关于地铁AFC系统的应用与研究

1 前言

现阶段地铁的运行基本上都是通过AFC系统实现乘客费用的计算和支付。乘客在起始乘车站使用交通卡刷卡进站，在出站时刷卡完成一次乘车计费支付，使地铁运行管理的效率得到了良好的提升。目前，互联网技术的发展非常迅速，AFC系统和互联网之间深入结合，使AFC系统在地铁运营中的应用朝着更加智能化方向发展，提高了AFC系统在地铁运行中应用的水平。

2 AFC系统构成

AFC系统的运行是全封闭式，使用非接触式IC 卡作为车票介质，通过计程收费方式完成乘客乘车费用的计算和收取。系统结合不同的功能，主要分为以下几个部分。首先是车票部分，这是乘客用来支付乘车费用的介质，车票形式有单程票和储值卡两种形式；另外是车站终端设备部分，终端设备主要是指在各个车站站厅设置的，能够为乘客提供售票、检票、退票等服务的设备；再者是车站计算机系统部分，主要是进行数据交换、数据管理、设备监控、运行控制等；还有线路中央计算机系统部分，对系统中产生的交易数据进行收集，然后导入到数据库中以便形成结算报表进行对账；最后是清分系统部分，主要是对系统中有关的各运行参数进行统一、交易数据清分和对账，对票务管理、运营管理和系统维护管理等有明确的技术要求[1]。

在现在的信息环境下，AFC系统和互联网+技术融合后系统的业务功能够得到进一步扩展，系统应用更加智能化、信息化，对原有AFC系统的闸机进行改造，创建了多支付平台，通过技术改造实现了手机二维码扫码过闸机，同时也确保了网络安全。AFC系统和互联网+技术的深入融合，使地铁运营整体系统得到了良好的优化。

3 AFC系统应用升级更新的重要性

AFC系统在地铁运营中的应用对减少票务人员检票工作量有很好的帮助，使地铁运营中的售票、检票以及费用支付等工作都实现了自动化，为乘客乘车提供了较大便利。由于社会经济水平的快速提高，我国在城市化建设方面加快了进程，尤其是地铁交通建设，为人们的出行提供了更好的服务。但是随着地铁交通的不断普及，乘客量在大幅度增加，尤其是在乘车高峰时段，地铁运营压力在不断增加，售检票的工作量大大增加，AFC系统的应用也出现了一定的不足，在自动售票机和票务中心排队现象较普遍[2]。因此，需要对AFC系统的应用进行升级更新，借助互联网+技术，实现两者融合。近年来，网络技术快速发展，电子支付方式出现了以手机二维码为载体的微信、支付宝等；在地铁AFC系统中，也可以利用互联网+技术创建手机虚拟凭证实现直接进出站支付的新形式，使AFC系统在地铁运营中的应用得到改善。

AFC系统和互联网+技术的融合，能够大大降低地铁运营中工作人员的工作量，乘客利用手机二维码扫码进出站，可以节约购票排队时间，降低售票机的成本投入。另外，使用手机二维码通过实名认证后，车票和购票乘客的信息建立了绑定关系，实现了信息互通共享，提高了地铁运营的安全性。AFC系统和互联网+技术的有效融合，弥补了传统系统中存在的不足，乘客在选择地铁出行时有更好的体验感，地铁运行的效率更高。

4 系统应用的技术实现手段

4.1 多种电子支付方式

根据地铁交通卡支付技术规范中的有关规定，对手机中使用二维码的数据结构进行了独立设计，同时创建了自主发码平台，这样交易数据可以不用进行跨平台匹配，对多种第三方电子支付方式有较好的包容性。在支付方式上，有官方APP、微信、支付宝以及银联云闪付这几种方式，而且官方APP 上也能够通过其他三种支付方式完成支付，乘客可以根据自己的需求在这几种支付方式中进行自由切换。

4.2 闸机和票务中心的改造

地铁站中的闸机在内外构造上都需要进行改造，闸机外部增加了二维码扫描器，内部的主控板也相应地进行了改造，安装了二维码处理程序，以便完成数据的交易读取、扇门控制以及密钥验证以及数据存储和上传等工作。票务中心的终端需要在硬件和软件上进行改造，安装手机二维码的手持式扫描枪，以便二维码读取，使乘客的交易信息能够被查询到，如果存在异常的情况也可以进行补登[3]。同时，中心还能够实现单程票售票、补票、交通卡充值等功能。

4.3 离线运行机制

地铁闸机和手机发码都能够实现离线运行，这样可以在网络出现异常情况时保证其正常使用。在网络通信正常状态下，闸机是在线运行，如果网络通信异常，闸机的离线机制就可以实现自动切换，验证本地密钥，使手机二维码在扫码过闸机时能够保持正常，同时形成离线交易数据，在本地系统中进行存储，等到网络通信正常后，交易数据会上传到前置平台中。在线状态下手机发码需要借助现场的网络通信技术，如果乘客手机出现信号不稳定时，就容易出现难以生成二维码的情况，乘车的效率就会受到影响。手机离线发码机制能够使手机在离线状态下也可以形成二维码，这样使用手机二维码扫码过闸机时可以解决网络的影响。离线发码的次数需要有限制，在地铁运营中才能有效控制票款流失问题。

4.4 本地前置平台和支付云平台的结合

这种方式不仅能够承载本地业务，还能够兼顾APP 和互联网支付等的云业务。AFC系统和网络之间的安全访问主要就是通过本地前置平台，借助网络和云平台进行连接。它除了可以实现本地业务功能外，还能够对云终端的电子支付有关操作进行应答。支付云平台能够对本地前置平台中的交易数据进行收集，同时匹配乘客的行程，将其费用进行计算，形成交易订单，上传到第三方支付方，进行扣费，扣费情况会发送到乘客的手机程序上。

4.5 行程控制

验证主要是防止重复使用的行程控制方式，乘客在使用手机二维码进行乘车时就不会出现重复使用、难以判别进出站顺序等情况。具体来讲，乘客在过地铁闸机时，使用的手机二维码会被闸机扫码读取器读取，然后上传到主控机程序中，对其进行验证；在通过验证后，还会有本地前置平台的防重复使用验证。在本地前置平台中搜索查询乘客二维码交易记录在交易数据库中有没有一样的，如果没有，闸机就会得到反馈信息，开闸让乘客通行；而如果查询到有一样的交易记录，反馈信息就是不通过[4]。通常，本地前置平台中验证结果会在千分之一秒就传回闸机；如果超时，系统就会自动切换到闸机防复用状态，这样就是通过本地交易数据库和二维码进行匹配，如果不成功，就开闸；如果匹配成功，就不会开闸。这种行程控制机制能够确保手机二维码使用的唯一性，票务管理不会出现混乱。

4.6 交易匹配和补登

地铁进出站数据交易后台采用匹配结对计费方式，在票务中心和APP 上支持补登处理。在AFC系统的基础上，乘客使用手机二维码在闸机进出站扫码，闸机中产生的数据交易上传本地平台时，进站要快于出站，平台收到进站交易数据后会暂时存储，等到出站交易数据上传后统一传递到支付云平台，然后进行数据交易匹配结对。如果匹配成功，就会发起扣款申请；如果在交易数据上传中出现错误，进站和出站之间出现不平衡，则会根据离出站最远的进站进行匹配。如果进出站出现问题扣款失败时，乘客通过APP可以查询到，同时可以通过票务中心或者是APP 进行补登，信息在上传成功后，就可以进行正常扣费。

5 技术优势

互联网+技术下的地铁AFC系统由于多项关键技术的应用，使其具有较突出的优势。具体来讲，其中的自发码技术规范性更强，能够很好地阻隔外界其他因素的影响，实现跨支付渠道的交易匹配；另外，系统中应用的防复用行程控制不再需要乘客预先连接手机蓝牙，手机不会进行数据写入；在过闸时，乘客会获得更好的体验，过闸效率得以提高。再者，离线运行机制使地铁AFC系统业务有更高的可应用性，在过闸时对网络的依赖性降低。同时，补登措施可以使票务中心的人工窗口工作量得到一定的减轻，且乘客排队等候时间缩短。借助于互联网+技术实现地铁AFC系统升级，在实际应用后，使用手机二维码过闸的乘客数量逐渐增加，而在票务中心排队办理一卡通充值、异常处理、单程票购买等业务的数量有所降低，很好地解决了车站排队拥堵、现金业务处理时间过长等问题，乘坐地铁更加有序，提高了地铁运营的效率。最后，AFC系统终端设备的故障发生率也大大降低，又因为自动售票机使用频率相对下降，故障发生的次数减少，从而有效降低了维护工作量。

6 结语

总而言之，在如今的社会环境下，由于城市化建设的快速发展，我国的地铁交通建设进程也在逐渐加快，而且由于信息技术和网络技术的支持，地铁运营的智能化也在不断提升。AFC系统在地铁中的应用，使得地铁交通的工作效率得到了提升，但是由于乘客量的大量增加，AFC系统应用也存在一定的不足，借助于互联网+技术融合AFC系统，可以实现手机二维码扫码过闸机的乘车方式，进一步提高AFC系统应用的水平，使地铁运营实现长久稳定发展。