城际铁路与城市轨道交通售检票互联互通模式研究

赵婉妤，史天运，沈海燕，吕晓军，端嘉盈

（1.中国铁道科学研究院 研究生部，北京 100081；2.中国铁道科学研究院集团有限公司 合作开发部，北京 100081；3.中国铁道科学研究院集团有限公司 电子计算技术研究所，北京 100081)

随着我国城市化建设的加速，城市轨道交通、市域和城际铁路修建规模快速增长。截止2018 年底，我国已有35 个城市开通了城市轨道交通，运营线路总长度5 761.4 km[1]，全年累计完成客运量210.7 亿人次。同时，另有63 个城市的轨道交通线网规划获批，在实施的建设规划线路总长达到7 611 km[1]。另一方面，市域和城际铁路作为城市群通勤圈的重要组成，也得到快速发展。根据国家发改委和交通运输部《城镇化地区综合交通网规划(发改基础[2015] 2706 号)》中制定的目标，至2020 年城际铁路将覆盖98%的节点城市和近60%的县(市)。京津冀、长江三角洲和珠江三角洲3 大城市群基本建成城际交通网络，相邻核心城市之间、核心城市与周边节点城市之间实现1 h 通达。然而，目前大多数城际铁路和城市轨道交通相互独立，管理主体和售检票系统制式均不同，因而导致乘客换乘不便、运输效率低和资源浪费。为解决上述困难，并同时满足国家对现代化城市群发展的意见和要求，应该推进城际铁路和城市轨道交通售检票的互联互通，切实有效加快便捷换乘，更好地适应通勤需求[1]。

1 城际铁路与城市轨道交通售检票互联互通模式

城际铁路和城轨票务的互联互通对实现旅客顺畅换乘和无缝衔接十分有利，乘客无需再通过不同的售票窗口、自动售票机或手机客户端应用等多次购票、安检和进出站。同时，也可以简化交通枢纽内售检票系统的设置，减轻工作人员的工作量[2-3]。为满足旅客和管理主体的便利需求，铁路和城轨实现票务的互联互通有以下便利模式。

（1）实名制实体/虚拟一卡通实现互联互通。实体一卡通是指在保留已有换乘闸机的前提下，城市群内的市域、城际铁路和该地区城市轨道交通使用统一的实名制卡片，卡片存储个人身份信息，并以信用或储值的形式开通对应资金账户，利用实体/虚拟一卡通实现互联互通示意图如图1 所示，在某一城市群内出行的乘客只需要携带一种卡片[4]。对于必须需要实名认证的市域和城际铁路线路，安装实名认证进站和出站闸机，乘客通过刷卡、人脸识别并进行人证比对后进出站。换乘城市轨道交通线路时，需要出站后再次刷卡进站，但由于城市轨道交通线路并无实名制认证要求，因而可直接刷卡进出站。虚拟一卡通以实体一卡通为基础，在有NFC 功能的手机上利用电子钱包开通，进一步方便乘客出行。该卡片由中国国家铁路集团有限公司(以下简称“国铁集团”)或各地市政交通部门和银行联合发卡。

图1 利用实名制实体/虚拟一卡通实现互联互通示意图Fig.1 Flowchart of physical/virtual smartcard

（2）无碍换乘的实名制实体/虚拟一卡通实现互联互通。无障碍换乘的实名制一卡通是指城市群内轨道交通系统使用统一实名制一卡通，减少城市群内市域、城际铁路与城市轨道交通之间的换乘障碍，取消换乘闸机，将市域、城际铁路融入到已有的城市群轨道交通线路网中。该卡片由国铁集团和各地市政交通部门联合银行共同发卡，利用无碍换乘的实名制实体/虚拟一卡通实现互联互通示意图如图2 所示。

图2 利用无碍换乘的实名制实体/虚拟一卡通实现互联互通示意图Fig.2 Flowchart of barrier-free transfer physical/virtual real name smartcard

（3）二维码互换实现互联互通。基于二维码互换实现互联互通是指借助可连接全国各地铁官方二维码的“城轨易行”平台，结合铁路客票系统发行的乘车二维码，按照各服务方的发码要求，获取发码所需的信息并提供给相互软件中嵌入的SDK，在各应用方APP 上产生对应服务方自动检票和验票闸机可验证的二维码，以方便乘客使用同一APP乘坐该城市群内的铁路和地铁，由此实现各服务方二维码系统的连接，基于二维码互换实现互联互通示意图如图3 所示[5]。在资金账户方面，各城市地铁官方APP 采用储值或信用消费的方式，“铁路e卡通”后台采用银行虚拟借记卡储值的方式。统一APP 乘车仅在双方后台实现二维码的请码与转码，铁路与地铁后台分别掌握乘客在各运营方线路中的出行OD 信息及应扣票款。

图3 基于二维码互换实现互联互通示意图Fig.3 Flowchart of interchange of two-dimensional code based integration

（4）一码通实现互联互通。基于一码通实现互联互通是指有关部门发行轨道交通行业乘车二维码标准，铁路和城轨根据统一标准发行含有实名制信息的二维码，乘客使用标准二维码实名验证乘车，无需多次进出站，基于一码通实现互联互通示意图如图4 所示。在资金账户方面，铁路和城轨运营双方对用户账户有不同的要求，采用储值或绑定信用账户，顺应“信用出行”的趋势。

（5）一证通实现互联互通。利用一证通实现互联互通是指以身份证作为存储铁路电子客票和城轨账户票务信息的载体，实现旅客一证通便捷出行。一证通在铁路方面已有良好的基础，目前我国使用第二代居民身份证购票的旅客占98%以上，推广的全面电子客票也以身份证为载体，铁路全部车站人工窗口、自助检票机和自助实名制闸机均已安装二代居民身份证读卡器。

图4 基于一码通实现互联互通示意图Fig.4 Flowchart of standard two-dimensional code based and barrier-free transfer integration

（6）刷脸通实现互联互通。基于刷脸通实现互联互通是指基于乘客脸部特征信息进行身份识别，通过机器视觉等技术进行人脸特征获取和分析，进而对检测到的人脸与二代身份证内的人像信息进行比对，并查找购票信息的全程进出站服务，基于一证通/刷脸通实现互联互通示意图如图5 所示。个人身份信息绑定电子账户后台，通过进出站站点和时间确认行程票款，即可自动扣款。

图5 基于一证通/刷脸通实现互联互通示意图Fig.5 Flowchart of ID card pass and face recognition pass

2 城际铁路与城市轨道交通售检票互联互通模式适应性比较分析

2.1 实名制实体/虚拟一卡通互联互通适应性

由于铁路是全国范围内运营的，若要做到全国铁路和各城市轨道交通利用实体/虚拟一卡通实现票务的互联互通，则需要全国范围内铁路和地铁实体/虚拟一卡通实行统一标准，达到互认兼容。否则，铁路闸机无法兼容各地区不同的卡片。然而，统一全国范围内的实体/虚拟一卡通标准较难实施推广。因此，各地区保持已有的实体/虚拟一卡通标准，铁路根据各地区标准，实现某一地区内市域、城际铁路和城市轨道交通实体/虚拟一卡通统一标准适应性更强。为实现利用实体/虚拟一卡通的互联互通，一是需要实体交通一卡通普及程度高、使用简易便捷，虚拟卡基于NFC 技术，需要市民智能手机使用率高；二是需要铁路和地铁票务系统智能化、信息化程度高，车站硬件设备、网络状况良好；三是需要铁路和地铁的管理部门积极对接，制定实名制一卡通的标准、确定发卡方案。

实体/虚拟交通一卡通较已有的交通卡有明显优势。①铁路和地铁售检票仍分别由现有运营方管理，票务系统无需融合，管理壁垒容易突破；②乘客持有一种卡片即可乘坐城市群内的所有公共交通，换乘简单易行[6]；③实名制的实现，可以方便储值卡挂失，保证用户资金安全，也是今后实现信用出行的基本前提。④进出站都需要刷卡确认，无需清分，易于实现，且保证各运营主体的利益。然而，实体/虚拟交通一卡通存在较多问题和困难。一是现有公交一卡通体系已经较为成熟，重新大量发卡需要动用较多社会资源，市民需要重新办卡提高了出行成本，同时造成各城市已有公交一卡通的浪费；二是市政与铁路票务系统相对独立，很难建立一卡通标准；三是铁路和地铁仍然独立管理，市政无法为市民提供换乘优惠或其他优惠。因而，这种实名制一卡通带来的便利并不能弥补实现过程中的麻烦，在现有市政一卡通较为成熟的前提下，短期内再次发行此种实名制一卡通的意义不大。

2.2 无碍换乘的实名制实体/虚拟一卡通互联互通适应性

为实现利用无碍换乘的实名制实体/虚拟一卡通的互联互通，一是需要满足实名制实体/虚拟一卡通中对于一卡通的普及程度、管理方和用户的信息化程度和不同管理主体之间合作机制的要求[7]；二是城轨需要实现软硬件设备升级改造，满足同铁路一样的“人、证、卡”合一的实名制认证机制；三是需要铁路客票系统和城轨客票系统数据实时联通形成科学合理的清分机制，保证各方利益[8]；四是需要铁路和地铁的换乘车站之间实现安检互认或车站改造升级后实现站内换乘；五是需要市域、城际铁路放宽检票进站的时间限制，乘客可在运营时间内进入车站，乘坐任意列车。

无障碍换乘的实名制一卡通是铁路和城轨售检票互联互通的最佳设想，完善了城市群内公共交通换乘复杂的现状，为通勤、通学、差旅乘客提供了便利，顺应了综合大交通的发展趋势。但此种方式还有较多困难。①由于乘客只需要在进出站时各刷一次卡，管理部门无从知晓乘客的出行路径，加之铁路和地铁投资、运营成本和客流量等多方面因素较为复杂，难以确定合理科学的清分方法；②由于铁路严格的实名制认证规则，城轨需将硬件设备升级改造，同样符合铁路实名制认证的要求，但城轨目前并无此要求，联通后会降低城轨出行的效率。因而，此种模式虽然是对乘客最为便捷快速的出行方式，但在目前铁路和地铁已有的票务制度下较难实现。

2.3 二维码互换互联互通适应性

为实现基于二维码互换的互联互通，一是需要各城市轨道交通系统实现二维码扫码进出站，同时需要“铁路e 卡通”二维码扫码和身份验证进出站业务更为广泛的推广；二是需要有一个能够服务于城市轨道交通互联网票务体系二维码过闸业务的各城市互联互通的平台，以提供与铁路的对接业务；三是需要提供有力的技术支持，实现铁路乘车二维码和地铁乘车二维码的互换、互认；四是需要铁路和地铁车站硬件设备和网络状况良好，以满足站内扫码乘车的技术要求；五是需要铁路和地铁管理双方积极合作对接，以实现二维码的互认。

基于二维码互换实现互联互通是目前实现性最强、可操作性最好的方式。①它顺应了目前乘客扫码乘车的习惯，有良好的群众基础，全国已有25 座城市的轨道交通系统实现了二维码扫码进出站，“铁路e 卡通”二维码扫码进出站业务也在长株潭城际铁路试点，乘客无需提前购票，只需扫码并进行身份验证便可进出站；②“城轨易行”已经提供了一个服务于城轨互联网票务体系二维码过闸业务的各城市互联互通的平台；③大部分车站已将设备升级改造，提高了站内网络质量，为二维码票务提供了较好的网络基础；四是乘客在乘坐不同运营商的线路时需单独扫码进出站，清分容易，无需改变各运营商现有的运营方式，保留了铁路实名制的要求，更易打破管理体制和权限方面的障碍。因此，鉴于目前铁路和地铁已有的票务方式，进行二维码互换实现铁路和地铁的互联互通对管理者来说最为适应，对乘客来说也是最为方便省时的解决模式方案。

2.4 一码通互联互通适应性

为实现利用一码通的互联互通，需满足无碍换乘的实名制实体/虚拟一卡通和二维码互换模式中涉及到的前提，同时还需要铁路和地铁部门共同发行轨道交通二维码标准，标准应包含二维码的数据格式、安全性相关要求、受理终端要求以及移动应用客户端软件要求等，以指导受理终端和移动应用终端等改造升级以及设计开发。一码通乘车实现了市域、城际铁路和城市轨道交通的无障碍换乘，也顺应了目前乘客无卡出行的趋势，较二维码互换的方式更为便捷。但仍存在较多挑战，和无碍换乘的实名制实体/虚拟一卡通模式类似，在清分方法、实名制认证规则和城市群轨道交通票务系统的建立方面都存在较多困难。需要地方政府和国家铁路公司之间积极对接，体制障碍较难打破，并不容易实现。

2.5 一证通互联互通适应性

城轨票务需要升级改造以支持一证通，一种方式是可以通过铁路12306 客户端或城轨官方客户端发售城轨单程票后绑定身份信息，乘客直接刷身份证换乘城市轨道交通；另一种方式是可以将身份证信息和用户一卡通账户或电子一卡通账户信息在后台关联，乘客通过刷身份证直接在对应一卡通账户中扣除相应票款。为满足实现一证通互联互通的条件，地铁闸机需升级以实现对身份证信息的读取和“人、证合一”的认证功能，同时要为其他证件持有者提供解决方案。这种模式在目前的条件下容易实现，只需城轨方安装身份证读卡器和人脸识别设备即可完成升级改造，而且无需另外发卡。身份证绑定的实体账户保证了用户资金安全；换乘时刷证确认，可采用进出站确认法进行清分，简便易行。然而，此模式中将铁路和地铁票务载体设定为身份证，它是证明持有人身份的法定证件，一方面其重要性不言而喻，作为日常地铁通勤反复使用的票务载体增加了其遗失的风险；二是对地铁实名制认证的要求将更为严格，降低了日常出行效率。因此，在目前铁路和地铁的运营方式下，这种联通的设想并不是可操作性最强最便捷的模式。

2.6 刷脸通互联互通适应性

为实现基于“刷脸通”的互联互通，一是需要满足无碍换乘的实名制实体/虚拟一卡通中提到的关于统一实名制认证标准、完善合理的清分系统和不同管理主体之间合作机制等要求；二是需要较为可靠、高效的1:N 人脸识别技术，以确保进出站效率和安全性；三是需要铁路和地铁高度信息化、智能化的成套设备解决方案。相比二维码、一卡通、一证通乘车，刷脸通更为便捷，省去了乘客在进出站时拿出手机或卡片的步骤，只需面对镜头刷脸即可实现全过程智能出行。另外，我国目前从消费领域到网络支付、金融、医疗和交通等领域，都在逐步引入“刷脸支付”技术，该技术也在逐渐成为一种主流的支付方式。长远来看，高度智能化的出行方式是一种必然趋势，但大范围推广有待进一步试验。

2.7 互联互通各模式比较分析

实现铁路和地铁售检票的互联互通，从技术难易程度、清分难易程度、实现成本高低和实现难易程度等方面进行适应性比较分析。各模式适应性比较分析如表1 所示。

结合目前城际铁路和城轨方已推广的票务方式，利用二维码换码以实现2 者之间售检票系统的互联互通是最切实适应的模式，城际铁路也应结合当地实际情况，适当增加短编组列车、加密车次提高运力和时间灵活性、实现随到随走，为统一城市群内铁路和城轨售检票的联通提供良好的基础保障。

3 结束语

对于乘坐城际铁路的旅客，尤其是城市圈内的市民，城际铁路和城市轨道交通之间售检票互联互通、融合密切是人们极为关注的。尤其是在如长株潭一类城际铁路和城轨结合较为紧密的地区，售检票系统的联通对铁路客流量有较大促进作用，还可以提高基础设施资源的利用率，方便管理者统一维护，让信息技术的进步切实改善市民的出行质量。售检票系统互联互通模式还应着重考虑2 个系统互联时用户信息传输的安全性，以保护用户隐私。随着铁路电子客票的全面升级，面部特征信息识别技术的高速发展，铁路和地铁也在探索将人脸作为电子客票识读载体的方式，因而刷脸进出站可能将是逐渐取代传统车票的最佳方式。

表1 各模式适应性比较分析Tab.1 Analysis of the adaptability of different modes