基于智能支付技术的轨道交通新型闸机研究与开发
2021-11-25王晓芳
王晓芳
（中国机房设施工程有限公司，天津300221）
当今社会在互联网发展的时代背景下人们的出行频率越来越高，对出行的便捷性和时效性等方面越来越关注，随着移动设备的普及，移动支付已经逐渐兴起，人们也逐渐熟悉和接受了这种使用移动终端设备为载体，通过移动通信网络实现的商业交易方式。本文立足于统一的智能票务处理终端设备进行深一步研究，将智能支付技术应用于轨道交通自动售检票处理系统，既能使乘客免于排队购票及窗口充值造成的不便，又能方便轨道交通公司升级票务规则和管理。随着智能支付技术被广泛使用，一方面能够减少单程票的制作，节省一大笔费用，另一方面出站闸机中的单程票回收箱的空间占用了一定的位置，如果能够取消出站闸机中的单程票回收箱，新型闸机宽度变窄，节省建造成本的同时还能够扩大位置来增添新型闸机的通道数量。
1 新型智能支付方式
1.1 二维码支付方式
通过使用特定APP 生成一个加密二维码，乘客在进闸机处通过扫描读取二维码信息经系统安全认证、符合通行标准后，给予放行，出闸时使用同样方式使用产生的二维码扫描出闸[1]。系统采集二维码数据信息，上传到清分中心，清分中心匹配相关的进出站数据从而确定票价，最终从乘客注册账户完成扣款。二维码成本非常低，在一定周期内在线更新密钥，但其可拷贝可转发，需要攻克二维码支付过程中存在的交易速度、安全认证、安装位置、有效时限、复制仿冒等问题。在不使用NFC 功能的前提下也可以实现手机过闸，是单向过程，智能手机均可使用。同时该交易方式需在双方都在线的前提下才可使用，若有一方不在线则无法使用该方式进行交易。
1.2 银行卡支付方式
能够实现低于传统移动支付平均交易时间，提升单次进出站通行率[2]。智能支付系统平台的应用，保障票务终端设备数据准确传输和稳定运行，对于异常交易做到有据可查。使用“联机、脱机自适应”的刷卡模式，既能保证乘客良好的刷卡体验，也保证正常的进出站检票次序，确保城市轨道交通的快速通行和正常运营。
1.3 NFC 支付方式
使用带有NFC 功能的手机或更换成为NFCSIM 卡，即为用手机模拟一张CPU 卡，与储值卡使用方式相同，但能够节省去站点充值的时间，较储值卡方式来说更为省时省力，但想大面积使用难度较大，用户对于更换SIM 卡比较难以接受。
1.4 人脸识别方式
人脸识别技术包含3 个部分即人脸检测、人脸跟踪及人脸比对。人脸检测是指在动态的场景与复杂的背景中判断是否存在面像，并分离出这种面像。人脸跟踪是指对被检测到的面貌进行动态目标跟踪[3]。具体采用基于模型的方法或基于运动与模型相结合的方法。人脸识别技术的核心实际为局部人体特征分析和图形/神经识别算法，这种算法是利用人体面部各器官及特征部位的方法，如对应几何关系多数据形成识别参数与数据库中所有的原始参数进行比较、判断与确认。
2 基于智能支付技术的轨道交通新型闸机研究与开发
2.1 智能支付平台技术研究
由于城市轨道交通业务逻辑复杂，且要实现准确、快速的支付过程，因而打破传统支付平台的局限性，利用基于负载均衡技术的集群模式部署，从交易匹配入手，提升整体系统的效能，为大数据应用奠定基础。前期开展对地铁票务规则的深度研究，汇总所有可能出现的情形完成交易匹配模式的设计，当交易数据发送到智能支付平台后，通过设定好的匹配规则进行配对，针对脱机晚传的交易在运营日切换前进行配对，避免由脱机交易造成的匹配乱序问题。在保证乘客出行不受阻的前提下也完成了地铁的正常应收款项，从根本上解决了信用支付所带来的尾程透支问题。
2.2 基于智能支付的轨道交通新型闸机关键技术研究
新型闸机的研究与开发是基于智能支付方式实现的，保留传统闸机的部分功能，增加新闸机的部分功能，既能满足智能支付乘客的需求，又能减少建设资本投入。新型闸机依托于新一代智能票务处理终端设备，其具有2 个USB 插口，Console 调试口，RS232 接口，2 个以太网接口，通过对闸机的改造，能够外接多种设备，支持多种新型支付的需求。新一代智能票务处理终端设备能够支持二维码、NFC、以及生物识别技术的使用，同时采用透传信息的方式，与智能支付平台进行直连，突破传统自动售检票系统的架构局限，为专业发展开辟新的方向，独创的智能支付管理系统能够支持对票务处理终端的远程操作和分级处理。
智能票务处理终端设备位于闸机内部，其具有多个接口可外接设备，闸机中拥有电源为读写器供电，能保证其自身及外接设备正常使用。增加外接设备对智能票务处理终端设备接口和闸机内部空间需求有了进一步的要求。总体研发技术路线图如图1 所示。
图1 总体研发技术路线图Fig.1 Overall research and development roadmap
3 结语
基于智能支付技术的轨道交通新型闸机的研究与开发是基于智能支付方式的实现引发的，传统闸机内部拥有很多结构，例如出站端的票卡回收箱就是必不可少的，闸机中含有2 个回收箱，使得闸机必须保持足够宽度能够容纳下回收箱。如果使用智能支付方式，那么就可以通过二维码扫码、手机NFC、银行卡等方式完成进出站，保留一部分传统闸机，更新一部分新闸机，这样一方面能够满足使用智能支付乘客的需求，另一方面能够缩短闸机宽度，增加通道，方便乘客出站，同时也能够减少购买单程票的使用率，减轻地铁工作人员对现金的整理清点，以及减少每年大量购置单程票的资金。
