符慶偉，譚北海

（廣東工業(yè)大學(xué) 自動(dòng)化學(xué)院，廣東 廣州 510006）

智能公交支付服務(wù)系統(tǒng)的研究

符慶偉，譚北海

（廣東工業(yè)大學(xué) 自動(dòng)化學(xué)院，廣東 廣州 510006）

文章提出了一種智能公交支付系統(tǒng)的框架以及應(yīng)用場景，結(jié)合了現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)研究，為乘客提供公交卡空中充值，使乘客享受便捷、安全的公交支付服務(wù)；為乘客提供公交卡實(shí)名制認(rèn)證和消費(fèi)資金池，讓乘客方便管理公交卡，擺脫公交卡遺失、余額無法找回等困擾，為乘客打造優(yōu)質(zhì)的出行服務(wù)體驗(yàn)。

智能公交；空中充值；支付服務(wù)

1　概述

目前，政府提倡“互聯(lián)網(wǎng)+”這個(gè)概念，“互聯(lián)網(wǎng)+公交卡”勢(shì)在必行。自公共交通一卡通發(fā)起以來，發(fā)卡量已達(dá)7.8億張，現(xiàn)在一卡通城市已有400余個(gè)，互通城市已有72個(gè)，使用范圍覆蓋了公交、地鐵、出租汽車等多種交通運(yùn)輸方式，應(yīng)用功能擴(kuò)展到小額消費(fèi)支付領(lǐng)域［1-2］。

近幾年，國內(nèi)城市交通的快速發(fā)展，乘坐公共交通是綠色出行，也是解決城市擁堵的最好手段之一，我國各大城市都非常重視公共交通的建設(shè)與發(fā)展［3］。因此，公交車是成為現(xiàn)代都市最重要的公共交通方式之一，其公交支付方式主要以城市公交卡為主。

隨著公交卡的應(yīng)用，其充值問題成為制約公交卡發(fā)展的最大瓶頸，線下充值網(wǎng)點(diǎn)規(guī)模小盈利少，難以達(dá)到滿意的服務(wù)質(zhì)量［4］；另外，目前使用的公交卡一般不記名、不掛失，一旦公交卡遺失其卡內(nèi)余額將不能找回，雖然有些城市推行的公交卡實(shí)行實(shí)名制，丟失后其余額可以找回，但是辦理周期長、手續(xù)繁瑣。

另外，科技快速發(fā)展，智能穿戴已經(jīng)進(jìn)入人們生活中。目前，應(yīng)用于公共交通領(lǐng)域的智能穿戴手環(huán)已經(jīng)表示受到了人們喜愛，該手環(huán)可以為用戶提供刷公交、地鐵等公共交通的消費(fèi)結(jié)算。但是，現(xiàn)有的智能穿戴手環(huán)支持“空中充值”的并不多，同樣給用戶帶來線下充值的困擾。因此急需建立一套科學(xué)性、完整性的公交支付服務(wù)系統(tǒng)來解決這些問題［5-6］。

本文基于當(dāng)前的技術(shù)現(xiàn)狀以及存在的不足，進(jìn)行了如下創(chuàng)新。

1.1 公交支付“集體賬戶”

針對(duì)公交卡實(shí)名制欠缺，損失財(cái)產(chǎn)不可挽回的問題，通過與公交運(yùn)營商合作，實(shí)現(xiàn)一種以“集體”為中心通過向公交運(yùn)營商提交用戶合法信息，包括用戶身份證信息、手機(jī)號(hào)碼等有效信息，在線開通一個(gè)“集體賬戶”，在其集體賬戶下可綁定多個(gè)公交子賬戶，并且該賬戶為其下綁定的公交子賬戶提供一個(gè)公共消費(fèi)資金池，做到了一個(gè)賬戶管理多個(gè)公交子賬戶，可及時(shí)對(duì)存在問題的公交子賬戶進(jìn)行充值、掛失和注銷等操作，從而保證財(cái)產(chǎn)安全。

1.2 智能聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新

針對(duì)公交卡線下充值系統(tǒng)不完善的問題，本文通過將公交卡與智能穿戴終端相結(jié)合，組成一種具備聯(lián)網(wǎng)功能的智能穿戴手環(huán)，該公交手環(huán)應(yīng)用現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)，其功能除了傳統(tǒng)公交卡的支付功能外，可以通過聯(lián)網(wǎng)與系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)“空中充值”，從而擴(kuò)展了充值的渠道，給用戶提供一種方便、快捷、安全的充值模式。

2　智能公交支付服務(wù)系統(tǒng)

本系統(tǒng)由：智能公交手環(huán)、車載設(shè)備、公交中心云服務(wù)器和移動(dòng)終端應(yīng)用軟件4個(gè)主功能模塊組成，如圖1所示。

圖1 智能公交支付服務(wù)系統(tǒng)功能模塊

系統(tǒng)工作過程描述如下：

乘客持智能公交手環(huán)上車，公交刷卡機(jī)識(shí)別智能公交手環(huán)信息，并驗(yàn)證其是否有效，其驗(yàn)證結(jié)果決定乘客是否可以上車；公交刷卡機(jī)將智能公交手環(huán)的數(shù)據(jù)信息發(fā)送到本地車載服務(wù)器；車載服務(wù)器實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)上傳到公交中心云服務(wù)系統(tǒng)；公交中心云服務(wù)器對(duì)接收的用戶數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)以及消息轉(zhuǎn)發(fā)等。

3　智能公交支付服務(wù)系統(tǒng)主要模塊介紹

智能公交支付服務(wù)系統(tǒng)各功能模塊介紹如下。

3.1 智能公交手環(huán)

本系統(tǒng)的智能公交手環(huán)具有傳統(tǒng)公交卡的刷卡功能，還具備聯(lián)網(wǎng)功能。智能公交手環(huán)實(shí)行實(shí)名制認(rèn)證，其信息通過移動(dòng)終端應(yīng)用綁定在某一集體賬戶之下，共享集體賬戶提供的消費(fèi)資金池；其功能用于乘客上車刷卡、充值及存儲(chǔ)數(shù)據(jù)［7］。智能公交手環(huán)包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、顯示模塊以及無線傳輸模塊，其中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)余額、消費(fèi)記錄、賬戶信息；顯示模塊用于數(shù)據(jù)信息的顯示，提高用戶體驗(yàn)；無線傳輸模塊用于與公交中心云服務(wù)器以及系統(tǒng)移動(dòng)終端應(yīng)用軟件APP連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和更新。

3.2 車載設(shè)備

本系統(tǒng)的車載設(shè)備由公交刷卡機(jī)和車載服務(wù)器組成，其中公交刷卡機(jī)主要功能是驗(yàn)證和更新智能公交手環(huán)的信息，并將數(shù)據(jù)上傳至車載服務(wù)器；車載服務(wù)器主要功能是接收公交刷卡機(jī)上傳的數(shù)據(jù)，并向公交中心云服務(wù)器發(fā)送智能公交手環(huán)刷卡數(shù)據(jù)。公交刷卡機(jī)獲取乘客智能設(shè)備的信息后，判定是否為有效的智能公交手環(huán)，若為有效，公交刷卡機(jī)對(duì)其更新數(shù)據(jù)，同時(shí)車載服務(wù)器將乘客乘車數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳公交中心云服務(wù)器，否則提示乘客不能使用該卡乘車［8-9］。

3.3 公交云服務(wù)器

本系統(tǒng)的公交中心云服務(wù)器主要用于對(duì)乘客數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)、記錄查詢以及消息轉(zhuǎn)發(fā)等。公交中心云服務(wù)系統(tǒng)獲取公交車車載服務(wù)器上傳數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)以及推送消息到App軟件，通知智能公交卡對(duì)應(yīng)的子賬戶在何時(shí)乘坐了哪輛公交車等出行信息，方便及時(shí)掌握各公交子賬戶動(dòng)態(tài)［10］。

3.4 移動(dòng)終端應(yīng)用軟件

移動(dòng)終端App是一種基于移動(dòng)終端并應(yīng)用于公交支付服務(wù)系統(tǒng)的一款客戶端軟件。移動(dòng)終端應(yīng)用軟件主要用于用戶提交集體賬戶信息以及綁定子賬戶信息。

乘客首先下載系統(tǒng)定制App軟件，并以集體為中心向公交云服務(wù)器提交集體用戶信息，其中需要提交的信息包括用戶身份證信息、手機(jī)號(hào)碼等有效信息，然后公交云服務(wù)器實(shí)時(shí)認(rèn)證其用戶信息，并向用戶App發(fā)送驗(yàn)證信息；當(dāng)驗(yàn)證通過之后，用戶將獲得一個(gè)有效的集體賬戶ID，并且可設(shè)置密碼，用于用戶以后在App上登錄。

乘客使用注冊(cè)賬戶ID和密碼登錄App軟件，可將辦理的智能公交手環(huán)綁定在此集體賬戶下，一個(gè)賬戶可綁定多個(gè)智能公交手環(huán)，并可對(duì)各公交手環(huán)進(jìn)行充值、信息查詢等。實(shí)現(xiàn)一個(gè)賬戶管理多個(gè)子賬戶，安全可靠并方便掛失、注銷等操作，達(dá)到高效、便捷的效果，提高用戶體驗(yàn)。

4　智能公交支付服務(wù)系統(tǒng)的應(yīng)用場景

智能公交支付服務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用場景如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)應(yīng)用場景圖

（1）用戶通過下載系統(tǒng)定制App應(yīng)用，并向系統(tǒng)申請(qǐng)注冊(cè)集體賬戶，與此同時(shí)，賬戶驗(yàn)證通過之后，用戶獲得集體賬戶ID，用于登錄App應(yīng)用，并且為其集體賬戶開通一個(gè)消費(fèi)資金池。

（2）用戶使用注冊(cè)的賬戶ID和密碼登錄App軟件，綁定集體其他成員的智能公交手環(huán)，同時(shí)，可對(duì)各智能公交手環(huán)進(jìn)行實(shí)時(shí)余額查看，以及對(duì)余額不足的智能公交手環(huán)及時(shí)充值等管理；移動(dòng)終端App軟件可以給系統(tǒng)公共消費(fèi)資金池在線充值，也可對(duì)智能公交手環(huán)充值，當(dāng)智能公交手環(huán)不足一定數(shù)目時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)從公共消費(fèi)資金池中給該智能公交手環(huán)充值；

（3）智能公交手環(huán)獲取消費(fèi)金額有以下幾種方式：a.藍(lán)牙或NFC與系統(tǒng)App軟件連接，直接通過App軟件給智能公交手環(huán)充值；b.系統(tǒng)App遠(yuǎn)程給智能公交手環(huán)充值［11-13］，上述的兩種充值方式均與公交中心云服務(wù)器連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)更新。

乘客持卡上車，公交車上的刷卡機(jī)將自動(dòng)獲取的乘客智能公交手環(huán)的信息，并判定是否為有效，若為有效，允許上車，并且公交刷卡機(jī)扣除智能公交手環(huán)此次乘車所需的費(fèi)用，與此同時(shí)，車載服務(wù)器將乘客乘車數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳公交中心云服務(wù)器；公交中心云服務(wù)器獲取公交車載服務(wù)器上傳數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)以及推送消息到App軟件，通知智能公交手環(huán)對(duì)應(yīng)的乘客乘坐公交車的上車時(shí)間、消費(fèi)金額、公交車牌號(hào)等出行信息，給用戶一個(gè)安全出行的反饋，提高安全出行指數(shù)；為了讓系統(tǒng)流程簡單化，其系統(tǒng)功能流程圖如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)功能流程圖

5　智能公交支付服務(wù)系統(tǒng)的發(fā)展前景

本系統(tǒng)將公交手環(huán)聯(lián)網(wǎng)并與交通運(yùn)輸系統(tǒng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)一種基于智能公交手環(huán)的公交支付服務(wù)系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果。

系統(tǒng)很好地解決了現(xiàn)有技術(shù)的不足，針對(duì)公交卡的非實(shí)名制、充值手續(xù)繁瑣、公交卡遺失之后卡內(nèi)余額不能找回以及獲取不到出行動(dòng)態(tài)等一系列的問題，系統(tǒng)中使用實(shí)名認(rèn)證的智能公交手環(huán)，通過系統(tǒng)的移動(dòng)終端應(yīng)用軟件綁定在集體賬戶下，就可實(shí)時(shí)查詢每個(gè)智能公交手環(huán)的余額，并能對(duì)其有效管理；更方便、更快捷地為智能公交手環(huán)充值、掛失和注銷等操作。另外，系統(tǒng)獲取乘客出行動(dòng)態(tài)后，及時(shí)將信息推送到移動(dòng)終端應(yīng)用軟件，能實(shí)時(shí)了解各子賬戶乘坐公共交通的出行信息，真正意義上做到了安全出行，大大減少各方面的擔(dān)憂，給乘客出行帶來了極大的便利，并為公共交通行業(yè)的發(fā)展提供了有利條件。

6　結(jié)語

在“互聯(lián)網(wǎng)+”的推動(dòng)下，智慧出行時(shí)代向我們走來，智能手環(huán)成了生活中的便攜工具，為了更好地滿足用戶出行的需求，本文提出了一套基于集體賬戶之下，能為多個(gè)智能公交手環(huán)提供公共消費(fèi)資金池，實(shí)時(shí)對(duì)各手環(huán)遠(yuǎn)程充值、掛失和注銷等有效管理，實(shí)時(shí)掌握用戶的出行動(dòng)態(tài)，更高效、更便利、更靈活、更全面地改變我們的生活。

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Research on payment service on intelligent bus

Fu Qingwei，Tan Beihai
（Automation School of Guangdong University of Technology， Guangzhou 510006， China）

The paper presented a framework of intelligent payment service system on bus and an application scenarios which combined the existing scientifc with technological research. It aims at providing passengers with bus card air recharge service， so that they can enjoy the convenience and security of transit payment service， and providing passengers with bus card real-name system certification and public consumption funds pool， making passengers conveniently manage bus card and get rid of problems such as card losing and balance cannot be recovered. With all the effort， it provides passengers with high-quality travel service experience.

intelligent bus； air recharge； payment service

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目；項(xiàng)目編號(hào)：61203117。

符慶偉（1992— ），男，湖南湘潭，碩士研究生，研究方向：車聯(lián)網(wǎng)，智能公交。