基于二维码识别的地铁售检票系统研究

王彬

摘 要：随着移动互联网时代的到来，智能移动终端的覆盖率日益提高，人们对于移动设备的使用习惯已经建立，通过手机移动支付购买地铁票，并直接在闸机处通过扫描二维码进行验证，完成进出站，这样的方式不但可以大大缓解站内购票的压力，而且可以让乘客更为便捷高效地乘坐地铁出行。

关键词：二维码；自动售检票系统；清结算中心系统

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）33-0082-02

1 概 述

目前，各个城市的地铁客运部门都已建立了较为完善的自动售检票系统（Auto Fare Collection，AFC），能够完整的实现轨道交通的售票、检票、计费、收费、统计、清分等环节的自动处理。AFC系统主要由线网级清分系统（ACC）、线路级系统（LC）、车站级系统（SC）、车站终端设备和车票五部分组成。终端设备包括有车站计算机、自动售票机、闸机、票房售票机、手持验票机等；

车票则普遍采用的是实体卡（token币或者方卡）作为票卡的载体，实体票卡需要定期在自动售票机中填充和回收地铁票、钱币，而且还会有不定量的票卡丢失及损坏，会造成运营管理成本的提高，在检票过闸时，还容易出现检票排队耗时长，尾随逃票、漏票的问题。二维码是一种比一维码更高级的条码格式，在水平和垂直方向都可以存储信息，可以存储汉字、数字、图片等信息，使用二维码作为电子票载体，具有低成本、易维护的特点。

2 基于二维码检票需要解决的问题

使用传统的实体车票进、出站过闸检票时，闸机可以将检票信息写回到车票，这样检票信息就保存在了车票上，以车票为载体实现了信息的出、入口传递，从而可以在闸机离线的情况下，完成出入站的检票工作。

在二维码过闸检票的方式下，闸机是通过图像处理技术实现对二维码票据的识别，闸机与手机之间并有任何通信接口，因此无法将检票信息写回到手机端，从而也就不能按照原有实物票的方式在离线的模式下工作。因此会带来很多需要解决的问题，例如电子票比实物票更容易复制、分发，逃票乘客可以通过互换电子票，用低价票乘坐超程距离；离线模式下，如何判断是否乘车超时；手机丢失、掉电关机等异常情况下的如何使用电子票出站；在降级模式下、应急模式下，电子票的处理方式需要重新设计。

3 系统方案设计

3.1 软件架构设计

现有的AFC系统已经是一套成熟完整的系统，已经在轨道交通中得以成熟的应用；在引入补充的同时不能对现有系统带来过多的影响，这点在系统设计时是一个原则。因此，该互联网售票系统应建立在原有AFC 系统基本不变的前提下，是叠加在现有系统上的子系统，需要分开独立建设，如图1所示。

整个系统主要由APP系统、票务数据计算分析系统、ACC接口服务系统组成，其中APP系统主要实现购票、兑/检票、用户管理和认证；票务数据计算分析系统，实现消息发布和推送系统、日志采集和和分析系统、报表系统，而ACC接口服务系统主要负责完成与ACC系统的交互业务。

系统的软件架构，如图2所示。

这种面向大量用户的互联网购票系统，需要面对高并发用户、大流量访问，同时要高可用，提供不间断服务，需求也会快速变更，可扩展性要好。基于以上考虑，系统部署采用Keepalive和LVS直接路由模式的高可用负载集群系统、高可用缓存系统、主备高可用数据库系统，并支持数据库读写分离。其中，LVS（Linux Virtual Server）负责实现负载均衡，Keepalived 基于 LVS ，并与 LVS 高度融合，监控 LVS 下所有真实服务器健康状态，并通过健康健康状态动态调整 LVS 的复杂均衡转发权重和规则，并且同时保证具备热备功能。系统部署情况，如图3所示。

3.2 业务流程设计

每个乘客可以使用自己的账号一次购买多张电子票，但乘坐地铁时，每次只能兑换使用一张电子票，进站时，对未使用过的电子单程票生成进站二维码；出站时，仅对已经激活且未出现超程的电子单程票生成出站二维码；对于已经标记进、出站且处于激活状态的电子单程票，在乘客出站后，系统将其置为失效。完成本次进出站后，可以兑换使用其它电子票。如图4所示。

具体的进出站流程共需要以下8步，分别为：

S1：移动智能终端（如手机、平板电脑等设备）安装客户端APP，入站前用户登录客户端App；S2：入站前，用户点击购买的电子票，移动智能终端开始通过网络向后端平台请求生成进站消费凭证，后端平台生成含有序号、生成时间、金额的进站消费凭证，返回给客户端；S3：准备入站时，移动端生成包含所述进站消费凭证和用户ID的入站二维码A，完成电子票的兑换激活；S4：入站时，入站检票终端通过扫描入站二维码A，获取进站消费凭证和用户ID，验证票据的合法性，对比二维码的生成时间与检票终端的时间差（后端平台的时间与AFC/ACC系统的时间会周期同步）解决手机录屏转发的问题，若合法，则允许乘客进站，并上传该入站信息；S5：出站前，打开移动智能终端的客户端App，系统将提醒用户是否已经进站，同时终点站是否需要变更，如果不变更终点站，点击确认；如果需要变更，用户点击变更站点，系统根据用户选择的站点重新计算票价，判断当前点票金额是否超出，如果金额超出，则提醒用户进行电子支付。之后，将进站消费凭证发送给后端平台，后端平台生成包含入场编号、入站时间等信息的出站消费凭证，返回给移动智能终端；S6：准备出站时，移动智能终端生成包括所述出站消费凭证和用户ID的出站二维码B；S7：出站时，出站检票终端通过扫描出站二维码B，获取进站消费凭证和用户ID，验证合法性后，若合法，则允许乘客出站，并上传该出站信息；S8：用户出站后，可以点击“结束”按钮，该电子票将状态变为“已使用”，乘客可以使用新的电子票。

4 特殊情况的解决方案

4.1 超程补款

超程补款是指乘客实际乘车区间超过单程票规定的区间，对于超出的部分，乘客必须补足余额。在该系统中，出站二维码信息包含起始站和终点站信息，闸机在进、出站时会判断二维码与当前站点是否相符，必须一致才能放行。用户在使用App生成出站二维码之前，会先选择确认出站点，从而判断当前已支付金额是否足够，不足时必须由用户通过手机支付差额后才能生成出站二维码。因此通过二维码可以方便地实现超程的补票，且不需要运营单位投入人力资源，完全由用户自行操作。或者也可以利用BOM连接互联网售票平台，对所持电子车票标记出站并做超程更新，人工放行。

4.2 超时补款

超时补款是指乘客在付费区逗留的时间超过系统所设定的每乘次旅行时间，乘客必须补足相关费用。在该系统中，对于持二维码电子单程票的乘客，在常规检票合法的情况下，允许正常出站，但ACC会根据该电子单程票对应上传的进、出站检票记录，确定该电子单程票是否超时，如超时，则将超时补款信息发送至互联网购票平台，在乘客使用手机APP后续购票时，通知乘客进行超时补款，乘客应按要求通过手机访问互联网售票客户端补足乘车资费，否则，该手机绑定的APP将无法重新购票，直至补足票款为止。

4.3 手机丢失等其它异常情况

若手机丢失或发生故障时，不能正常通过检票机出站，须到客服中心由工作人员访问互联网售票平台，核实乘客购票信息，在互联网平台上对该电子单程票标记为非正常出站状态，然后放行出站。

4.4 退 票

对于已经激活但未使用其进站的电子票，在ACC进行当天清分时，通过对比该电子票是否有相应的进、出站信息进行判断，若确实未有对应的记录，则APP后台会自动给予以进行退票处理。

5 结 语

随着互联网时代的到来，移动化、电子化的趋势是不可阻挡的，基于二维码电子票的地铁售检票系统，是对现有AFC系统的一个有效补充，可以很好的弥补现有实物票方式单一、低效、购票地点受限等问题带来的不足。本系统的业务模式设计合理，架构扩展性强，接口清晰，可以很方便的接入到已有的地铁AFC系统中，即可方便地实现通过互联网购票，在闸机刷二维码过闸的功能，有很好可移植性与推广性。

参考文献：

[1] 吴友宝，徐建闽.二维码和电子支付在地铁票务系统的应用研究[J].电 子世界，2014，（11）.