許玲++于丹++葉曉峰

摘 要本研究旨在現(xiàn)有AFC系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，探討移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)在線支付技術(shù)在系統(tǒng)中的應(yīng)用，對傳統(tǒng)AFC系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+”模式，搭建一個(gè)云ACC平臺(tái)。研究平臺(tái)的云實(shí)現(xiàn)方式，對平臺(tái)進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)，并提供一套完整的解決方案和安全策略。

【關(guān)鍵詞】AFC（自動(dòng)售檢票系統(tǒng)） 云ACC平臺(tái) 互聯(lián)網(wǎng)+ 移動(dòng)支付

1 引言

在整個(gè)軌道交通系統(tǒng)中，自動(dòng)售檢票（AFC）系統(tǒng)承擔(dān)著重要的角色，它實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)售票、自動(dòng)檢票，和計(jì)費(fèi)、收費(fèi)、統(tǒng)計(jì)、結(jié)算等全過程的自動(dòng)化管理。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，AFC系統(tǒng)呈現(xiàn)多種類型，主要取決于支付方式應(yīng)用技術(shù)的多樣化。目前AFC系統(tǒng)中采用的支付方式，包括硬幣支付、紙幣支付、儲(chǔ)值票支付、車票圈存支付和銀行卡支付等。近年來，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，在線支付作為一種新型的支付方式，因其便捷性，逐漸占據(jù)人們各種生活消費(fèi)場景。如何結(jié)合移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)電子支付技術(shù)，對整個(gè)線網(wǎng)的AFC系統(tǒng)規(guī)劃布局，滿足網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營需求，如何結(jié)合移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)在線支付技術(shù)在系統(tǒng)中的應(yīng)用，對傳統(tǒng)AFC系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，成為了亟需解決的問題，而云ACC平臺(tái)正是這樣一套完整的解決方案。

2 互聯(lián)網(wǎng)+地鐵票務(wù)云ACC平臺(tái)研究

2.1 云ACC平臺(tái)概述

云ACC平臺(tái)將采用云架構(gòu)體系實(shí)現(xiàn)，在原有票卡系統(tǒng)外建立起云平臺(tái)的4層體系：整個(gè)云平臺(tái)將分為第三方對接系統(tǒng)，云中心系統(tǒng)，云票務(wù)處理系統(tǒng)與云終端管理系統(tǒng)四大層次，云ACC平臺(tái)系統(tǒng)層次圖如圖1所示。每一個(gè)系統(tǒng)層次內(nèi)還包含了不同的應(yīng)用系統(tǒng)，所有的系統(tǒng)之間采用接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交互以便于進(jìn)行系統(tǒng)的可持續(xù)化擴(kuò)展。

另外，系統(tǒng)建立起一套完整的、可擴(kuò)展的接口數(shù)據(jù)規(guī)范，規(guī)范包含了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)規(guī)范、傳輸與響應(yīng)規(guī)范、安全與認(rèn)證規(guī)范幾部分。通過接口將不同的系統(tǒng)整合起來，并最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)平臺(tái)的有機(jī)運(yùn)行。

平臺(tái)系統(tǒng)需要與現(xiàn)有的AFC系統(tǒng)進(jìn)行對接，以進(jìn)行交易數(shù)據(jù)的對帳以及云閘機(jī)數(shù)據(jù)的清分等操作，對接操作核心要求是安全與數(shù)據(jù)完整。通過實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對接使得整個(gè)云平臺(tái)系統(tǒng)真正結(jié)合入地鐵日常業(yè)務(wù)系統(tǒng)中。

2.2 云ACC平臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.2.1 整體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)整體將參照現(xiàn)有的軌道交通ACC四層結(jié)構(gòu)，并針對性地做出優(yōu)化與設(shè)計(jì)。新系統(tǒng)采用兩層物理邏輯架構(gòu)搭建，在云ACC中心虛擬出SC與LC層，用以結(jié)合到現(xiàn)有的傳統(tǒng)ACC架構(gòu)中，進(jìn)行日常管理與控制。

系統(tǒng)將使用TLS實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸加密，并可以記錄所有的數(shù)據(jù)操作日志以便于進(jìn)行安全審計(jì)。所有的接口進(jìn)行負(fù)載均衡，并進(jìn)行雙機(jī)熱備以使得系統(tǒng)支持7*24小時(shí)的不間斷服務(wù)。

設(shè)備端，考慮到地鐵服務(wù)的特殊性，云匣機(jī)需要支持一定程度的孤島模式，在設(shè)備離線的情況下或者緊急情況下，云匣機(jī)可以進(jìn)行基礎(chǔ)的票務(wù)驗(yàn)證以進(jìn)行人員的放行。另外，所有的設(shè)備端需要支持軌道交通的運(yùn)營事件，通過帳號權(quán)限細(xì)分，可以通過在站點(diǎn)設(shè)置管理平臺(tái)的方式實(shí)現(xiàn)SC層級的操作管理。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)將采用MVC+WebAPI的方式，不同接口之間使用JSON數(shù)據(jù)格式進(jìn)行交互，核心數(shù)據(jù)庫使用MySQL實(shí)現(xiàn)主從數(shù)據(jù)庫雙在線，數(shù)據(jù)緩存使用redis，消息中間件使用AMQS協(xié)議的RabbitMQ組件。

設(shè)備端，iTVM與云匣機(jī)設(shè)備直接通過專用100MB網(wǎng)絡(luò)連接至云ACC中，實(shí)現(xiàn)與服務(wù)器端的實(shí)時(shí)交互，通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)500ms內(nèi)的交互響應(yīng)，云BOM-PAD實(shí)現(xiàn)掃碼與客服的功能。

2.2.2 應(yīng)用拓?fù)?/p>

應(yīng)用拓?fù)淙鐖D2所示。

2.2.3 核心功能需求分析

（1）互聯(lián)網(wǎng)購取票機(jī)（iTVM）。用戶可以過網(wǎng)上購票，線上支付，或者現(xiàn)場通過手機(jī)支付，線下終端取票入站的流程進(jìn)行地鐵票卡的購買，支付方式包括微信支付、支付寶支付、銀聯(lián)支付、市民卡支付等方式，票卡包括單程票、單日票、月票、紀(jì)念票等。

（2）云閘機(jī)。系統(tǒng)需要在現(xiàn)有的閘機(jī)端添加新的云閘機(jī)以支持用戶使用二維碼掃碼入閘功能。

用戶使用手機(jī)APP，注冊用戶帳戶并關(guān)聯(lián)支付方式。在入站時(shí)，用戶在云閘機(jī)端掃描APP產(chǎn)生的二維碼，云閘機(jī)在服務(wù)器端驗(yàn)證后放行用戶，并且用戶在出站時(shí)在出站閘機(jī)掃描二維碼以實(shí)現(xiàn)出站，服務(wù)器端在驗(yàn)證后直接扣取用戶的乘車費(fèi)用。

用戶二維碼通過安全算法，基于信用體系實(shí)現(xiàn)。使得二維碼可以在一定時(shí)間內(nèi)脫機(jī)實(shí)現(xiàn)，即使掃碼時(shí)用戶手機(jī)不在線，也可以正常進(jìn)出閘機(jī)，并可以正?？劭?。

用戶每一次進(jìn)站首先需要將未正?？劭畹挠唵瓮ㄟ^客服或者自助處理完成。當(dāng)用戶存在低信用時(shí)，系統(tǒng)將會(huì)禁止用戶掃碼入站，而建議用戶通過iTVM設(shè)備買卡進(jìn)入。

（3）云對帳平臺(tái)。云ACC的核心功能就是對產(chǎn)生的所有交易進(jìn)行對帳、核銷與清分操作，其中對帳平臺(tái)的核心功能是自動(dòng)化對接所有的對帳平臺(tái)，包括第三方支付平臺(tái)，軌道交通AFC中心等，實(shí)現(xiàn)交易收入、票卡支出的所有交易信息的處理。并自動(dòng)化產(chǎn)生交易大數(shù)據(jù)與對帳信息，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化分析等功能。

（4）乘客事務(wù)處理。當(dāng)用戶發(fā)生無法出/入站時(shí)，需要向當(dāng)前站點(diǎn)的客服中心請求處理。每一個(gè)客服中心配備1-2臺(tái)手持式PAD處理終端，通過終端客服人員可以在用戶提供用戶信息、交易信息、出入信息等前提下，對用戶進(jìn)行客服事件處理。具體事件處理參照現(xiàn)有的完整乘客事務(wù)處理的意見表格，對它進(jìn)行完善與修改。

2.3 云ACC平臺(tái)安全策略

2.3.1 電子票密鑰與管理

電子票務(wù)在進(jìn)行發(fā)放前，需要向票卡安全中心申請一個(gè)動(dòng)態(tài)加密密鑰，密鑰有效期為26小時(shí)，應(yīng)用系統(tǒng)刷新期為24小時(shí)。

所有的電子二維碼在生成時(shí)，需要進(jìn)行一次密鑰的加密，終端設(shè)備在掃描到二維碼等電子密鑰時(shí)，首先需要通過密鑰對電子票卡進(jìn)行有效性驗(yàn)證，然后再向服務(wù)器端進(jìn)行訂單、信用等在線信息的認(rèn)證。

當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)失效時(shí)，密鑰系統(tǒng)可保證電子票務(wù)的線下有效性。

2.3.2 辦公網(wǎng)與專網(wǎng)的設(shè)計(jì)

系統(tǒng)建立在專網(wǎng)內(nèi)，專網(wǎng)環(huán)境由寧波軌道交通辦公網(wǎng)提供基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通過添加相應(yīng)的互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)專網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。由于整個(gè)系統(tǒng)需要與第三方支付平臺(tái)進(jìn)行對接，而第三方支付平臺(tái)存在于互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)，考慮到整體系統(tǒng)的安全性與完整性，所有的第三方支付平臺(tái)通過云ACC下的第三方支付網(wǎng)關(guān)統(tǒng)一接口、統(tǒng)一管理與維護(hù)，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全。

2.3.3 傳輸套接字層加密與數(shù)據(jù)加密

整個(gè)平臺(tái)采用HTTPS進(jìn)行傳輸層的數(shù)據(jù)加密，以防止數(shù)據(jù)被竊聽，協(xié)議采用TLS2.0方案。

在數(shù)據(jù)提交時(shí)，平臺(tái)接口針對提交的數(shù)據(jù)域進(jìn)行AES對稱加解密，加解密部門包括密鑰Key與加密向量VI，加密向量在終端授權(quán)進(jìn)入平臺(tái)時(shí)配置，密鑰Key由終端向服務(wù)器端動(dòng)態(tài)申請，具備唯一性。

2.3.4 終端支付與唯一性網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

有別于目前其他軌道交通終端雙網(wǎng)絡(luò)等結(jié)構(gòu)的差異，云ACC下屬終端只使用系統(tǒng)專網(wǎng)聯(lián)系，所有的支付業(yè)務(wù)通過云ACC統(tǒng)一接口，終端本身不存在與外界的連接，以保障終端的網(wǎng)絡(luò)安全性。

2.3.5 唯一流水碼設(shè)計(jì)

由于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)牟环€(wěn)定性，存在小概率狀況下的數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象。為了保證數(shù)據(jù)的完整性與一性，針對交易流水請求中設(shè)計(jì)一個(gè)唯一流水碼功能，每一次重點(diǎn)請求將會(huì)附帶一個(gè)唯一流水碼（GUID），當(dāng)服務(wù)器發(fā)現(xiàn)存在相同的流水碼時(shí)，直接通過原始響應(yīng)處理，而不進(jìn)行新的交易操作，以解決由于網(wǎng)絡(luò)問題產(chǎn)生的重復(fù)提交而導(dǎo)致交易流水的混亂。

3 結(jié)語

文章對互聯(lián)網(wǎng)+傳統(tǒng)AFC行業(yè)的結(jié)合做出了初步探索，提出了云ACC平臺(tái)的概念，通過“互聯(lián)網(wǎng) +”支付的應(yīng)用設(shè)想，期待推動(dòng)傳統(tǒng)AFC行業(yè)的發(fā)展。未來通過研究，將繼續(xù)完善云ACC平臺(tái)的安全策略，規(guī)范互聯(lián)網(wǎng)票務(wù)的業(yè)務(wù)流程，并對核心功能進(jìn)行優(yōu)化，通過建立賬戶體系對互聯(lián)網(wǎng)票務(wù)營銷深度開發(fā)，促進(jìn)傳統(tǒng)軌道交通票務(wù)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型升級。

參考文獻(xiàn)

[1]鐘銳楠.地鐵互聯(lián)網(wǎng)售票研究方案[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016，160（12）：19-20.

[2]龔迥.“互聯(lián)網(wǎng)+票務(wù)”在地鐵AFC系統(tǒng)的支付應(yīng)用研究[J].科技風(fēng)，2016，300（18）：227-228.

[3]張小春，張茜.基于互聯(lián)網(wǎng)+的天津地鐵AFC發(fā)展探討[A].智慧城市與軌道交通，2016[C].

[4]鄧先平，陳鳳敏.我國城市軌道交通AFC系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展[J].都市快軌交通，2005，18（03）：18-21.

[5]趙時(shí)旻.軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)[M].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2007.

作者單位

寧波市軌道交通集團(tuán)有限公司 浙江省寧波市 315101