趙婉妤，史天運，沈海燕，呂曉軍，端嘉盈

（1.中國鐵道科學研究院 研究生部，北京 100081；2.中國鐵道科學研究院集團有限公司 合作開發(fā)部，北京 100081；3.中國鐵道科學研究院集團有限公司 電子計算技術(shù)研究所，北京 100081)

隨著我國城市化建設(shè)的加速，城市軌道交通、市域和城際鐵路修建規(guī)?？焖僭鲩L。截止2018 年底，我國已有35 個城市開通了城市軌道交通，運營線路總長度5 761.4 km[1]，全年累計完成客運量210.7 億人次。同時，另有63 個城市的軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃獲批，在實施的建設(shè)規(guī)劃線路總長達到7 611 km[1]。另一方面，市域和城際鐵路作為城市群通勤圈的重要組成，也得到快速發(fā)展。根據(jù)國家發(fā)改委和交通運輸部《城鎮(zhèn)化地區(qū)綜合交通網(wǎng)規(guī)劃(發(fā)改基礎(chǔ)[2015] 2706 號)》中制定的目標，至2020 年城際鐵路將覆蓋98%的節(jié)點城市和近60%的縣(市)。京津冀、長江三角洲和珠江三角洲3 大城市群基本建成城際交通網(wǎng)絡(luò)，相鄰核心城市之間、核心城市與周邊節(jié)點城市之間實現(xiàn)1 h 通達。然而，目前大多數(shù)城際鐵路和城市軌道交通相互獨立，管理主體和售檢票系統(tǒng)制式均不同，因而導致乘客換乘不便、運輸效率低和資源浪費。為解決上述困難，并同時滿足國家對現(xiàn)代化城市群發(fā)展的意見和要求，應(yīng)該推進城際鐵路和城市軌道交通售檢票的互聯(lián)互通，切實有效加快便捷換乘，更好地適應(yīng)通勤需求[1]。

1 城際鐵路與城市軌道交通售檢票互聯(lián)互通模式

城際鐵路和城軌票務(wù)的互聯(lián)互通對實現(xiàn)旅客順暢換乘和無縫銜接十分有利，乘客無需再通過不同的售票窗口、自動售票機或手機客戶端應(yīng)用等多次購票、安檢和進出站。同時，也可以簡化交通樞紐內(nèi)售檢票系統(tǒng)的設(shè)置，減輕工作人員的工作量[2-3]。為滿足旅客和管理主體的便利需求，鐵路和城軌實現(xiàn)票務(wù)的互聯(lián)互通有以下便利模式。

（1）實名制實體/虛擬一卡通實現(xiàn)互聯(lián)互通。實體一卡通是指在保留已有換乘閘機的前提下，城市群內(nèi)的市域、城際鐵路和該地區(qū)城市軌道交通使用統(tǒng)一的實名制卡片，卡片存儲個人身份信息，并以信用或儲值的形式開通對應(yīng)資金賬戶，利用實體/虛擬一卡通實現(xiàn)互聯(lián)互通示意圖如圖1 所示，在某一城市群內(nèi)出行的乘客只需要攜帶一種卡片[4]。對于必須需要實名認證的市域和城際鐵路線路，安裝實名認證進站和出站閘機，乘客通過刷卡、人臉識別并進行人證比對后進出站。換乘城市軌道交通線路時，需要出站后再次刷卡進站，但由于城市軌道交通線路并無實名制認證要求，因而可直接刷卡進出站。虛擬一卡通以實體一卡通為基礎(chǔ)，在有NFC 功能的手機上利用電子錢包開通，進一步方便乘客出行。該卡片由中國國家鐵路集團有限公司(以下簡稱“國鐵集團”)或各地市政交通部門和銀行聯(lián)合發(fā)卡。

圖1 利用實名制實體/虛擬一卡通實現(xiàn)互聯(lián)互通示意圖Fig.1 Flowchart of physical/virtual smartcard

（2）無礙換乘的實名制實體/虛擬一卡通實現(xiàn)互聯(lián)互通。無障礙換乘的實名制一卡通是指城市群內(nèi)軌道交通系統(tǒng)使用統(tǒng)一實名制一卡通，減少城市群內(nèi)市域、城際鐵路與城市軌道交通之間的換乘障礙，取消換乘閘機，將市域、城際鐵路融入到已有的城市群軌道交通線路網(wǎng)中。該卡片由國鐵集團和各地市政交通部門聯(lián)合銀行共同發(fā)卡，利用無礙換乘的實名制實體/虛擬一卡通實現(xiàn)互聯(lián)互通示意圖如圖2 所示。

圖2 利用無礙換乘的實名制實體/虛擬一卡通實現(xiàn)互聯(lián)互通示意圖Fig.2 Flowchart of barrier-free transfer physical/virtual real name smartcard

（3）二維碼互換實現(xiàn)互聯(lián)互通?；诙S碼互換實現(xiàn)互聯(lián)互通是指借助可連接全國各地鐵官方二維碼的“城軌易行”平臺，結(jié)合鐵路客票系統(tǒng)發(fā)行的乘車二維碼，按照各服務(wù)方的發(fā)碼要求，獲取發(fā)碼所需的信息并提供給相互軟件中嵌入的SDK，在各應(yīng)用方APP 上產(chǎn)生對應(yīng)服務(wù)方自動檢票和驗票閘機可驗證的二維碼，以方便乘客使用同一APP乘坐該城市群內(nèi)的鐵路和地鐵，由此實現(xiàn)各服務(wù)方二維碼系統(tǒng)的連接，基于二維碼互換實現(xiàn)互聯(lián)互通示意圖如圖3 所示[5]。在資金賬戶方面，各城市地鐵官方APP 采用儲值或信用消費的方式，“鐵路e卡通”后臺采用銀行虛擬借記卡儲值的方式。統(tǒng)一APP 乘車僅在雙方后臺實現(xiàn)二維碼的請碼與轉(zhuǎn)碼，鐵路與地鐵后臺分別掌握乘客在各運營方線路中的出行OD 信息及應(yīng)扣票款。

圖3 基于二維碼互換實現(xiàn)互聯(lián)互通示意圖Fig.3 Flowchart of interchange of two-dimensional code based integration

（4）一碼通實現(xiàn)互聯(lián)互通。基于一碼通實現(xiàn)互聯(lián)互通是指有關(guān)部門發(fā)行軌道交通行業(yè)乘車二維碼標準，鐵路和城軌根據(jù)統(tǒng)一標準發(fā)行含有實名制信息的二維碼，乘客使用標準二維碼實名驗證乘車，無需多次進出站，基于一碼通實現(xiàn)互聯(lián)互通示意圖如圖4 所示。在資金賬戶方面，鐵路和城軌運營雙方對用戶賬戶有不同的要求，采用儲值或綁定信用賬戶，順應(yīng)“信用出行”的趨勢。

（5）一證通實現(xiàn)互聯(lián)互通。利用一證通實現(xiàn)互聯(lián)互通是指以身份證作為存儲鐵路電子客票和城軌賬戶票務(wù)信息的載體，實現(xiàn)旅客一證通便捷出行。一證通在鐵路方面已有良好的基礎(chǔ)，目前我國使用第二代居民身份證購票的旅客占98%以上，推廣的全面電子客票也以身份證為載體，鐵路全部車站人工窗口、自助檢票機和自助實名制閘機均已安裝二代居民身份證讀卡器。

圖4 基于一碼通實現(xiàn)互聯(lián)互通示意圖Fig.4 Flowchart of standard two-dimensional code based and barrier-free transfer integration

（6）刷臉通實現(xiàn)互聯(lián)互通。基于刷臉通實現(xiàn)互聯(lián)互通是指基于乘客臉部特征信息進行身份識別，通過機器視覺等技術(shù)進行人臉特征獲取和分析，進而對檢測到的人臉與二代身份證內(nèi)的人像信息進行比對，并查找購票信息的全程進出站服務(wù)，基于一證通/刷臉通實現(xiàn)互聯(lián)互通示意圖如圖5 所示。個人身份信息綁定電子賬戶后臺，通過進出站站點和時間確認行程票款，即可自動扣款。

圖5 基于一證通/刷臉通實現(xiàn)互聯(lián)互通示意圖Fig.5 Flowchart of ID card pass and face recognition pass

2 城際鐵路與城市軌道交通售檢票互聯(lián)互通模式適應(yīng)性比較分析

2.1 實名制實體/虛擬一卡通互聯(lián)互通適應(yīng)性

由于鐵路是全國范圍內(nèi)運營的，若要做到全國鐵路和各城市軌道交通利用實體/虛擬一卡通實現(xiàn)票務(wù)的互聯(lián)互通，則需要全國范圍內(nèi)鐵路和地鐵實體/虛擬一卡通實行統(tǒng)一標準，達到互認兼容。否則，鐵路閘機無法兼容各地區(qū)不同的卡片。然而，統(tǒng)一全國范圍內(nèi)的實體/虛擬一卡通標準較難實施推廣。因此，各地區(qū)保持已有的實體/虛擬一卡通標準，鐵路根據(jù)各地區(qū)標準，實現(xiàn)某一地區(qū)內(nèi)市域、城際鐵路和城市軌道交通實體/虛擬一卡通統(tǒng)一標準適應(yīng)性更強。為實現(xiàn)利用實體/虛擬一卡通的互聯(lián)互通，一是需要實體交通一卡通普及程度高、使用簡易便捷，虛擬卡基于NFC 技術(shù)，需要市民智能手機使用率高；二是需要鐵路和地鐵票務(wù)系統(tǒng)智能化、信息化程度高，車站硬件設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)狀況良好；三是需要鐵路和地鐵的管理部門積極對接，制定實名制一卡通的標準、確定發(fā)卡方案。

實體/虛擬交通一卡通較已有的交通卡有明顯優(yōu)勢。①鐵路和地鐵售檢票仍分別由現(xiàn)有運營方管理，票務(wù)系統(tǒng)無需融合，管理壁壘容易突破；②乘客持有一種卡片即可乘坐城市群內(nèi)的所有公共交通，換乘簡單易行[6]；③實名制的實現(xiàn)，可以方便儲值卡掛失，保證用戶資金安全，也是今后實現(xiàn)信用出行的基本前提。④進出站都需要刷卡確認，無需清分，易于實現(xiàn)，且保證各運營主體的利益。然而，實體/虛擬交通一卡通存在較多問題和困難。一是現(xiàn)有公交一卡通體系已經(jīng)較為成熟，重新大量發(fā)卡需要動用較多社會資源，市民需要重新辦卡提高了出行成本，同時造成各城市已有公交一卡通的浪費；二是市政與鐵路票務(wù)系統(tǒng)相對獨立，很難建立一卡通標準；三是鐵路和地鐵仍然獨立管理，市政無法為市民提供換乘優(yōu)惠或其他優(yōu)惠。因而，這種實名制一卡通帶來的便利并不能彌補實現(xiàn)過程中的麻煩，在現(xiàn)有市政一卡通較為成熟的前提下，短期內(nèi)再次發(fā)行此種實名制一卡通的意義不大。

2.2 無礙換乘的實名制實體/虛擬一卡通互聯(lián)互通適應(yīng)性

為實現(xiàn)利用無礙換乘的實名制實體/虛擬一卡通的互聯(lián)互通，一是需要滿足實名制實體/虛擬一卡通中對于一卡通的普及程度、管理方和用戶的信息化程度和不同管理主體之間合作機制的要求[7]；二是城軌需要實現(xiàn)軟硬件設(shè)備升級改造，滿足同鐵路一樣的“人、證、卡”合一的實名制認證機制；三是需要鐵路客票系統(tǒng)和城軌客票系統(tǒng)數(shù)據(jù)實時聯(lián)通形成科學合理的清分機制，保證各方利益[8]；四是需要鐵路和地鐵的換乘車站之間實現(xiàn)安檢互認或車站改造升級后實現(xiàn)站內(nèi)換乘；五是需要市域、城際鐵路放寬檢票進站的時間限制，乘客可在運營時間內(nèi)進入車站，乘坐任意列車。

無障礙換乘的實名制一卡通是鐵路和城軌售檢票互聯(lián)互通的最佳設(shè)想，完善了城市群內(nèi)公共交通換乘復(fù)雜的現(xiàn)狀，為通勤、通學、差旅乘客提供了便利，順應(yīng)了綜合大交通的發(fā)展趨勢。但此種方式還有較多困難。①由于乘客只需要在進出站時各刷一次卡，管理部門無從知曉乘客的出行路徑，加之鐵路和地鐵投資、運營成本和客流量等多方面因素較為復(fù)雜，難以確定合理科學的清分方法；②由于鐵路嚴格的實名制認證規(guī)則，城軌需將硬件設(shè)備升級改造，同樣符合鐵路實名制認證的要求，但城軌目前并無此要求，聯(lián)通后會降低城軌出行的效率。因而，此種模式雖然是對乘客最為便捷快速的出行方式，但在目前鐵路和地鐵已有的票務(wù)制度下較難實現(xiàn)。

2.3 二維碼互換互聯(lián)互通適應(yīng)性

為實現(xiàn)基于二維碼互換的互聯(lián)互通，一是需要各城市軌道交通系統(tǒng)實現(xiàn)二維碼掃碼進出站，同時需要“鐵路e 卡通”二維碼掃碼和身份驗證進出站業(yè)務(wù)更為廣泛的推廣；二是需要有一個能夠服務(wù)于城市軌道交通互聯(lián)網(wǎng)票務(wù)體系二維碼過閘業(yè)務(wù)的各城市互聯(lián)互通的平臺，以提供與鐵路的對接業(yè)務(wù)；三是需要提供有力的技術(shù)支持，實現(xiàn)鐵路乘車二維碼和地鐵乘車二維碼的互換、互認；四是需要鐵路和地鐵車站硬件設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)狀況良好，以滿足站內(nèi)掃碼乘車的技術(shù)要求；五是需要鐵路和地鐵管理雙方積極合作對接，以實現(xiàn)二維碼的互認。

基于二維碼互換實現(xiàn)互聯(lián)互通是目前實現(xiàn)性最強、可操作性最好的方式。①它順應(yīng)了目前乘客掃碼乘車的習慣，有良好的群眾基礎(chǔ)，全國已有25 座城市的軌道交通系統(tǒng)實現(xiàn)了二維碼掃碼進出站，“鐵路e 卡通”二維碼掃碼進出站業(yè)務(wù)也在長株潭城際鐵路試點，乘客無需提前購票，只需掃碼并進行身份驗證便可進出站；②“城軌易行”已經(jīng)提供了一個服務(wù)于城軌互聯(lián)網(wǎng)票務(wù)體系二維碼過閘業(yè)務(wù)的各城市互聯(lián)互通的平臺；③大部分車站已將設(shè)備升級改造，提高了站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，為二維碼票務(wù)提供了較好的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)；四是乘客在乘坐不同運營商的線路時需單獨掃碼進出站，清分容易，無需改變各運營商現(xiàn)有的運營方式，保留了鐵路實名制的要求，更易打破管理體制和權(quán)限方面的障礙。因此，鑒于目前鐵路和地鐵已有的票務(wù)方式，進行二維碼互換實現(xiàn)鐵路和地鐵的互聯(lián)互通對管理者來說最為適應(yīng)，對乘客來說也是最為方便省時的解決模式方案。

2.4 一碼通互聯(lián)互通適應(yīng)性

為實現(xiàn)利用一碼通的互聯(lián)互通，需滿足無礙換乘的實名制實體/虛擬一卡通和二維碼互換模式中涉及到的前提，同時還需要鐵路和地鐵部門共同發(fā)行軌道交通二維碼標準，標準應(yīng)包含二維碼的數(shù)據(jù)格式、安全性相關(guān)要求、受理終端要求以及移動應(yīng)用客戶端軟件要求等，以指導受理終端和移動應(yīng)用終端等改造升級以及設(shè)計開發(fā)。一碼通乘車實現(xiàn)了市域、城際鐵路和城市軌道交通的無障礙換乘，也順應(yīng)了目前乘客無卡出行的趨勢，較二維碼互換的方式更為便捷。但仍存在較多挑戰(zhàn)，和無礙換乘的實名制實體/虛擬一卡通模式類似，在清分方法、實名制認證規(guī)則和城市群軌道交通票務(wù)系統(tǒng)的建立方面都存在較多困難。需要地方政府和國家鐵路公司之間積極對接，體制障礙較難打破，并不容易實現(xiàn)。

2.5 一證通互聯(lián)互通適應(yīng)性

城軌票務(wù)需要升級改造以支持一證通，一種方式是可以通過鐵路12306 客戶端或城軌官方客戶端發(fā)售城軌單程票后綁定身份信息，乘客直接刷身份證換乘城市軌道交通；另一種方式是可以將身份證信息和用戶一卡通賬戶或電子一卡通賬戶信息在后臺關(guān)聯(lián)，乘客通過刷身份證直接在對應(yīng)一卡通賬戶中扣除相應(yīng)票款。為滿足實現(xiàn)一證通互聯(lián)互通的條件，地鐵閘機需升級以實現(xiàn)對身份證信息的讀取和“人、證合一”的認證功能，同時要為其他證件持有者提供解決方案。這種模式在目前的條件下容易實現(xiàn)，只需城軌方安裝身份證讀卡器和人臉識別設(shè)備即可完成升級改造，而且無需另外發(fā)卡。身份證綁定的實體賬戶保證了用戶資金安全；換乘時刷證確認，可采用進出站確認法進行清分，簡便易行。然而，此模式中將鐵路和地鐵票務(wù)載體設(shè)定為身份證，它是證明持有人身份的法定證件，一方面其重要性不言而喻，作為日常地鐵通勤反復(fù)使用的票務(wù)載體增加了其遺失的風險；二是對地鐵實名制認證的要求將更為嚴格，降低了日常出行效率。因此，在目前鐵路和地鐵的運營方式下，這種聯(lián)通的設(shè)想并不是可操作性最強最便捷的模式。

2.6 刷臉通互聯(lián)互通適應(yīng)性

為實現(xiàn)基于“刷臉通”的互聯(lián)互通，一是需要滿足無礙換乘的實名制實體/虛擬一卡通中提到的關(guān)于統(tǒng)一實名制認證標準、完善合理的清分系統(tǒng)和不同管理主體之間合作機制等要求；二是需要較為可靠、高效的1:N 人臉識別技術(shù)，以確保進出站效率和安全性；三是需要鐵路和地鐵高度信息化、智能化的成套設(shè)備解決方案。相比二維碼、一卡通、一證通乘車，刷臉通更為便捷，省去了乘客在進出站時拿出手機或卡片的步驟，只需面對鏡頭刷臉即可實現(xiàn)全過程智能出行。另外，我國目前從消費領(lǐng)域到網(wǎng)絡(luò)支付、金融、醫(yī)療和交通等領(lǐng)域，都在逐步引入“刷臉支付”技術(shù)，該技術(shù)也在逐漸成為一種主流的支付方式。長遠來看，高度智能化的出行方式是一種必然趨勢，但大范圍推廣有待進一步試驗。

2.7 互聯(lián)互通各模式比較分析

實現(xiàn)鐵路和地鐵售檢票的互聯(lián)互通，從技術(shù)難易程度、清分難易程度、實現(xiàn)成本高低和實現(xiàn)難易程度等方面進行適應(yīng)性比較分析。各模式適應(yīng)性比較分析如表1 所示。

結(jié)合目前城際鐵路和城軌方已推廣的票務(wù)方式，利用二維碼換碼以實現(xiàn)2 者之間售檢票系統(tǒng)的互聯(lián)互通是最切實適應(yīng)的模式，城際鐵路也應(yīng)結(jié)合當?shù)貙嶋H情況，適當增加短編組列車、加密車次提高運力和時間靈活性、實現(xiàn)隨到隨走，為統(tǒng)一城市群內(nèi)鐵路和城軌售檢票的聯(lián)通提供良好的基礎(chǔ)保障。

3 結(jié)束語

對于乘坐城際鐵路的旅客，尤其是城市圈內(nèi)的市民，城際鐵路和城市軌道交通之間售檢票互聯(lián)互通、融合密切是人們極為關(guān)注的。尤其是在如長株潭一類城際鐵路和城軌結(jié)合較為緊密的地區(qū)，售檢票系統(tǒng)的聯(lián)通對鐵路客流量有較大促進作用，還可以提高基礎(chǔ)設(shè)施資源的利用率，方便管理者統(tǒng)一維護，讓信息技術(shù)的進步切實改善市民的出行質(zhì)量。售檢票系統(tǒng)互聯(lián)互通模式還應(yīng)著重考慮2 個系統(tǒng)互聯(lián)時用戶信息傳輸?shù)陌踩裕员Ｗo用戶隱私。隨著鐵路電子客票的全面升級，面部特征信息識別技術(shù)的高速發(fā)展，鐵路和地鐵也在探索將人臉作為電子客票識讀載體的方式，因而刷臉進出站可能將是逐漸取代傳統(tǒng)車票的最佳方式。

表1 各模式適應(yīng)性比較分析Tab.1 Analysis of the adaptability of different modes