電子發票

電子發票同紙質發票一樣，采用稅務局統一發放的形式給商家使用，發票號碼采用全國統一編碼，采用統一防偽技術。軌道交通電子發票系統可接收AFC系統上傳的開票請求，開具電子發票，將電子發票推送至乘客郵箱、蘇州軌道交通乘車App賬戶等地址，并將電子發票上傳至稅務局電子發票管理系統進行備案[10]。

相對于紙質定額發票，采用電子發票能有效地避免虛開、多開等問題，大幅度降低紙質定額發票的采購、保存成本。同時，將站務人員從發票管理的繁重業務中解放出來，對于減少車站人員配置，降低運營成本有著重要意義。

2.4 數字人民幣

數字人民幣作為國家法定貨幣，其推廣使用是國家數字化發展的必然趨勢[11]。通過改造AFC系統及互聯網票務平臺，新增與數字人民幣的業務接口，實現數字人民幣在軌道交通支付業務中的使用。數字人民幣不僅可以滿足乘客多元化支付需求，還可確保客票收益直接進入軌道公司銀行賬戶，規避第三方支付賬戶存在的提現周期長、交易手續費等問題，有利于軌道公司的票卡收益管理。

3 智能化實踐發展

蘇州軌道交通在既有線運營及新線設計、建設過程中，密切關注行業發展趨勢，積極探討業務管理模式轉變，適時采用新技術、新應用。在已實現二維碼購票/過閘的基礎上，持續對既有線路進行改造、升級，實現了語音購票、數字人民幣購票/過閘等功能；此外，根據系統業務需求的變化，在新線設計、建設過程中對AFC系統進行更新、優化，以智能客服、智慧服務終端等智能化設備為載體，融合語音識別、電子發票等智能化技術，搭建智能客服系統，推進AFC系統的智能化發展。

3.1 語音購票試點

當前，自動售票機（TVM，Ticket Vending Machine）購票界面線路多、站點密集，購票流程復雜，購票時間長。為解決外地及老年乘客購票時線路和站點查詢難度較大、購票效率低等問題，通過增加語音識別功能，優化TVM購票界面，并在蘇州奧體中心站試點了TVM語音購票功能，語音購票界面，如圖2所示。

圖2 語音購票界面

如圖2所示，采用語音購票，可簡化購票流程，提高操作便捷性，提升購票效率。該功能的應用不僅為后續地鐵線路語音購票服務功能的實施奠定了技術基礎，也為既有線路終端設備的智能化改造積累了經驗。

3.2 數字人民幣購票/過閘

蘇州作為使用數字人民幣的試點城市之一，將數字人民幣使用于軌道交通支付業務，便于乘客使用。當前，乘客可在TVM上使用數字人民幣掃碼購票或在蘇州軌道乘車App內添加數字人民幣支付方式掃碼過閘，掃碼購票流程，如圖3所示。

圖3 數字人民幣掃碼購票流程

3.3 智能客服系統

智能客服系統是私有云、人工智能、智能語音、數據挖掘等信息化技術的高度集成，是AFC系統與客運服務需求融合的產物，是提升AFC系統智能化水平、實現車站無人化服務、降低車站客運人員配置的重要手段。蘇州軌道交通智能客服系統采用扁平化的架構，按線網層管理，線網層和現場層兩級控制的模式進行建設。線網層為現場層所有客服設備提供后臺支持，實現全線網的語音服務、乘客服務、數據管理和業務管理等功能；現場層則主要由智慧客服中心、智慧票務終端等智能服務終端設備構成，為乘客提供各種智能化自助服務。智能客服系統網絡架構，如圖4所示。

如圖4所示，為提高智能客服系統的可靠性，保障實時性網絡需求，確保車站終端設備服務質量，智能服務終端設備在接入AFC系統車站局域網的同時，利用車站客服交換機直接鏈接智能客服平臺。除智能服務終端外，乘客還可通過地鐵官方網站、熱線電話渠道、微信公眾號等多種渠道獲取相關的服務。

圖4 智能客服系統網絡架構

3.3.1 乘客服務子系統

乘客服務子系統是智能客服系統的核心，可通過語音、文字、圖片及視頻等多種服務方式為乘客提供票務咨詢、線網信息查詢和失物招領等多樣化遠程服務。乘客服務子系統包含遠程音視頻交互、智能自動應答、客服自行選擇、乘客信息可視化及呼叫同步轉移等工能。

乘客可以通過車站現場智能客服設備、熱線電話、官方網站以及公眾號等與系統進行信息互動。系統分析乘客需求及業務場景，自動給予乘客擬人化的語音或者文本回復。若乘客對回復內容不滿意，可申請遠程人工服務，客服人員在解答乘客疑問的同時，可遠程監控并輔助乘客操作客服設備，幫助乘客快速掌握和完成各種復雜業務。在人工音視頻交互過程中，系統能夠實時監控、識別乘客和客服人員的語音信息，從而自動為客服人員推薦合適的話術，提醒客服人員采用適當的語速和聽說比例，提示最佳回復內容等。

3.3.2 語音服務子系統

語音服務子系統是智能客服系統的重要組成部分，為語音購票、乘客遠程服務等提供技術支撐。語音服務子系統具備自動語音識別、自然語言理解、對話管理、自然語言生成、文本到語言合成等全過程語音服務功能；具備基于自然語言理解的城軌知識庫建立、更新、管理等功能。

（1）支持語音購票

系統支持中/英文、全過程無接觸語音識別購票；對蘇州軌道交通具體站點名稱進行精準識別；將乘客語音信號轉換成文字，并在智能服務終端用戶界面上進行顯示；根據地名或車站周邊興趣點（POI，Point of Interest）實現站點模糊搜索，準確提供最近地鐵站名稱信息，提醒客戶購買對應的地鐵票。

（2）支持乘客遠程服務

系統支持開放式語義環境下的問詢輸入，支持語音模糊問詢、全局上下文分析處理、多輪對話處理，通過分析對話感知對話場景，預測對話意圖，并基于城軌知識庫返回擬人化的語音或文本文件，從而為乘客服務子系統提供語音技術支持。

3.3.3 智慧服務終端

隨著移動支付的迅速發展，蘇州軌道交通TVM發售的單程票使用率逐年走低，已由初期的48.3%降至當前的5.5%左右。乘客購買單程票需求的大幅降低導致TVM的使用率低下， 半自動檢票機（BOM，Booking Office Machine）的單程票業務處理需求也同步降低。因此，在新線建設過程中，取消了TVM和BOM的配置，并增設智慧客服中心及智慧票務終端等智能服務終端設備以滿足乘客票卡發售及票務處理需求。同時，為滿足車站無人化服務需求，各智能服務終端增加了票務處理、信息查詢、遠程客服和電子發票等智能化自助服務功能。

（1）智慧客服中心

智慧客服中心是傳統客服的智能化升級，將原有的BOM、票亭、客服人員的服務功能等進行了系統性整合，以乘客智能化自助操作實現原客服的各項人工服務。智慧服務中心由非付費區和付費區終端設備按照一體化理念進行設計，具有單程票出售、票務自助處理、電子發票開具、遠程音視頻交互、乘客資訊信息查詢等功能，能替代車站票務客服人員及半自動售票機大部分工作量，有效地減輕客服人員壓力，同時為乘客提供更加便捷的多元化服務。其中，非付費區配置了2臺全功能設備，均可支持現金/非現金支付方式，支持智能語音提示及語音購票，其中1臺支持單程票退票功能。付費區配置了1臺全功能設備及1臺非現金設備，全功能設備支持現金/非現金支付方式，支持智能語音提示及語音購票，支持打印紙質二維碼單程票，1臺非現金設備只支持二維碼購票，打印紙質二維碼單程票。

（2）智慧票務終端

智慧服務終端設置在車站非付費區，在取代傳統的TVM的同時，兼具部分客服中心功能。設備由乘客自助操作，實現非現金支付單程票發售、票務自助處理、遠程音視頻交互服務和乘客資訊信息查詢等功能，能替代車站票務客服人員及自動售票機的大部分工作量，有效地減輕客服人員壓力，為乘客提供更加便捷的多元化服務。

3.4 電子發票系統

蘇州軌道交通電子發票系統按照滿足全線網電子發票開票量的需求進行配置，采用金稅盤托管至第三方電子發票服務平臺的模式進行建設，軌道交通業務系統與電子發票服務平臺系統通過VPN專線直連，獲取電子發票開具、存儲、查驗和推送等相關服務。采用第三方托管模式，軌道交通內部只需對自身業務系統進行適當的改造，不僅降低了系統建設、維護成本，而且縮短了系統建設周期，提高了系統的可靠性，保障了軌道交通公司開票業務順利開展。

乘客可使用智慧服務中心、智慧服務終端、軌道交通App等提交開票請求。發票開具完成后，電子發票服務平臺根據開票終端的差異，將電子發票PDF版式文件以不同的形式推送給乘客，如：乘客的軌道交通App、手機短信、電子郵箱等。

4 結束語

蘇州軌道交通對AFC系統進行智能化實踐是順應軌道交通行業發展的必然結果，是滿足乘客多樣化需求的必然方法，是提高運營管理、服務水平的必然途徑。未來AFC系統的技術更迭、應用更新仍將以為乘客提供更優質服務為核心目標，并兼顧運營、建設等各方需求。當前，蘇州軌道交通AFC系統已朝著智能化邁出了關鍵一步，但在與安檢系統融合、“四網融合”、智能運維、人臉識別等領域尚未形成明確的需求，也暫未有成熟技術方案，需在后續建設過程中持續完善。