第二代身份证在自动售检票系统中的应用构想*

赵文涛

(浙江机电职业技术学院,310053,杭州//助教)

AFC(自动售检票)系统主要由ACC(自动售检票清分中心)、LCC(线路中央计算机)、SC(车站计算机)、SLE(车站终端设备)及车票等组成[1]。其中，车票作为用户乘坐地铁的有效凭证，是AFC系统中不可或缺的重要一环。本文基于AFC系统车票发展现状，分析了第二代身份证读取方式，介绍了对闸机读卡器进行改造的设计思路，提出了建立电子钱包并将第二代身份证作为乘车凭证的AFC系统新思路。

1 AFC系统车票发展现状

目前，国内外常见的城市轨道交通车票主要分为纸质、磁卡及智能IC(集成电路)卡等3种[2]。由于城市轨道交通票价低、客流量大，使用纸质车票成本过高，故AFC系统一般不使用纸质车票作为用户乘坐地铁的有效凭证。

在20世纪70～80年代，AFC系统普遍使用磁卡作为用户乘坐地铁的有效凭证。虽然磁卡技术比较成熟，但是其信息存储容量小、安全保密性差、造价昂贵、故障率高、车票传输机构复杂，近年来已逐渐被IC卡所取代。相对于磁卡技术，非接触式智能IC卡具有信息存储容量大、安全保密性高、读写失效率低、抗干扰能力强等优点[3]。

2 第二代身份证信息读取

第二代身份证采用非接触式IC卡技术制作，内置有射频识别IC芯片，通过机器可读取其信息。由于身份证具有不可写的特性，因此其与普通非接触式IC卡单程票的处理方法不同[4]。在采用第二代身份证作为乘车凭证时，只能读取身份证物理卡号信息，而不能写入信息。

使用第二代身份证作为乘车凭证，需要对AFC相关设备上的读卡器[5]进行升级改造，使其能够识别第二代身份证，读取相应物理卡号。设备读取身份证上的个人基本信息，还需加装SAM(安全存取模块)[6]。基于城市轨道交通的应用特点，考虑到身份证副本开放权限及加装SAM产生的成本问题，可选择不加装SAM。此时的读卡器只能读取第二代身份证的物理卡号。

3 基于第二代身份证的售检票模式

3.1 售检票流程

目前在高铁的售检票系统中，使用网络购票的乘客能直接使用第二代身份证进站乘车，而不需换取纸质车票。可见，乘客使用第二代身份证作为城市轨道交通乘车凭证，代替原来的单程票出入闸机，在技术上是可行的。

相对于高铁，城市轨道交通可能会面对更大客流的冲击，所以AFC设备对乘客的通行速度有较高的要求；此外，城市轨道交通单次乘坐费用较低，且AFC系统对乘客没有具体班次的限制，只对乘车金额进行判断，不会强制限制进出站站点。因此，城市轨道交通基于第二代身份证的售检票模式必须能很好地满足上述特点。

本文设计了基于第二代身份证的售检票流程，跳过了自动售票机的使用，直接运用第二代身份证进出闸机，大大增强了乘客乘坐地铁的便利性。

图1为乘客注册账户及账户信息下发示意图。由于费用较低，且乘客乘坐地铁没有具体班次的限制，AFC系统只对乘车金额进行判断，不强制限制进出站站点，因此可以基于第二代身份证在ACC注册相应账户并建立电子钱包，进行车票圈存操作，直接从乘客银行账户中将资金转入AFC系统中，或者直接在TVM(自动售票机)上对电子钱包进行充值。当乘客运用第二代身份证成功注册时，ACC将注册信息中身份证物理卡号、是否缴纳押金及账户余额信息通过LCC发送到SC。当乘客由于消费或者提取押金而导致账户信息变动时，ACC将重新进行账号信息下发，并在SC中更新相应账户信息。

图1 乘客注册账户及账户信息下发示意图

图2为乘客乘车金额结算及账户信息更新示意图。当乘客进出闸机时，SC把入站车站名称和时间，以及出站车站名称和时间通过LCC上报给ACC。ACC根据预先设定的扣费规则进行结算，并将账户更改的信息依次传回SC，以对原有账户信息进行更新。该售检票模式跳过了售票环节，直接将第二代身份证作为乘车凭证，并建立电子钱包，对乘车金额进行预充值，能更好地符合需求。

图2 乘客乘车金额结算及账户信息更新示意图

3.2 乘客操作流程

基于第二代身份证的售检票模式下，乘客乘车操作流程也并不复杂。

乘客先前往地铁运营公司各站点使用第二代身份证进行注册，将第二代身份证的物理卡号与账户绑定，并缴纳一定的押金。当乘客凭身份证过入站闸机时，入站闸机读到第二代身份证物理卡号，并在SC查询此卡号是否已存在相应的身份证注册信息。如查询到相应的信息，则打开闸门，并将身份证物理卡号、入站站点信息及乘客入站时间由传统的AFC系统5层架构逐层上传至ACC。

当乘客凭身份证出站时，出站闸机读取第二代身份证物理卡号，便打开闸门，并将其身份证物理卡号、出站站点信息及乘客出站时间由传统的AFC系统5层架构逐层传至ACC。乘客进出站结束后，ACC会根据身份证物理卡号、出入站站点信息及乘客车站滞留时间，按预先设定的扣费规则进行扣费，并在线更新用户电子钱包余额。

当乘客在入站闸机口刷第二代身份证时，如SC查询显示电子钱包欠费或未缴纳押金，则不打开闸机，并显示原因，以便乘客缴纳押金或充值。

乘客可运用第二代身份证刷卡的方式在TCM(自助查询机)上查询账户缴纳押金情况、余额及其他个人信息。当出现不能出入闸机的特殊情况，即订单异常的情况时，也可通过BOM(半自动售票机)查询第二代身份证是否成功注册。如果该身份证已经成功注册，则显示其账户余额，并显示乘客是否已经进闸或出闸，并对异常情况进行处理。

当乘客入站使用第二代身份证刷卡时，需根据身份证物理卡号寻找已经注册的账号。其身份证注册及缴费信息的存储传输方式有三种：第一种，将信息直接存放在入站闸机处；第二种，将信息存放于乘客进站站点的SC中；第三种，将信息存放于ACC服务器上。对于第一种方式，由于闸机数量较多及其存储查询能力有限，不能保证身份证注册及押金信息能得到有效存储和快速更新，其改造难度较大；第三种方案对网络传输速率要求较高，一旦发生断网，则会直接影响乘客入站查验。因此，本文使用第二种方案，既满足了传输速率及设备断网运行的要求，又可减少设备改造工作量。在ACC、LCC和SC中，即使出现短时间内的设备断网、数据传输延时和数据不同步等问题，也均不会影响到乘客的顺利出行。

为了保证乘客的通行速度，也为了方便开发，存于SC的账户信息，包括身份证物理卡号、是否已缴纳押金及电子钱包剩余金额，需要选用高并发、高存储及查询较快的数据库。

3.3 AFC系统的相应优化

乘客的通行速度主要由第二代身份证读取速度和账户信息查询和传输速度决定。身份证为非接触式智能IC卡，其读取速度较快。在SC上需保留账户信息，由闸机上报身份证物理卡号，在SC进行查询。由于账户查询和传输均需要一定的时间，当有效账户数目较大时如何保证账户查询和传输速度还需做相关测试，有待进一步的升级优化。

为了完成上述功能，需要对AFC系统读写器模块进行改造升级，使其能够识别第二代身份证，读取其物理卡号。其他方面的改造如下：

1) 建立闸机至SC的通信连接，用以传输身份证物理卡号信息，查询该物理卡号是否已注册、是否缴纳押金及相应余额情况，以便确定是否打开闸机。

2) 建立从ACC到LCC、再到SC的通信连接，用以传送乘客出入站信息(包括身份证物理卡号、入站站点、出站站点及相应的出入站时间)，以便乘车费用的结算，也便于乘客对存储在SC上账户信息的更新操作。

3) 建立地铁运营中心与ACC的通信，用于账户信息的注册、缴纳押金及电子钱包充值。其中，后两项改造也可在升级后的TVM上进行。

3.4 方案评价

相对于传统的利用智能IC卡作为乘车凭证的售检票模式，该方案有较多优点。

1) 自动售票机仅作为电子钱包充值及押金缴纳的机器。这样不仅减少了地铁运营公司对TVM的设备采购费用和维护成本，而且由于不需使用单程票，也减少了单程票的损耗及流失费用。

2) 目前TVM购票主要采用硬币支付及纸币支付。采用电子钱包支付后，大幅减少了清点硬币和纸币的工作量，节约了人力和物力。此外，由于现金处理模块使用频率的减少，现金处理模块故障率及维修成本也得以不断减少。

3) 乘客使用第二代身份证作为乘车凭证，便利性高。由于账户信息直接存储于ACC，直接绑定第二代身份证，也有效避免了由于城市轨道交通单程票或储值卡丢失造成的经济损失。

电子钱包余额的查询及充值，押金的缴纳和撤回，也可通过与ACC连接的手机APP操作。

4 结语

传统的自动售检票流程需乘客在TVM上通过支付结算获取单程票，并用单程票进出闸机，具有一定的复杂性。

基于第二代身份证的自动售检票新模式,可使用第二代身份证作为乘车凭证，直接将乘客账户信息(包括身份证物理卡号、电子钱包余额及缴纳押金情况)存储于AFC系统中，能减少TVM的使用，有效减少了单程票的损耗及流失，提高了城市轨道交通运营公司的服务效率，减少了对AFC系统的建设及运营维护成本，满足了乘客的出行需求。