摘要：提出了两层AFC系统架构, 适应互联网支付需求, 并明确指出AFC系统架构需要跟随技术发展潮流展开变革。
关键词：二维码支付,互联网支付,自动售检票
1 现有AFC系统五层架构
传统的AFC系统 (Automatic Fare Collection System, 城市轨道交通自动售检票系统) 采用五层架构 (如图1所示) , 分为清分系统、线路中央计算机系统、车站计算机系统、车站设备、车票五个层级。五个层级的功能划分如下:
(1) 清分系统层负责制定AFC系统运营的各项规则, 通过参数和指令支撑各线路AFC系统运行, 负责收集、统计、分析、查询运营数据, 负责交易收益在不同线路之间的清分, 实现轨道交通系统与外系统 (如一卡通系统) 间的清算、对账。
(2) 线路中央计算机系统层负责接收清分系统下达的参数及指令, 负责所辖线路AFC系统的运营管理及设备管理。
(3) 车站计算机系统层负责接收线路中央计算机下达的参数及指令, 负责监视和控制本车站的车站设备运行状态, 收集、统计各类运营数据, 并上传到线路中央计算机系统。
(4) 车站设备层负责实现直接对乘客的功能, 主要由自动售票机、闸机、票房售票机等组成, 需要完成车票自动发售、充值和查询功能, 补票功能, 进出站自动检票功能。
(5) 车票层是记录乘客乘车信息的媒介和载体, 能记录车票的系统编号、安全信息、车票种类、个人信息、进出站信息、金额、有效期、历史交易记录等信息, 与车站设备共同完成自动售票、检票功能。
传统的AFC系统五层架构技术特点如下:
(1) 整个AFC系统组成一个内部局域网, 与其他系统基本上无关联, 有效保证了AFC系统的网络安全。
(2) 强调系统各层级的自我管理和独立运作功能。每台设备都能够在断网后独立提供服务;每个车站组成一个独立的系统, 可以独立运作;每条线路也可以组成一个独立系统, 独立运作。
(3) 乘客需要手持实体票卡和现金才能获得相应的服务。
2 互联网支付的架构要求
随着以微信和支付宝为代表的互联网支付技术的成熟, 乘客已经逐渐习惯了无现金支付。AFC系统架构在引入互联网支付技术时, 发现传统五层架构已经无法满足需要。传统五层架构主要存在以下问题:
(1) 互联网支付要求AFC系统需要与位于互联网的第三方支付服务器实时交互, 以获得乘客支付的信息, 而传统AFC系统是一个封闭的局域网, 无法连接到互联网。
(2) 面对乘客发起互联网支付请求的是车站设备, 而车站设备处于五层架构的第四层, 所有与外系统的交互都需要经过车站计算机系统层、线路中央计算机系统层和清分系统层的转发才能实现, 效率非常低。
(3) 微信、支付宝等第三方支付机构推出的二维码车票, 主要信息存在服务器后台, AFC系统处理这类车票时, 必须实时连接后台服务器进行验证。这对AFC系统的数据传输速度提出了严格要求, 传统五层架构已经无法满足。
为了满足互联网支付的要求, AFC系统须满足以下要求:车站设备须能直接联系位于互联网的第三方支付服务器;车站设备与后台服务器须实时交互。
AFC系统五层架构按照要求进行重新设计, 可以得到如图2所示的两层系统架构。
AFC五层架构须更改为两层架构, 才能满足互联网支付技术的要求。
(1) 第一层是云平台层。负责制定AFC系统运营的各项规则, 通过参数和指令直接控制车站设备, 同时作为车站设备与外系统的通信接口, 实现车站设备与互联网支付服务器的实时通信, 完成支付确认、交易状态更新等功能。
(2) 第二层是车站设备层, 负责实现直接对乘客的功能, 主要由自动售票机机、闸机、票房售票机等组成, 需要通过与互联网支付服务器交互, 完成车票自动发售、进出站自动检票功能。车站设备层功能比传统五层架构中的车站设备层更加简化。
两层架构中, 云平台层的功能将大大优化, 融合了传统五层架构中的线路中央计算机层车站计算机层的部分功能, 而线路中央计算机层和车站计算机层将去除, 可以节省一大笔投资。车站设备层的功能也将大大简化, 把充值、补值、查询和验票等功能都去除。由于乘客主要是采用手机作为乘车介质, 则充值、补值、查询和验票等功能都可以由乘客在手机上自主实现, 无须车站设备辅助。
3 互联网时代的票务交易
互联网时代乘客主流方式是采用二维码车票方式乘车。其典型票务交易主要包含以下几种:
(1) 进闸:乘客手持智能手机, 打开二维码车票界面, 把二维码车票展示到进闸机的二维码扫码窗口处。闸机读取到乘客二维码车票信息, 把信息发送到云平台服务上。云平台服务器连接到第三方支付服务器, 验证乘客二维码车票信息。第三方支付服务器确认后, 回复给云平台, 云平台再回复闸机。闸机确认后, 开闸放行。乘客过闸后, 闸机马上生成进闸交易, 上传到云平台。云平台把进闸信息发送到第三方支付服务器。第三方交易服务器刷新乘客二维码车票状态。
(2) 出闸:乘客手持智能手机, 打开二维码车票界面, 把二维码车票展示到出闸机的二维码扫码窗口处。乘客二维码车票界面已经记录了进闸信息, 闸机读取到乘客二维码车票信息, 根据进闸信息, 计算出车费, 然后把信息发送到云平台服务上。云平台服务器连接到第三方支付服务器, 验证乘客二维码车票信息及账户余额是否充足。第三方支付服务器确认后, 回复给云平台, 云平台再回复闸机。闸机确认后, 开闸放行。乘客过闸后, 闸机马上生成进闸交易, 上传云平台。云平台把进闸信息发送到第三方支付服务器。第三方交易服务器扣除乘客账户的车费后, 刷新乘客二维码车票状态。同时, 第三方交易服务器将车费转入地铁运营企业账户中。
(3) 购买单程票:有时乘客会带无智能手机的家属等人一起乘车, 需要为他们购买单程票。乘客可以通过手机APP, 选择进站站点、出站站点、购买张数, 点击购买多张二维码单程票。二维码单程票存在乘客手机里, 乘客使用时, 可以根据需要, 选择相应的二维码单程票展示到闸机处, 实现进闸和出闸。
小结
互联网时代技术的进一步发展, 要求AFC系统也要相应做出变革。传统的五层架构变成两层架构, 就是其中一个重大变革。随着将来更多新技术的发展和成熟, 以及实名制要求和乘客安检要求的落实, AFC系统将会迎来进一步变化。广大AFC技术人员需要继续紧跟技术发展的步伐, 深化AFC系统架构, 进行技术创新。
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