城市轨道交通自动售检票系统通行支付新技术应用研究

杨 旭

（芜湖市轨道交通有限公司，安徽 芜湖241000）

中国城市轨道交通协会发布的最新统计数据显示，截至2020年12月31日，我国内地共有45个城市已开通城市轨道交通并正式投入运营，全国轨道交通里程7978.19公里。随着开通运营城市逐步增多、运营规模快速增长、客运量不断攀升，乘客的服务需求越来越多、出行体验期望越来越高。2018年5月，交通运输部出台《城市轨道交通运营管理规定》（交通运输部令2018年第8号），明确“鼓励运营单位采用大数据分析、移动互联网等先进技术及有关设施设备，提升服务品质”，要求“城市轨道交通运营主管部门应当按照有关标准组织实施交通一卡通在轨道交通的建设与推广应用，推动跨区域、跨交通方式的互联互通”。

城市轨道交通具有安全可靠、准时高效、客运量大、客流结构复杂等特点，城市轨道交通自动售检票系统（Automatic Fare Collection System，简称AFC系统），其通行支付方式是影响车站客运组织工作的重要因素之一，极易造成车站内自动售票机前的长时间排队购票、自动检票机前进出站人员大量聚集等问题。

近年来，随着云计算、大数据、移动互联网、移动支付等新技术在生活中的广泛应用，AFC系统不断创新发展，特别是其通行支付方式的不断创新升级，促使城市轨道交通企业不断提升票务管理工作方式和工作水平，以满足乘客对移动支付的迫切需求，为乘客提供更为便捷的票务服务、更为优质的出行体验。

1 城市轨道交通票务工作概况

1.1 票务工作概况

城市轨道交通企业票务管理部门的主要任务是建立健全票务规章制度体系，负责票卡管理、收益审核、票务运作监管以及内外协调工作，有些还负责AFC系统的维护管理工作。

车站作为一线生产单元，是城市轨道交通票务工作的前线。车站的票务运作涉及售票、兑零、处理乘客票务事务、突发事件处理等，整体概况如图1所示。

图1 车站票务运作的整体概况

此外，车站票务工作与其他部门也有着密切的业务关联，主要体现在：

（1）与行车组织相关。当出现列车内火灾、车站内火灾等突发事件时，车站通过AFC系统紧急模式配合进行乘客疏散。

（2）与维护维修相关。TVM、BOM等AFC系统设备发生故障时，及时报修处理。

（3）与票务管理相关。配合票务管理部门开展的票务稽查、收益审核等监管工作。

1.2 通行支付方式变化对票务工作的影响

通过上述对城市轨道交通票务工作的分析可以看出，传统城市轨道交通的AFC系统孤岛效应较为明显，AFC系统仅实现城市内的轨道交通售票、检票、计费、收费、统计、清分结算（含与城市一卡通的清分结算）等全过程运行管理。随着移动互联网、移动支付等通行支付新技术的应用，对传统的城市轨道交通票务工作也带来一定影响，促使城市轨道交通企业不断提升票务管理工作方式和工作水平，主要体现在：

（1）AFC系统的升级改造。通过设备资产更新改造等方式，对传统AFC系统的软、硬件进行升级改造，以支持二维码扫码过闸、移动支付购票等通行支付新技术的应用。

（2）车站票务工作的变化。AFC系统通行支付新技术的应用，要求城市轨道交通企业加大对车站工作人员的培训力度，掌握AFC系统设备操作、乘客事务处理的新要求。

（3）企业票务管理的变化。城市轨道交通企业需要建立健全相关配套票务管理制度；同时，需要增加票务清分结算、收益审核等工作，在管理层面全面匹配新技术应用。

2 AFC系统通行支付新技术应用研究

随着移动互联网、移动支付等新技术突飞猛进的发展，越来越多的新技术被引入到城市轨道交通AFC系统通行支付领域，并取得了一定的应用成果。AFC系统通行支付方式主要包括：NFC手机支付；城市轨道交通企业自主开发的智慧出行APP；城市轨道交通企业与支付宝、微信等第三方支付平台合作，借助第三方支付平台发码，实现扫码过闸；同时，部分城市轨道交通企业已开始试点人脸识别支付过闸。结合城市轨道交通特定应用场景，下面就智慧出行APP、人脸识别支付的新技术应用进行研究。

2.1 智慧出行APP

当前，国内大部分城市轨道交通企业都开发了本地的智慧出行APP，有效提高了互联网移动支付使用率，降低了票亭运营人员的工作量以及AFC系统自动售票机纸币、硬币等模块的使用维护频次。实时显示站点客流动态、列车运行时刻、线路运营信息、票务政策、出入口查询、站内导航、人脸注册认证等服务，满足乘客自助服务功能、实现广告投放和推送的增值服务，均可依靠城市轨道交通智慧出行APP实现。

然而，智慧出行APP的缺点在于乘客到不同城市乘坐城市轨道交通，为便于出行使用乘车二维码扫码过闸时，有时需要下载和注册当地的智慧出行APP。当前，国内大部分城市轨道交通企业均在大力推动跨区域的互联互通工作，主要体现在以下两个方面：

（1）积极配合城市轨道交通运营主管部门实施“交通联合”一卡通在城市轨道交通的建设与推广应用，其目的不在于干预和限制移动支付的发展，而是落实优先发展公共交通，全面满足市民跨区域以及跨交通方式的互联互通需求，方便持卡人出行。

（2）全力推进智慧出行APP乘车二维码的互联互通。如北京、上海是国内城市轨道交通路网规模大、日均客运量大的城市，社会经济交流紧密、跨城市出行需求巨大。两地城市轨道交通应用互联网技术实现了两市地铁乘车二维码的互联互通，使用“亿通行APP”或者“Metro大都会APP”，可实现两地城市轨道交通扫码过闸互通，方便了两地市民跨城市交通出行。此外，上海申通地铁集团在长三角等各城市轨道交通（上海、杭州、宁波、温州、合肥、南京、苏州、无锡、徐州、常州，以及北京、青岛、兰州）实现了“一码通行”十三城。

2.2 人脸识别支付

近年来，人脸识别技术已广泛应用于高铁、机场的检票、过闸、安检与身份认证等应用场景；在城市轨道交通领域尚未大规模应用，全国多个城市已开展人脸识别支付过闸的试点工作。

人脸识别技术在流程上主要包括四个步骤：人脸图像采集及检测、人脸图像预处理、人脸图像特征提取、匹配与识别，识别模式有1：1和1：N两种模式。城市轨道交通人脸识别支付过闸技术主要由人脸图像前端采集设备（人脸识别PAD）、比对服务器、管理服务器以及传输网络等构成。前端采集设备主要安装在自动检票机上，设备接入自动检票机内工控机，通过车站局域网与服务器进行通信；比对服务器设置在各车站综合弱电机房；管理服务器纳入多线路中心（MLC）并接入清分系统，统一管理、共享应用，如图2所示。

图2 人脸识别支付过闸技术示意图

然而，在高客流量的城市轨道交通领域，特别是在地下车站实际应用时，人脸识别效果与光线照射、表情姿态、面部遮挡等因素有着密切关系，人脸识别支付过闸技术尚未完全成熟，主要体现在以下两个方面：

（1）高铁、机场的人脸识别技术采用1：1比对方式，即通过人脸识别摄像头采集乘客人脸信息，与乘客身份证的人脸信息进行1：1匹配，验证乘客身份、实现乘客过闸。在城市轨道交通领域，人员通行采用非实名制，无法获取人员身份证的人脸信息，通常采用的是人脸图像与人脸库进行1：N比对，即1张视频图像与预先注册的N个人脸特征进行比对。由于建设城市轨道交通的城市人口规模均较大，总规模（N值）通常可达到百万级乃至千万级；同时考虑到AFC系统的车站现场服务要求，为避免造成客流拥堵，自动检票机的通行速度不宜过低，现有人脸识别支付过闸技术的准确率较难满足应用需求。

（2）当前的人脸识别技术准确率难以达到100%，在错误识别后（特别是扣款错误后）的系统自动补救措施、与传统AFC系统深度融合等问题均有待进一步研究，以减轻城市轨道交通企业的车站现场客运组织压力；同时，也需要考虑保护乘客的隐私。

3 结束语

城市轨道交通的通行支付方式已呈现出多元化发展趋势，虽在一定程度上对传统的城市轨道交通票务管理体系有所冲击，但其减少了现金、各类证卡的使用量，提高了乘客的出行效率，给乘客带来了更加便捷、优质、舒适的出行体验，提升了城市轨道交通企业的服务品质，通行支付新技术在城市轨道交通中的应用有着广阔的发展前景。