城市軌道交通新型支付方式探索

城市軌道交通新型支付方式探索

在13.35的新時(shí)期，市政公路運(yùn)輸進(jìn)入了快速發(fā)展的新時(shí)期。2017年，中國(guó)城軌運(yùn)輸總規(guī)模為184.8億人，比去年增長(zhǎng)23.9億人，增幅為14.9%。這充分表明，充分考慮了大型城市公共交通的分布效應(yīng)。近年來國(guó)內(nèi)城市軌道交通不斷探索和應(yīng)用移動(dòng)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(shè)備配置數(shù)量、降低車站現(xiàn)金票款的繳交難度等方面全面降低運(yùn)營(yíng)成本,新型支付方式大致分為NFC手機(jī)支付、二維碼支付、生物識(shí)別技術(shù)和無感支付。新的支付方式主要采用虛擬票取代實(shí)體票,支持預(yù)充值方式和綁定賬戶后付費(fèi)方式,形式上表現(xiàn)為“無卡過閘,異步扣款”。新型支付方式不僅要把進(jìn)出站檢票時(shí)間控制在較短時(shí)間內(nèi),還要兼顧交易安全性和系統(tǒng)安全性。一、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)非接觸式數(shù)據(jù)交互NFC手機(jī)支付是一種把手機(jī)變成虛擬卡的卡模擬技術(shù),是一種近場(chǎng)高頻無線通信技術(shù),允許設(shè)備間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)非接觸式數(shù)據(jù)交互,由非接射頻RFID技術(shù)演變而來。NFC設(shè)備靠近非接讀卡器后NFC設(shè)備進(jìn)入工作狀態(tài),NFC設(shè)備與讀卡器根據(jù)APDU協(xié)議建立交互,讀卡器將敏感數(shù)據(jù)發(fā)給NFC設(shè)備的安全載體進(jìn)行處理,NFC設(shè)備將響應(yīng)數(shù)據(jù)發(fā)給讀卡器。(一)電子支付模塊se電子現(xiàn)金方式是根據(jù)PBOC3.0標(biāo)準(zhǔn),把銀行卡數(shù)據(jù)寫入手機(jī)SIM卡或安全芯片SE,支持軌道交通復(fù)合消費(fèi)應(yīng)用,軌道交通擴(kuò)展應(yīng)用文件可記錄進(jìn)出站信息,需要預(yù)先從銀行主賬戶向電子現(xiàn)金圈存一定金額,乘客直接刷手機(jī)進(jìn)出站并完成脫機(jī)扣款,使用效果相當(dāng)于手機(jī)交通卡,目前上海、寧波都已實(shí)現(xiàn)這種方式。(二)hce指導(dǎo)圖HCE技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于它能夠解決NFC設(shè)備安全載體的硬件問題,安全載體是由軟件來實(shí)現(xiàn)的。HCE通過安卓操作系統(tǒng)服務(wù)實(shí)現(xiàn)的,可在系統(tǒng)后臺(tái)運(yùn)行不需要調(diào)出用戶界面就可刷手機(jī)進(jìn)出站。HCE可同通過臨時(shí)授權(quán)或臨時(shí)密鑰支持脫機(jī)交易,手機(jī)APP可通過過程文件記錄進(jìn)出站信息。廣州地鐵開通的地鐵云卡就是采用HCE技術(shù)。(三)出站交易結(jié)算票款乘客使用手機(jī)模擬銀行卡直接進(jìn)出站并延遲扣款,不需要聯(lián)機(jī)到后臺(tái)進(jìn)行賬戶認(rèn)證,根據(jù)進(jìn)出站交易配對(duì)結(jié)算票款。容易產(chǎn)生單邊交易,進(jìn)出站交易不匹配不能結(jié)算票款。通常采用車站級(jí)服務(wù)器或云端服務(wù)器控制用戶的進(jìn)出站狀態(tài),需要對(duì)所有車站進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)改造,改造難度大、后臺(tái)壓力較大、票務(wù)優(yōu)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(yīng)用。(四)自由讀取區(qū)的設(shè)置升級(jí)版ODA方式是對(duì)ODA信用消費(fèi)技術(shù)的優(yōu)化,在手機(jī)SE中開通自由讀寫區(qū),建立記錄文件寫入開通記錄和交易記錄,主要可避免產(chǎn)生單邊交易不能配對(duì)進(jìn)出站記錄的問題。目前上海地鐵已完成相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研究制定和技術(shù)儲(chǔ)備。(五)hce和oda信用消費(fèi)技術(shù)的特點(diǎn)電子現(xiàn)金方式因與硬件安全載體捆綁,需要與移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商或手機(jī)廠商合作,開通手續(xù)較為繁瑣,用戶門檻和限定較多,不利于大面積推廣。HCE技術(shù)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(rèn)證信息和密鑰信息存儲(chǔ)在NFC設(shè)備內(nèi)存中,容易被復(fù)制,對(duì)交易安全有一定影響。HCE技術(shù)只用于安卓系統(tǒng),影響用戶的推廣。ODA信用消費(fèi)技術(shù)體現(xiàn)了“脫機(jī)刷卡,延遲聯(lián)機(jī)扣款”的特點(diǎn),容易產(chǎn)生單邊交易不能結(jié)算票款。升級(jí)版ODA方案解決了進(jìn)出站記錄配對(duì)的問題,但I(xiàn)OS系統(tǒng)不能開通自由讀寫區(qū),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(shè)備上購票,或是用地鐵APP綁定銀聯(lián)或第三方支付賬戶在地鐵進(jìn)出站刷碼過閘。(一)設(shè)備上兌換車票乘客在手機(jī)端使用第三方支付展示二維碼,在云購票機(jī)上刷碼支付購買車票?；蚴怯脙镀倍S碼在售票設(shè)備上兌換車票,以實(shí)現(xiàn)線上購票線下兌票。這是一種線下(Offline)對(duì)線上(Online)的購票方式,手機(jī)端可離線,設(shè)備端必選在線,售票設(shè)備對(duì)二維碼聯(lián)機(jī)認(rèn)證后完成出票。這種技術(shù)在廣州、杭州等多個(gè)城市實(shí)現(xiàn)應(yīng)用,上海地鐵云購票機(jī)也已在商業(yè)旅游景點(diǎn)站和交通樞紐站上線。(二)維碼的支付乘客在TVM設(shè)備上選擇車站信息后,TVM設(shè)備通過ACC向第三方支付平臺(tái)申請(qǐng)二維碼數(shù)據(jù),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(tái)通過ACC向TVM設(shè)備發(fā)送出票通知,TVM完成出票。ACC采集TVM設(shè)備上傳的交易數(shù)據(jù),與第三方支付平臺(tái)結(jié)算票款。這種“主掃付”的方式相對(duì)于“被掃付”的方式,可減少硬件改動(dòng),只需要軟件優(yōu)化就可實(shí)現(xiàn)主掃支付。目前掃碼購票已在上海地鐵部分站點(diǎn)試運(yùn)行。(三)tvm設(shè)備掃碼購票乘客在TVM設(shè)備上選擇站點(diǎn)信息后,TVM設(shè)備屏幕展示聚合的二維碼,乘客使用銀聯(lián)APP或第三方支付APP支付掃碼購票。TVM設(shè)備根據(jù)購票信息,向ACC申請(qǐng)聚合碼數(shù)據(jù),并在屏幕上展示聚合碼。乘客用銀聯(lián)APP或第三方支付APP掃碼后,手機(jī)客戶端訪問后臺(tái)服務(wù)器,服務(wù)器根據(jù)APP信息,將交易送往對(duì)應(yīng)支付系統(tǒng),支付完成后通知TVM設(shè)備出票。聚合碼掃碼購票只需要接入聚合碼支付平臺(tái),目前這種方式已在上海地鐵部分站點(diǎn)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。(四)二維碼輸入手機(jī)二維碼刷碼過閘,按手機(jī)端和閘機(jī)端是否聯(lián)機(jī),可分為脫機(jī)配對(duì)、聯(lián)機(jī)刷碼、聯(lián)機(jī)回寫和雙脫機(jī)回寫四種方式。1.維碼生成后進(jìn)站后產(chǎn)生邊交易手機(jī)端聯(lián)機(jī)或脫機(jī),閘機(jī)端處于脫機(jī)狀態(tài),采用信用消費(fèi)方式,手機(jī)端生成二維碼,進(jìn)出站后二維碼不刷新進(jìn)出站狀態(tài),后臺(tái)對(duì)進(jìn)出站交易配對(duì)。容易產(chǎn)生單邊交易,配對(duì)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.維碼特征手機(jī)端聯(lián)機(jī)或脫機(jī),閘機(jī)端需要聯(lián)網(wǎng),乘客用手機(jī)二維碼刷碼進(jìn)出站,閘機(jī)聯(lián)機(jī)對(duì)后臺(tái)賬戶進(jìn)行認(rèn)證,二維碼不刷新進(jìn)出站狀態(tài)。聯(lián)機(jī)認(rèn)證對(duì)車站網(wǎng)絡(luò)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(lián)機(jī)認(rèn)證的方式。3.維碼進(jìn)出站網(wǎng)絡(luò)手機(jī)端和閘機(jī)端都需要聯(lián)網(wǎng),乘客用手機(jī)生成二維碼刷碼進(jìn)出站,閘機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)改寫二維碼進(jìn)出站狀態(tài),對(duì)車站網(wǎng)絡(luò)要求較高,大客流通行對(duì)移動(dòng)基站不堪重負(fù)。該技術(shù)已在青島、南寧實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。4.地鐵4.2無設(shè)備設(shè)計(jì)閘機(jī)端和手機(jī)端都無需聯(lián)網(wǎng),閘機(jī)通過藍(lán)牙回寫技術(shù),把進(jìn)出站信息寫入二維碼。雙脫機(jī)回寫方案采用脫機(jī)安全認(rèn)證技術(shù),車站網(wǎng)絡(luò)沒有要求,整個(gè)進(jìn)出站時(shí)間控制在半秒以內(nèi)。支持地鐵復(fù)合消費(fèi),解決“一碼多進(jìn)”、“一碼多出”的難點(diǎn),避免產(chǎn)生單邊交易,是一種等同于刷卡的過閘方式。目前該技術(shù)已在上海地鐵全網(wǎng)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用,長(zhǎng)沙、武漢也采用這種方式。(五)tvm系統(tǒng)調(diào)試二維碼刷碼購票的方式對(duì)設(shè)備硬件改動(dòng)較大,采用TVM設(shè)備與第三方支付系統(tǒng)直連模式,對(duì)車站網(wǎng)絡(luò)要求較高。二維碼掃碼購票可減少TVM設(shè)備硬件投入,只需通過軟件優(yōu)化就可實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)購票。云購票機(jī)和掃碼購票的方式,系統(tǒng)接入第三方支付系統(tǒng)調(diào)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(tái),地鐵只需與一家結(jié)算平臺(tái)結(jié)算票款?？傮w而言,云購票機(jī)、掃碼購票、聚合碼購票的方式,通過實(shí)體票進(jìn)出站,不能減少車站TVM設(shè)備的配置數(shù)量,不能降低單程票采購、制作、管理、流失的運(yùn)營(yíng)成本。二維碼過閘方案中,脫機(jī)配對(duì)的方式,不能控制二維碼進(jìn)出站狀態(tài),容易造成進(jìn)出站交易配對(duì)不成功。聯(lián)機(jī)刷碼的方式,進(jìn)出站時(shí)間較長(zhǎng),不能適應(yīng)城軌大客流通行的特點(diǎn)。聯(lián)機(jī)回寫的方式,對(duì)車站網(wǎng)絡(luò)要求較高,必須保證網(wǎng)絡(luò)通信較好,否則無法進(jìn)出站。雙脫機(jī)回寫方案,采用脫機(jī)安全認(rèn)證技術(shù),檢票速度不受網(wǎng)絡(luò)條件影響,安全性高、交易速度快、支持城軌階梯票價(jià),把二維碼等于同于實(shí)體卡,降低票務(wù)處理難度。三、生物特征識(shí)別+二維碼識(shí)別生物識(shí)別是指利用人體生理特征或行為特征,進(jìn)行身份鑒別的技術(shù),包括掌靜脈識(shí)別、指紋識(shí)別、人臉識(shí)別、虹膜識(shí)別、聲紋識(shí)別等。生物識(shí)別技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合,將成為城軌創(chuàng)新支付方式的重要推動(dòng)力。隨著人工智能技術(shù)的不斷成熟,生物識(shí)別的準(zhǔn)確率將大幅提高,生物識(shí)別技術(shù)將廣泛應(yīng)用于各種認(rèn)證和智能終端。生物識(shí)別技術(shù)不僅可以改善乘客的支付體驗(yàn),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(fù)制的唯一性,不易丟失、復(fù)制、盜用,具有高安全性。生物識(shí)別系統(tǒng)對(duì)生物進(jìn)行取樣,提取唯一特征,將該特征數(shù)字化并組合成特征模板。交互認(rèn)證時(shí),識(shí)別系統(tǒng)再次獲取生物特征,與特征模板進(jìn)行比對(duì),根據(jù)匹配結(jié)果鑒別身份。其中,因生物特征穩(wěn)定性高,人臉識(shí)別、掌靜脈識(shí)別、虹膜識(shí)別將表現(xiàn)出極大優(yōu)勢(shì)。上海地鐵正在研究刷臉過閘的應(yīng)用,乘客開通時(shí)需提供人臉圖像,并在手機(jī)APP上完成實(shí)名認(rèn)證和代扣簽約。后臺(tái)向公安系統(tǒng)驗(yàn)證身份信息,并將人臉信息保存在云服務(wù)器上。云服務(wù)器將人臉信息、手機(jī)APP賬戶號(hào)、身份證號(hào)等信息下發(fā)到指定站點(diǎn)。車站需設(shè)置一臺(tái)人臉識(shí)別前端服務(wù)器,過閘前乘客需確認(rèn)手機(jī)APP在前臺(tái)運(yùn)行,閘機(jī)與手機(jī)建立藍(lán)牙連接獲取用戶ID,乘客接近閘機(jī)掃臉,閘機(jī)提取人臉特征并將人臉數(shù)據(jù)和用戶賬戶號(hào)上送到前端服務(wù)器,前端服務(wù)將交易記錄上送到ACC,ACC通過云端將進(jìn)出站信息回寫到手機(jī)APP中,并上送交易記錄結(jié)算票款。該方案中,需用到手機(jī)APP作為電子標(biāo)簽,且使用人數(shù)受到限定,上海地鐵正對(duì)掃臉過閘方案進(jìn)行優(yōu)化。上海APM線特殊人群專用通道已應(yīng)用掌靜脈識(shí)別技術(shù),通過掌靜脈識(shí)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(wù)處理難度。今后,上海地鐵漢中路、諸光路等智慧車站還將實(shí)現(xiàn)特類人群使用掌靜脈識(shí)別乘地鐵。上海地鐵未來還將探索生物識(shí)別技術(shù),利用生物特征作為虛擬車票的過閘研究。四、智能打造“無刷卡過閘”城市軌道交通產(chǎn)無感支付,又可理解為不刷卡支付,在停車場(chǎng)、高速公路收費(fèi)、無人超市等領(lǐng)域已實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。用戶在手機(jī)APP中將車牌號(hào)與銀行卡綁定,通過對(duì)車牌自動(dòng)識(shí)別,從綁定的銀行卡賬戶上自動(dòng)扣除費(fèi)用,促進(jìn)了“智慧出行”的發(fā)展。在城軌交通領(lǐng)域,今后可探索利用藍(lán)牙技術(shù)實(shí)現(xiàn)“無刷卡過閘”這一無感支付方式。乘客接近閘機(jī)時(shí),閘機(jī)與手機(jī)建立藍(lán)牙連接,自動(dòng)識(shí)別賬戶號(hào)、復(fù)合消費(fèi)文件及安全認(rèn)證等信息,將地鐵消費(fèi)信息通過藍(lán)牙通信寫入手機(jī)APP中,并從手機(jī)APP綁定的銀行卡賬戶或第三方支付賬戶中自動(dòng)扣除費(fèi)用。五、支付體系標(biāo)準(zhǔn)化互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日新月異為城軌票務(wù)云支付的改革創(chuàng)新發(fā)展提供廣闊平臺(tái),使用電子虛擬票取代實(shí)體票已成為業(yè)內(nèi)共識(shí),也是城軌票務(wù)發(fā)展的必經(jīng)之路。(1)NFC手機(jī)支付今后將主要采用卡模擬技術(shù),具體形式為使用“手機(jī)PAY-升級(jí)版ODA”方案或者“手機(jī)APP-HCE技術(shù)-token授信”方案,綁定銀行卡并加載城軌行業(yè)應(yīng)用信息,進(jìn)出站脫機(jī)支付。NFC手機(jī)支付可完善銀行卡在城軌的受理環(huán)境,避免銀行卡換卡、電子現(xiàn)金在特定設(shè)備上圈存余額等問題。(2)二維碼支付對(duì)手機(jī)沒有硬件要求,只要是智能手機(jī)都支持二維碼支付。二維碼過閘支付將不斷適應(yīng)城軌客流密度高、快速通行的特征,帶回寫功能的脫機(jī)二維碼更符合城軌運(yùn)營(yíng)實(shí)際需求。二維碼支付系統(tǒng)建設(shè)一要注重標(biāo)準(zhǔn)化,二要與其它交通行業(yè)互聯(lián)互通。APP專用文件和藍(lán)牙回寫技術(shù)結(jié)合使用,可實(shí)現(xiàn)交通部二維碼在城軌應(yīng)用。過閘信息存儲(chǔ)在APP專用文件內(nèi),閘機(jī)通過藍(lán)牙讀寫專用文件計(jì)算票價(jià),解決后臺(tái)匹配交易、負(fù)荷大的缺點(diǎn)。脫機(jī)二維碼在上海有大規(guī)模運(yùn)營(yíng)的成熟經(jīng)驗(yàn),總體效果平穩(wěn)可靠。二維碼支付體系標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè),有利于推動(dòng)跨行業(yè)、跨區(qū)域的互聯(lián)互通。(3)NFC手機(jī)支付和二維碼支付都屬于移動(dòng)支付,生物識(shí)別和無感支付不需要用