城市公共交通电子支付标签化技术应用研究

温晓丽 顾裕波 谢振东 袁 勇 宋秉麟 曹亚萍（广州羊城通有限公司，广东 广州510000）

1 概述

随着时代的发展，公交支付方式也不断丰富，由传统的以投币、卡基为主的支付模式发展成为公交IC 卡、二维码、手机SWP-SIM卡、智能穿戴设备及手机NFC 等多种支付方式并存的局面。以广州为例，截止2018 年年底，公共交通IC 卡历年累计发行量5271.53 万张，交易总量43.25 亿笔；二维码累计用户量超过1300 万人，日均交易量超过100 万笔；手机SWP-SIM卡累计发行量超过110 万张；相关智能穿戴产品（手表、手环、戒指等）累计发行量超过10 万只。交通支付方式的多元化使得用户可根据自身需求自由选择不同的支付方式，极大地提升了用户公交支付体验。

但是，目前各种支付方式互相独立，导致彼此之间信息不相通，清算过程复杂、结算不及时，消费终端类型复杂、项目拓展成本高和周期长等诸多问题，不利于多元化支付方式的发展。打破各种支付方式之间的信息壁垒，将不同形式的交易过程进行互联网化转型及联通，构筑完整互通的交通支付体系十分必要。

2 标签支付技术简介

标签(tag)本质上是资源的元数据，可用来描述、解释、定位信息源，并使其易于获取、使用、管理的结构化信息[1]。标签技术作为一种用于对资源所承载的内容进行标注的轻量级方法[2]，以灵活的、开放式分类方式对特定资源的主题、类型、功能等特性进行标识[3]，从而方便地对资源进行分门别类的存储及管理[4]。标签支付技术以标签技术为基础，使用在线的的用户账户替代卡基中的安全芯片，将多种支付模式的支付载体转化支付标签，关联到统一的用户账户中，实现多个标签共用一个账户额度，用户使用时可自主选择和切换交易支付方式（包括实体卡、虚拟卡、穿戴设备等），全面实现基于云服务的线上支付功能。

3 业务模式研究

本文将标签支付技术应用于城市公共交通领域，构建城市公共交通电子支付标签化云平台。该平台可通过虚拟化或标签提取将支付载体转化为支付标签，例如可将IC 卡及SWP-SIM卡通过吸卡的方式虚拟化，从而分别转化为IC 卡标签和SIM标签；将基于芯片（SE）的NFC 支付通过HCE 技术应用的方式虚拟化，转化为SE 标签和HCE 手机标签；将公交乘车码经过标签提取转化为订单式电子车票标签。该平台的业务逻辑图如图1所示。

云平台支持IC 卡、NFC、二维码等多种支付载体并行，所有的支付载体均作为标签关联到统一的后台云支付账户，账户金额在各支付载体间实现互通共享，实现用户只需要注册云支付账户，即可使用以上各方式在终端进行支付。

4 系统设计研究

城市公共交通电子支付标签化云平台分为产品服务层、订单层和支付层三个部分。

4.1 产品服务层：负责签约和解约各种形式的支付载体并将其标签化，使得不同支付方式仅作为用户账户的支付标签，用户账户设置和扣款均在后台进行，从而实现用户账户支付功能。

4.2 订单层：服务于产品服务层，为用户提供了订单管理、记账管理和对账管理等处理过程。其中订单管理包括订单建立、订单取消、订单退订、查单、订单拆分、调用支付接口等操作；记账管理记录每笔订单的支付情况，并生成支付凭证为对账提供依据；对账管理则负责使用记账管理中的记账数据与支付系统提供的支付数据进行对账。

图1 业务逻辑图

4.3 支付层：提供消费付款、充值返款等安全支付应用，包括支付核心模块和支付服务模块。

4.3.1 支付核心模块包括支付网关、支付渠道和支付产品：支付网关对外提供服务接口，所有需要渠道支持的资金操作均需通过网关分发到对应的渠道模块，从而实现支付系统的关键- 支付网关和支付渠道的对接；支付渠道调用银行、第三方支付渠道等提供的接口来执行支付操作，最终实现落地资金转移；支付产品则根据支付场景为业务方提供支付服务，并根据支付能力将不同的支付渠道封装成统一的接口，通过支付网关提供对外服务。

作为身份的标识，轻量化标签的核心问题是防伪，支付核心模块针对该问题提出了相应的安全解决方案。以目前广泛使用的CPU 卡为例，其内部运算单元可实现基于密钥运算的动态认证，本身即具有非常强的防伪能力。该模块为进一步保障标签化交易安全，采用电子钱包0 元圈存方式，即IC 卡做0 元充值计算MAC1，MAC1 送后台进行验证；由于只完成圈存初始化，而未完成整个圈存过程，并不会完成交易和生成交易记录。该方式下，公共交通CPU 卡不用二次发卡，交易可以在一个报文请求内完成。

4.3.2 支付服务模块包括客户管理、账户账务管理、计费管理、卡券管理、信用平台、会计核算管理、风控管理、支付通道管理等8 个板块，提供全面高效的支付服务。

5 结论

本文对城市公共交通电子支付标签化技术进行研究，提出了城市公共交通电子支付标签化云平台，分析了云平台的业务模式、技术架构和安全解决方案。项目打破了各种交通支付方式之间的“数据孤岛”问题，实现了移动互联时代下单卡独立电子钱包向多标签融合的后台云支付账户的转变，有助于促进多元化交通电子支付体系的发展，满足市民对公共交通服务多样化、个性化的诉求。