技術宅

掃碼乘車——簡單背后的不簡單

說到掃碼乘車，可能很多朋友并沒有覺得這個操作有什么難度。以騰訊掃碼乘車為例，我們只要在微信小程序中添加“乘車碼”小程序，打開乘車二維碼后對著公交車的掃碼設備掃碼，“嘀”一下后就完成乘車操作（圖1）。

這簡單的一聲“嘀”，背后卻需要各種復雜環(huán)節(jié)的配合。我們先來了解—下常規(guī)的微信綁定銀行卡向商家付款的支付流程：開啟網(wǎng)絡→進入微信支付生成付款碼→商家掃描付款碼→向微信發(fā)起收款請求→銀行處理款項→騰訊中轉→支付款項轉移到商家微信賬戶（圖2）。

常規(guī)支付涉及到網(wǎng)絡、銀行處理、微信賬戶轉移結算等流程，將其應用到超市、線下商鋪等的付款時并沒有覺得不便，可一旦移植到公交支付場景時就會有不少麻煩。舉個簡單的例子，如果遇到網(wǎng)絡堵塞的情況，在超市、商業(yè)街等場景中，常規(guī)支付有時需要耗費好幾秒的時間（微信支付時一直轉圈），這對線下支付的影響并不大，但是對于公交支付卻是不可避免的硬傷。因為公交通行效率要求非常高，一般整個支付流程需要在300毫秒內(nèi)完成，一旦超時，不僅影響人們的出行體驗，也會影響公交運營商的結算。

對癥下藥——公交支付背后的技術改進

針對上述問題，騰訊掃碼乘車給出如下解決方案。

首先是網(wǎng)絡問題，為了讓每個用戶都能夠不受網(wǎng)絡影響完成支付，微信為“乘車碼”小程序開發(fā)了雙離線技術，一方面在支付端微信允許“乘車碼”小程序在離線的情況下生成支付二維碼，這樣確保每個用戶在任何網(wǎng)絡（即使離線）情況下都可以發(fā)起支付請求（圖3）。另一方面，配置在公交車、地鐵站的掃碼設備也支持對付款二維碼的離線掃描，確保在任何網(wǎng)絡條件下都可以掃描，完成用戶的支付操作。

雙離線技術確保用戶的支付不受網(wǎng)絡影響，但是又會產(chǎn)生一個新問題，那就是微信支付如何完成結算，這是需要通過在線完成的。騰訊為這類離線掃描的用戶使用墊付的措施，當用戶在網(wǎng)絡不好的情況下掃碼無法完成支付時，公交公司會先收到騰訊的墊付款，而當用戶到網(wǎng)絡正常的區(qū)域時，微信則會向用戶發(fā)起支付請求，收取墊付的資金。比如筆者—次離線掃碼測試，乘車掃碼后17秒開啟網(wǎng)絡才完成支付（圖4）。

其次是支付系統(tǒng)的保障問題。掃碼支付涉及資金結算系統(tǒng)，而大家知道只要是軟件系統(tǒng)就不可避免會出現(xiàn)問題，如果一個城市的公交掃碼支付出現(xiàn)問題，那么就會影響到這個城市千千萬萬的用戶。為了提高支付系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，騰訊乘車碼提供有多種保障方案。

一方面對每個城市的公交掃碼系統(tǒng)進行了非常細致的調(diào)試和維護，使得系統(tǒng)可用性達到99.999%。另—方面為了應對極端情況下的（比如某地支付系統(tǒng)出現(xiàn)故障）系統(tǒng)正常運行，騰訊在多個城市搭建跨城容災機房，可以做到分鐘級的自動切換容災，確保在極端情況下自動切換到其他城市容災機房，保證支付系統(tǒng)的運行不會受影響（圖5）。

最后是線下硬件設備使用問題?，F(xiàn)在線下配備的是掃碼設備，但是這個掃碼設備在實際使用中還是會遇到各種問題。比如掃碼效率，因為微信支付使用了雙離線的掃碼技術，這樣支付二維碼就比常規(guī)的多了幾百個字節(jié)的數(shù)據(jù)，導致支付掃描時間過長。為了解決這個問題，微信團隊和和業(yè)界頂尖廠商合作，通過對整個識別原理和環(huán)節(jié)的優(yōu)化，最終將響應速度壓縮在100毫秒內(nèi)（圖6）。

另外一個需要解決的是掃碼設備的識別兼容性和維護難題。因為每個人掃碼的習慣都不相同，比如有的人喜歡將手機貼在掃碼器前掃描，有的人則喜歡橫著手機掃描。為此騰訊專門設立了一個識別研究室，技術人員反復測試，確保用戶的各種掃描習慣都可以被快速識別。此外由于二維碼掃碼頭是高頻使用設備，每天可能要遭受高達百萬次的摩擦，為了提高設備可用性，微信對掃碼設備配置了較為耐磨的藍寶石玻璃（圖7）。

由此可見，看上去—次簡單的掃碼，后臺則包合軟件（雙離線技術、掃碼識別優(yōu)化、支付系統(tǒng)維護）和硬件（跨城容災機房搭建、掃碼頭硬件配置）的各種優(yōu)化和搭配（圖8）。

并不只是掃碼——公交掃碼背后的更多應用

顯然掃碼乘車讓我們從此出門不需要再準備零錢，給大家的生活帶來更多便利。對于公交公司來說，無現(xiàn)金支付則能提升資金流通效率，快速完成支付和入賬處理。

不過對于科技巨頭們來說，掃碼并不僅僅是為了乘車，它還實現(xiàn)了公交數(shù)字化變革，隨著這項技術的普及將給我們帶來更多便利。比如對于個人用戶，我們出門乘車時最怕的就是遭遇爆棚的車廂，上車后連落腳的地方都沒有?，F(xiàn)在借助乘車碼技術，我們就可以為車輛建立預警機制，可以通過小程序告訴我們每輛車的擁擠狀況，讓我們更有選擇性地去乘坐車輛。對于公交公司則可以做線路優(yōu)化，借助乘車碼自身的大數(shù)據(jù)和智能調(diào)度能力，幫助相關部門提升交通工具的使用效率和線路優(yōu)化。