周 亮 王永強 李漢臣

交通一卡通省級互聯(lián)互通平臺綜述

周 亮 王永強 李漢臣

2015年4月30日，交通運輸部印發(fā)《交通運輸部關于促進交通一卡通健康發(fā)展加快實現(xiàn)互聯(lián)互通的指導意見》，旨在全面推廣普及交通一卡通，逐步實現(xiàn)跨區(qū)（市）域、跨交通方式互聯(lián)互通，更好服務綜合交通、智慧交通、綠色交通、平安交通建設，為廣大人民群眾提供更安全、更便捷、更高效的交通運輸服務。

在“統(tǒng)籌規(guī)劃、分步實施、標準先行”的建設原則指導下，采用先進、成熟的計算機技術和IC卡技術，構筑高效、多應用的一卡通應用信息平臺，將一卡通全面應用于高速公路繳費、公共汽車、出租汽車、公共自行車、輪渡、城際軌道、長途客運、物流、汽車維修、郵政等交通領域，擴展加油加氣、停車場、城市小額消費等應用領域，最終發(fā)展成為功能最全、服務范圍最廣、發(fā)行量最大的交通支付卡，為人民群眾提供便捷實惠的“一卡通”出行服務并滿足現(xiàn)實消費的需求。

1 建設目標

互聯(lián)互通平臺依據“分方式、分區(qū)域、分階段”的推進原則，建設以服務管理、服務企業(yè)、服務公眾為主線，通過項目建設，強化密鑰、清結算等核心業(yè)務應用系統(tǒng)，構建部、省、市（自治州）三級聯(lián)動、信息互通、互為支撐的省交通一卡通互聯(lián)互通系統(tǒng)，使交通一卡通行業(yè)管理更加規(guī)范化、業(yè)務處理更加高效化、輔助決策更加科學化、公眾服務更加優(yōu)質化，服務于人民群眾的安全便捷出行。

（1）建立省級清分結算平臺，實現(xiàn)跨區(qū)域互聯(lián)互通。省級清分結算平臺由公共交通行業(yè)管理及運營企業(yè)共同投資與建設，共同管理，承擔跨市（發(fā)卡機構）和跨行業(yè)的清分結算業(yè)務，為全省各市（發(fā)卡機構）及一卡通運營單位提供清分結算數據和相關信息服務，實現(xiàn)高效應用。同時應符合交通運輸部標準，實現(xiàn)與全國交通一卡通清分結算平臺的數據交換，實現(xiàn)跨區(qū)域互通互聯(lián)。

（2）建立全省統(tǒng)一的密鑰管理體系，強化省級交通主管部門的統(tǒng)一管理。交通一卡通系統(tǒng)應建立兼容國產密碼算法的密鑰管理體系，密鑰使用遵循社會公益性原則。建立全省統(tǒng)一的密鑰管理體系，強化省級交通主管部門的統(tǒng)一管理。同時密鑰實行兩級管理，一級密鑰為部級業(yè)務密鑰，由交通運輸部負責管理。二級密鑰為省級（包括區(qū)域、市和自治州級）業(yè)務密鑰，由省交通運輸主管部門負責管理。

（3）加強數據統(tǒng)計分析，服務行業(yè)決策。根據交通運輸主管部門的統(tǒng)一要求，交通一卡通運營主體單位要加強數據統(tǒng)計分析，并按時將客流分布、公眾出行時空特征等信息報送交通運輸主管部門，為修編市（自治州）交通規(guī)劃、合理制定票制票價、調整公共交通線網、優(yōu)化線路運行計劃、推進城鄉(xiāng)公交一體化等提供決策支持信息，并為社會公眾提供出行信息服務。

2 平臺總體設計方案

省交通一卡通互聯(lián)互通平臺應具備多級結算體系及清晰的數據處理流程，其中包括在省級單位運行的“省級清分平臺”，在以各市公交總公司（一卡通公司）為代表的各個行業(yè)運行的“市級交通一卡通平臺”以及使用一卡通系統(tǒng)的市民構成的“用戶平臺”。多級結算體系既保證資金的一致性和完整性，也滿足各應用行業(yè)和應用單位的管理需求。

互聯(lián)互通平臺總體結構如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體結構圖

省級清算一級平臺是一套集合了系統(tǒng)配置、資金清分清算、資金結算、文件轉發(fā)、密鑰管理等功能的業(yè)務處理系統(tǒng)。省級系統(tǒng)接收發(fā)卡機構系統(tǒng)的清算數據，在省內按照先清后驗的方式進行清算，同時提交跨省清算數據到部級清算系統(tǒng)。

省級清算系統(tǒng)對于市核算中心，提供備付金管理，清算差錯處理，聯(lián)機交易轉發(fā)，業(yè)務查詢等功能，同時提供給省級清算中心對于清算業(yè)務的配置和管理功能。最終清算結果通過與銀行系統(tǒng)聯(lián)機進行賬務的結算。

市級清算中心作為發(fā)卡機構平臺，核心功能模塊涵蓋了交通一卡通在運營過程中所涉及的所有業(yè)務流程，包括：通訊管理、交易清算管理、卡片管理、運營管理、報表管理、系統(tǒng)維護及監(jiān)控運營商管理、增值業(yè)務管理、財務管理、審計管理、安全管理、密鑰管理以及統(tǒng)計分析與查詢、決策管理等功能，這些功能支持一卡通公司開展各項業(yè)務活動。

3 省級密鑰安全管理平臺

為了向符合技術規(guī)范的卡片業(yè)務系統(tǒng)提供基礎的密鑰安全保障和業(yè)務支撐能力，各發(fā)卡機構或者省級清算平臺應該自建相關密鑰管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對系統(tǒng)密鑰的管理。

依據交通部規(guī)范和標準，公共交通 IC 卡電子現(xiàn)金應用和公共交通 IC卡電子錢包應用有各自獨立的區(qū)域以及兩者共享的區(qū)域：公共交通 IC 卡電子現(xiàn)金應用和電子錢包應用共同使用同一個余額，同時為了支持不同應用類型終端（電子現(xiàn)金終端和電子錢包終端）間的互聯(lián)互通，定義了兩個應用共享的互聯(lián)互通文件，記錄分段扣費/復合應用的應用數據，實現(xiàn)跨地區(qū)的互聯(lián)互通交易。

基于此，發(fā)卡機構需要嚴格按照全國交通一卡通互聯(lián)互通平臺下發(fā)的密鑰值與分散規(guī)則發(fā)行到用戶卡內，其余密鑰可以由發(fā)卡機構自行定義，其中由全國交通一卡通互聯(lián)互通平臺下發(fā)的對稱密鑰見表1。

下發(fā)入網機構的非對稱密鑰見表2。

根據技術規(guī)范的要求，城市密鑰管理系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)應滿足以下要求：在安全管理上，要具有完善的人員認證、安全控制、運維監(jiān)控及審計機制，原則上應支持雙機熱備工作模式。

在應用范圍上，不僅要支持國密標準電子錢包、電子現(xiàn)金等在密鑰產生、傳輸、發(fā)卡、密鑰更新等方面的密鑰管理與服務需求，同時兼容國際算法密鑰產生、傳輸、發(fā)卡、密鑰更新等方面的密鑰管理與服務需求 ；既可以作為獨立的密鑰管理中心使用，也可以與數據準備系統(tǒng)、發(fā)卡系統(tǒng)、客服系統(tǒng)等業(yè)務系統(tǒng)連接支持相關密鑰管理服務。

在功能設計上，省級密鑰安全管理體系要求實現(xiàn)以下基礎功能：

表1 對稱秘鑰

表2 非對稱密鑰

（1）對稱密鑰管理子系統(tǒng)。負責管理全省的TC和TAC密鑰，負責托管平臺所有密鑰的管理。

（2）非對稱密鑰管理子系統(tǒng)。負責全省各發(fā)卡機構私鑰的管理、公鑰證書的申請、卡片公私鑰對的管理。

（3）數據準備系統(tǒng)。負責對接各個發(fā)卡機構的數據準備系統(tǒng)，給各發(fā)卡機構提供卡片簽名、標簽管理等電子現(xiàn)金發(fā)卡業(yè)務管理。

省級密鑰系統(tǒng)和各發(fā)卡機構的系統(tǒng)網絡關系如圖2所示，在交通網或者VPN內，通過前置的認證，安全地實現(xiàn)證書的簽名、傳輸等工作。

4 省級清分平臺

一卡通省級清算系統(tǒng)是一套集合了系統(tǒng)配置、資金清分清算、資金結算、文件轉發(fā)等功能的業(yè)務處理系統(tǒng)。省級系統(tǒng)接收市和自治州級系統(tǒng)的清算數據，在省內按照先清后驗的方式進行清算，同時提交跨省清算數據到部級清算系統(tǒng)，把部級的先清后驗模式整合到省級清算平臺中。

省級清算系統(tǒng)對于市核算中心，提供備付金管理，清算差錯處理，聯(lián)機交易轉發(fā)，業(yè)務查詢等功能。省級平臺同時提供給省級清算中心對于清算業(yè)務的配置和管理功能。最終清算結果通過與銀行系統(tǒng)聯(lián)機進行賬務的結算。

4.1 交易管理系統(tǒng)

錢包交易系統(tǒng)主要針對非實名制錢包的卡產品定義與維護、錢包賬戶與賬務、卡產品生命周期、小額交易接入、報表及查詢等進行統(tǒng)一的運營管理，屬于一卡通運營管理核心。

4.2 財務管理系統(tǒng)

財務管理系統(tǒng)根據交易清算后得到的財務結算信息，形成財務劃撥資金的依據，并生成和銀行、收單機構、發(fā)行部門等各個部門的財務劃撥數據、對賬數據。

（1）發(fā)卡機構異地卡交易匯總。匯總各發(fā)卡機構對應各收單機構之間交易，產生的實際應收金額、應付金額、軋差金額、應收/付分潤金額、應付平臺手續(xù)費、應收/付分潤金額的報表。

由于入網機構可能既是發(fā)卡機構同時又是收單機構，所以存在相互之間交易金額相抵的情況，需按軋差金額計算分潤金額，手續(xù)費需按照交易金額進行計算。

（2）銀行對賬管理。以入網機構為單位，統(tǒng)計各入網機構當月的應收金額、應付金額、軋差金額、應付平臺手續(xù)費（應按實際交易的金額收取，而非軋差金額）、銀行應劃賬金額（收/付）。

（3）發(fā)卡機構管理。以發(fā)卡機構為單位統(tǒng)計在選定時間區(qū)間內其發(fā)售的卡片跨入網機構消費的總訂單數、消費金額、應付平臺手續(xù)費，按排序規(guī)則，清算時間、收單機構、發(fā)卡機構進行匯總與查詢。

圖2 省級秘鑰系統(tǒng)與各發(fā)卡機構系統(tǒng)網絡關系圖

（4）收單機構管理。以收單機構為單位統(tǒng)計在選定時間區(qū)間內在其區(qū)域內消費的總訂單數、消費金額，按排序規(guī)則，清算時間、收單機構、發(fā)卡機構進行匯總與查詢。

（5）備付金統(tǒng)計。匯總和統(tǒng)計當前各入網機構備付金的額度情況。

（6）部級清分清算匯總表。管理本平臺作為部級入網機構與部級平臺清算的匯總數據，包括應收金額、應付金額、軋差金額、應付部級平臺手續(xù)費、銀行應結算金額（收/付）。

4.3 報表管理子系統(tǒng)

財務報表就是按照消費數據的來源對數據進行分類匯總，然后通過財務報表的形式從計算機中輸出。

入網機構查詢卡片消費明細表；入網機構異地卡消費合計表；清分平臺消費匯總月報表；省內卡省外異地消費明細報表；省內接收外省卡片消費明細報表；部級清算爭議交易查詢；省內卡省外異地消費合計表；省內接收外省卡片消費合計表；省外消費軋差統(tǒng)計表等等。

4.4 審計管理子系統(tǒng)

賦予權限的審計人員通過選定的異地卡消費數據，核查交易的發(fā)卡機構、收單機構、交易時間、交易金額、手續(xù)費等數據，確認無誤后，標記該記錄已經通過審計，實現(xiàn)業(yè)務數據的審計管理要求。

4.5 決策分析系統(tǒng)

決策支持系統(tǒng)是行業(yè)決策層領導應用的管理系統(tǒng)，是行業(yè)決策者的“駕駛倉”。決策支持系統(tǒng)分為數據挖掘、數據建模和數據展現(xiàn)三個階段。數據挖掘以數據為中心，經過數據交換、整理、組合、關聯(lián)、篩選、優(yōu)化、精簡等把加工過的融合數據保存到數據中心。

數據建模運用動態(tài)分析、數據跟蹤、動態(tài)預警、相關分析、同比分析、環(huán)比分析、波斯頓矩陣分析、ABC分析、2/8分析、趨勢分析、相關分析、回歸分析、杜邦分析等數學方法建模，對系統(tǒng)內融合數據進行動態(tài)的分析與預警，對某一特定的問題進行專題分析，對特定關注點進行剖析，對歷史數據進行跟蹤，同時也對未來發(fā)展進行科學預測。

數據展現(xiàn)以數據可視化形式，包括動態(tài)或靜態(tài)圖形、報表、模擬圖等，展現(xiàn)數據大數據分析的結果，或將數據導出、打印等。

4.6 通訊服務前置系統(tǒng)

在省內跨市級消費清算過程中和跨省的消費清算過程中，市級系統(tǒng)通訊服務前置系統(tǒng)將消費明細上傳到省通訊服務前置系統(tǒng)，省級清算系統(tǒng)通過通訊服務前置系統(tǒng)將部分數據上傳到部級清算系統(tǒng)和電子賬務系統(tǒng)以及銀行系統(tǒng)。

5 市級（發(fā)卡機構）交通一卡通運營平臺

5.1 數據采集管理系統(tǒng)

數據采集管理完成采集設備或手持讀卡機內的消費數據采集工作，形成計算機系統(tǒng)中的數據文件，并通過網絡系統(tǒng)傳輸到市（發(fā)卡機構）運營中心。在采集的同時完成黑名單數據的自動更新。

數據采集管理分為數據采集、數據傳輸等功能模組。

5.2 核心清算系統(tǒng)

核心清算系統(tǒng)是整個市級（發(fā)卡機構）交通一卡通運營平臺的基礎，主要包括，密鑰管理、卡管理、清結算管理、賬務處理、庫存管理、基礎支撐管理等功能模組，其相互之間關系如圖3所示。

圖3 清算核心系統(tǒng)各功能相互關系圖

6 交通一卡通擴展支撐系統(tǒng)

隨著互聯(lián)網尤其是移動互聯(lián)網的發(fā)展，交通一卡通也迎來了“互聯(lián)網+交通”發(fā)展機遇。交通一卡通擴展支撐系統(tǒng)通過將營銷擴充到互聯(lián)網上，將線下的脫機消費和線上交易關聯(lián)起來，為持卡人提供更優(yōu)質服務。

6.1 網絡及手機充值系統(tǒng)

網絡及手機充值系統(tǒng)是一個可管理的，為各種形態(tài)的IC卡提供基于電子錢包、電子賬戶充值和支付應用的開放式服務平臺。平臺基于傳統(tǒng)互聯(lián)網和移動互聯(lián)網技術，面向交通、一卡通等領域用戶提供IC卡充值、支付、查詢等電子商務操作業(yè)務。

網絡及手機充值系統(tǒng)采用網絡充值方式，直接通過智能手機或專用終端，使持卡人自助完成充值操作，也支持通過網絡先行賬戶充值，然后再通過用戶賬戶將充值金額圈存入交通一卡通卡內。

6.2 手機支付業(yè)務設計

手機交通一卡通主要分為兩種形式，記名卡用戶可采用二維碼/條形碼掃描直接消費后臺賬戶，并在適當時機與卡片進行余額同步或劃撥等操作；非記名卡則是通過swp卡或者全終端手機承載公交應用。

手機交通一卡通應用根據業(yè)務發(fā)展不同需求，可以通過移動雙界面卡、NFC卡片模式等多種形態(tài)承載。根據合作運營商的模式不同，還需要建設相關TSM處理平臺，滿足空中發(fā)卡的需求；或對于NFC模式下的一卡通應用，開發(fā)相應APP客戶端，配合完成相關業(yè)務。

6.3 綜合繳費系統(tǒng)

綜合繳費系統(tǒng)支持合作銀行、代理充值業(yè)務網點、郵局等開展公共交通“一卡通”的售卡、充值等業(yè)務的代理，制定與合作銀行、代理充值網點等通訊傳輸、安全管理等實施規(guī)范，通過設置不同的功能以適應不同類型的銀行服務網點運行需要。

綜合繳費系統(tǒng)支持人工充值設備、自助轉帳充值機等多種方式。

（本文原載 《2016年科技引領公交行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展專題研討會資料匯編集》，作者單位：天津市通卡公用網絡系統(tǒng)有限公司）