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同方智能卡京津城际铁路快通卡系统解决方案
作者：同方股份有限公司 张莉
来源：RFID资讯网
日期：2009-12-18 15:45:50
摘要：京津城际列车已经实现公交化运营，旅客基本上可随到随走，反复购票不仅耗费旅客时间，也增加了车站工作量。为方便旅客快速进出站，为旅客提供更加便捷、高效、舒适的服务，提升旅客忠诚度，按照铁道部的总体部署，发行京津城际铁路快通卡，实现旅客直接刷卡乘车。
一、 京津城际铁路公交化发展趋势
以北京、天津为中心的环渤海地区是我国经济发展最快、最具活力的地区之一，京津两地的人员往来十分频繁。京津城际铁路全长120公里，沿途设北京南、亦庄、武清、天津等4座车站，预留永乐站，选择的都是北京、天津的开发区或卫星城，客流将会非常大，而且存在工作、居住、休闲等多种出行需求。线路投入运营后，列车最小行车间隔为5分钟，而目前北京市的8条地铁线路最小行车间隔也只是3分钟，城际铁路完全达到了公交化运行的标准。另外，乘客在乘坐京津城际列车时还能享受到自动检售票系统、自动客运管理系统、列车调度系统等高科技服务。乘客从走进车站那一刻起就能按照系统提示选择车次和车站，并根据系统提示一步一步地进站上车、到站下车。
京津城际列车已经实现公交化运营，旅客基本上可随到随走，反复购票不仅耗费旅客时间，也增加了车站工作量。为方便旅客快速进出站，为旅客提供更加便捷、高效、舒适的服务，提升旅客忠诚度，按照铁道部的总体部署，发行京津城际铁路快通卡，实现旅客直接刷卡乘车。
二、京津铁路快通卡项目建设原则
IC卡在国内外的轨道交通运营中已得到广泛应用，已成为提高运营管理效率和水平的重要手段。同方股份有限公司承建的京津城际快通卡系统在借鉴其他交通领域IC卡应用的先进技术、成熟经验的基础上，研发适应中国铁路特点的快通卡系统。
京津城际快通卡项目将遵循“统筹规划、分步实施、先试点、后推广”的基本原则进行建设，坚持以旅客为中心的思想，系统设计符合铁道部有关技术规范和相关文件规定，符合中国人民银行金融集成电路卡应用规范及国家有关规定和标准，统一平台、统一标准、统一流程。
三、系统总体结构
京津城际铁路快通卡项目的建设目标是实现快通卡的一卡多用，多地使用，建设城际铁路通用电子支付平台示范工程，统一发卡，统一清算。以非接触CPU卡作为支付手段，以铁道部TRS系统网络为连结纽带，以计算机系统为信息处理方法，一方面方便市民快速乘坐城际轨道交通、窗口购票、自动售票机购票、商户网点购物等领域消费，全国通用；另一方面系统将各铁路局的运营收付信息，准确清算、划缴，保障各级管理单位的利益，提高工作效率和服务效率，最终为宏观调控及高铁建设提供科学的决策支持系统及现代化的管理手段。
1、系统总体结构如下图：
（1）开发并部署具备基本卡务管理功能的快通卡系统软件，实现发卡、售卡、充值、换卡、退卡等卡业务及卡账户管理、检票存根汇总、统计等功能；
（2）在京津城际各站设立快通卡服务窗口，为旅客提供售卡、充值、换卡、退卡等客户服务；
（3）改造京津城际各站自动检票系统：
A．在指定自动检票机上加装非接触式快通卡处理模块；
B．改造自动检票系统软件，支持旅客在自动检票机上刷卡检票，实现快通卡检票存根的采集和传递；
（4）完善客票系统，实现快通卡检票存根的采集并汇总到路局客票中心，各站查询中心数据完成客运、收入统计。
2、快通卡系统业务流程图如下：
（1）快通卡系统统一对IC卡进行初始化，完成发卡；
（2）旅客从快通卡服务窗口购卡，或充值、换卡、退卡等；
（3）旅客持卡在自动检票机上刷卡检票，系统自动记录进出站检票存根；
（4）自动检票系统定时采集快通卡检票存根；
（5）自动检票系统将快通卡检票存根自动上传客票系统；
（6）客票系统完成快通卡检票存根的汇总；
（7）快通卡系统接收从客票系统传过来的检票存根，验证数据的合法性，完成卡账户管理和统计。
四、系统设计
1、快通卡选型
京津城际铁路快通卡的应用主要是电子钱包消费，从卡片安全性、扩展性、使用便捷性等多方面综合比较，采用同方非接触式CPU卡。
符合ISO/IEC14443标准非接触式智能卡。
8位CPU内核、14K字节ROM存储器、8K字节EEPROM存储器、512字节SRAM存储器、具有硬件DES/TDES加密解密协处理器和32位真随机数发生器。
支持多应用防火墙，支持内外部双向认证，符合ISO/IEC 14443 中描述的防冲突机制，支持防插拔处理和数据断电保护机制。
支持PBOC2.0电子存折/电子钱包；支持建设事业IC卡规范。
工作频率：13.56MHZ，通讯速度：最大106kps通讯速率；交易时间：标准PBOC电子钱包交易时间<80ms；读写距离：0~10cm；保存时间：最短10年；擦写次数：至少10万次；工作温度：-25℃~ +70℃
2、卡务管理
（1）发卡
通过发卡设备完成卡片初始化，写入卡片基础信息，并在卡面打印卡号，同时在系统数据库中建立卡帐户，帐户状态为未启用。
发卡完成后，快通卡可以在服务网点发售。
（2）售卡
快通卡服务窗口向旅客发售快通卡，旅客需缴纳快通卡押金。
（3）充值
快通卡中设有电子钱包，充值交易实际上是一个旅客预缴费的过程。旅客在快通卡服务窗口进行充值时，系统将充值金额写入电子钱包，同时记录在系统卡帐户中。
（4）退卡
退卡是指旅客持卡到快通卡服务窗口退卡。只有能正常读写和未锁定的快通卡才允许退卡。操作员刷卡查询账户信息，完成卡账户处理，并退还卡余额。
（5）坏卡处理
旅客发现快通卡损坏后，应进行坏卡登记。2天后可进行坏卡销户或换卡。
坏卡登记时应检查快通卡是否为人为损坏，确定押金处理方式。
换卡是指因快通卡损坏，旅客在快通卡服务窗口重新办理一张快通卡，操作员将旧卡帐户中的余额转入新卡中，并根据坏卡登记记录确定旅客是否需要再次缴纳押金。
坏卡销户是指旅客在快通卡服务窗口取回已损坏快通卡中的余额，应根据坏卡登记记录确定是否退还押金。
（6）卡解锁
当快通卡被锁定时，旅客持卡到快通卡服务窗口进行解锁后，方可再次使用。解锁时，系统根据卡内交易记录进行扣款。
3、交易数据清算及统计
实现卡充值、消费、退卡等多种交易数据的统计，目的是为保证铁路快通卡检票收入的准确提供依据。
（1）交易合法性验证
系统接收交易数据后首先进行交易合法性验证，确认交易数据没有被篡改和丢失。
（2）清算处理
交易数据若未通过合法性验证，将作为可疑交易数据，通过人工方式进行处理。若通过验证，则修改卡帐户金额，同时统计各闸机、各车站的运营收入。
4、自动检票系统改造
为了满足京津城际铁路快通卡系统的使用，京津城际自动检票系统需进行改造，实现快通卡刷卡检票、与快通卡系统数据交换、统计等功能。
（1）自动检票机硬件改造
对自动检票机进行改造实现快通卡刷卡检票。改造方案框图如下：
在自动检票机内增加一个独立的快通卡处理模块，负责完成快通卡检票交易流程。快通卡处理模块根据指令完成卡片交易流程，并将结果返回自动检票机。
（2）检票及计费规则
A．刷卡进站时，确认卡有效，并记录进站检票存根；出站时，按进出区间计算票价，并扣款及记录出站检票存根。
B．旅客进站刷卡检票时，默认乘坐当前正在检票的、开车时间最近的城际列车。
C．支持根据系统设定的参数进行进站刷卡检票人数控制。
D．对刷卡检票的非正常情况分别进行处理，包括：
●从进闸站出站
系统设置时间控制、默认扣款站、扣款方式（单程或往返）和计费方式（免费或站台票）等参数。出站闸机判断进出站检票时间间隔，若超过时间控制参数，按默认扣款站、扣款方式参数设定值进行扣款；否则免费（清除当次入闸记录）或按站台票扣款。
●非进闸站出站
系统设置时间控制、默认扣款站、扣款方式（单程或往返）等参数。出站闸机判断进出站检票时间间隔，若超过时间控制参数，按默认扣款站、扣款方式参数设定值进行扣款。
●进站时卡损坏或进站正常刷卡、出站时卡损坏
旅客到快通卡服务窗口进行坏卡登记。操作员在系统中进行坏卡登记操作并打印坏卡凭证，坏卡收回。旅客2天后可持坏卡凭证到快通卡服务窗口办理换卡。
操作员办理换卡时，若原坏卡有进站检票存根，对新卡补扣旅客上次乘车票款。
●进站正常刷卡、出站时卡丢失
按无票上车相关规定办理。
●出站未刷卡
快通卡在进站时已锁定，无法进行任何消费，旅客需至快通卡服务窗口办理解锁，并按快通卡内进站乘车记录中的预扣金额进行扣款。
●刷卡后未通过自动检票机
旅客再次刷卡时，若在系统设定时间内，自动检票机提示重复刷卡，可通过人工通道进出站。
●出站时发现进站未刷卡
按现行出站补票相关规定办理。
●因铁路责任取消乘车
通过专门通道出站，并到快通卡服务窗口清除当次入闸记录。
●出站闸机故障，无法刷卡
旅客到快通卡服务窗口办理卡解锁，并按乘车票价进行扣款。
（3）系统改造及新增功能
A．进站刷卡限制人数、票价等检票基础数据的接收功能；
B．快通卡进出站刷卡检票、扣款、并在卡内记录进出站乘车信息功能；
C．快通卡检票存根定时上传功能。
D．进站刷卡限制人数、票价等检票基础数据维护及下载功能；
E．采集快通卡检票存根和上传功能；
五、结束语
以北京、天津为中心的环渤海地区是我国经济发展最快、最具活力的地区之一，京津两地的人员往来十分频繁。京津城际铁路全长120公里，沿途设北京南、亦庄、武清、天津等4座车站，预留永乐站，选择的都是北京、天津的开发区或卫星城，客流将会非常大，而且存在工作、居住、休闲等多种出行需求。线路投入运营后，列车最小行车间隔为5分钟，而目前北京市的8条地铁线路最小行车间隔也只是3分钟，城际铁路完全达到了公交化运行的标准。另外，乘客在乘坐京津城际列车时还能享受到自动检售票系统、自动客运管理系统、列车调度系统等高科技服务。乘客从走进车站那一刻起就能按照系统提示选择车次和车站，并根据系统提示一步一步地进站上车、到站下车。
京津城际列车已经实现公交化运营，旅客基本上可随到随走，反复购票不仅耗费旅客时间，也增加了车站工作量。为方便旅客快速进出站，为旅客提供更加便捷、高效、舒适的服务，提升旅客忠诚度，按照铁道部的总体部署，发行京津城际铁路快通卡，实现旅客直接刷卡乘车。
二、京津铁路快通卡项目建设原则
IC卡在国内外的轨道交通运营中已得到广泛应用，已成为提高运营管理效率和水平的重要手段。同方股份有限公司承建的京津城际快通卡系统在借鉴其他交通领域IC卡应用的先进技术、成熟经验的基础上，研发适应中国铁路特点的快通卡系统。
京津城际快通卡项目将遵循“统筹规划、分步实施、先试点、后推广”的基本原则进行建设，坚持以旅客为中心的思想，系统设计符合铁道部有关技术规范和相关文件规定，符合中国人民银行金融集成电路卡应用规范及国家有关规定和标准，统一平台、统一标准、统一流程。
三、系统总体结构
京津城际铁路快通卡项目的建设目标是实现快通卡的一卡多用，多地使用，建设城际铁路通用电子支付平台示范工程，统一发卡，统一清算。以非接触CPU卡作为支付手段，以铁道部TRS系统网络为连结纽带，以计算机系统为信息处理方法，一方面方便市民快速乘坐城际轨道交通、窗口购票、自动售票机购票、商户网点购物等领域消费，全国通用；另一方面系统将各铁路局的运营收付信息，准确清算、划缴，保障各级管理单位的利益，提高工作效率和服务效率，最终为宏观调控及高铁建设提供科学的决策支持系统及现代化的管理手段。
1、系统总体结构如下图：
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（1）开发并部署具备基本卡务管理功能的快通卡系统软件，实现发卡、售卡、充值、换卡、退卡等卡业务及卡账户管理、检票存根汇总、统计等功能；
（2）在京津城际各站设立快通卡服务窗口，为旅客提供售卡、充值、换卡、退卡等客户服务；
（3）改造京津城际各站自动检票系统：
A．在指定自动检票机上加装非接触式快通卡处理模块；
B．改造自动检票系统软件，支持旅客在自动检票机上刷卡检票，实现快通卡检票存根的采集和传递；
（4）完善客票系统，实现快通卡检票存根的采集并汇总到路局客票中心，各站查询中心数据完成客运、收入统计。
2、快通卡系统业务流程图如下：
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（1）快通卡系统统一对IC卡进行初始化，完成发卡；
（2）旅客从快通卡服务窗口购卡，或充值、换卡、退卡等；
（3）旅客持卡在自动检票机上刷卡检票，系统自动记录进出站检票存根；
（4）自动检票系统定时采集快通卡检票存根；
（5）自动检票系统将快通卡检票存根自动上传客票系统；
（6）客票系统完成快通卡检票存根的汇总；
（7）快通卡系统接收从客票系统传过来的检票存根，验证数据的合法性，完成卡账户管理和统计。
四、系统设计
1、快通卡选型
京津城际铁路快通卡的应用主要是电子钱包消费，从卡片安全性、扩展性、使用便捷性等多方面综合比较，采用同方非接触式CPU卡。
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京津城际铁路快通卡技术指标如下：符合ISO/IEC14443标准非接触式智能卡。
8位CPU内核、14K字节ROM存储器、8K字节EEPROM存储器、512字节SRAM存储器、具有硬件DES/TDES加密解密协处理器和32位真随机数发生器。
支持多应用防火墙，支持内外部双向认证，符合ISO/IEC 14443 中描述的防冲突机制，支持防插拔处理和数据断电保护机制。
支持PBOC2.0电子存折/电子钱包；支持建设事业IC卡规范。
工作频率：13.56MHZ，通讯速度：最大106kps通讯速率；交易时间：标准PBOC电子钱包交易时间<80ms；读写距离：0~10cm；保存时间：最短10年；擦写次数：至少10万次；工作温度：-25℃~ +70℃
2、卡务管理
（1）发卡
通过发卡设备完成卡片初始化，写入卡片基础信息，并在卡面打印卡号，同时在系统数据库中建立卡帐户，帐户状态为未启用。
发卡完成后，快通卡可以在服务网点发售。
（2）售卡
快通卡服务窗口向旅客发售快通卡，旅客需缴纳快通卡押金。
（3）充值
快通卡中设有电子钱包，充值交易实际上是一个旅客预缴费的过程。旅客在快通卡服务窗口进行充值时，系统将充值金额写入电子钱包，同时记录在系统卡帐户中。
（4）退卡
退卡是指旅客持卡到快通卡服务窗口退卡。只有能正常读写和未锁定的快通卡才允许退卡。操作员刷卡查询账户信息，完成卡账户处理，并退还卡余额。
（5）坏卡处理
旅客发现快通卡损坏后，应进行坏卡登记。2天后可进行坏卡销户或换卡。
坏卡登记时应检查快通卡是否为人为损坏，确定押金处理方式。
换卡是指因快通卡损坏，旅客在快通卡服务窗口重新办理一张快通卡，操作员将旧卡帐户中的余额转入新卡中，并根据坏卡登记记录确定旅客是否需要再次缴纳押金。
坏卡销户是指旅客在快通卡服务窗口取回已损坏快通卡中的余额，应根据坏卡登记记录确定是否退还押金。
（6）卡解锁
当快通卡被锁定时，旅客持卡到快通卡服务窗口进行解锁后，方可再次使用。解锁时，系统根据卡内交易记录进行扣款。
3、交易数据清算及统计
实现卡充值、消费、退卡等多种交易数据的统计，目的是为保证铁路快通卡检票收入的准确提供依据。
（1）交易合法性验证
系统接收交易数据后首先进行交易合法性验证，确认交易数据没有被篡改和丢失。
（2）清算处理
交易数据若未通过合法性验证，将作为可疑交易数据，通过人工方式进行处理。若通过验证，则修改卡帐户金额，同时统计各闸机、各车站的运营收入。
4、自动检票系统改造
为了满足京津城际铁路快通卡系统的使用，京津城际自动检票系统需进行改造，实现快通卡刷卡检票、与快通卡系统数据交换、统计等功能。
（1）自动检票机硬件改造
对自动检票机进行改造实现快通卡刷卡检票。改造方案框图如下：
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在自动检票机内增加一个独立的快通卡处理模块，负责完成快通卡检票交易流程。快通卡处理模块根据指令完成卡片交易流程，并将结果返回自动检票机。
（2）检票及计费规则
A．刷卡进站时，确认卡有效，并记录进站检票存根；出站时，按进出区间计算票价，并扣款及记录出站检票存根。
B．旅客进站刷卡检票时，默认乘坐当前正在检票的、开车时间最近的城际列车。
C．支持根据系统设定的参数进行进站刷卡检票人数控制。
D．对刷卡检票的非正常情况分别进行处理，包括：
●从进闸站出站
系统设置时间控制、默认扣款站、扣款方式（单程或往返）和计费方式（免费或站台票）等参数。出站闸机判断进出站检票时间间隔，若超过时间控制参数，按默认扣款站、扣款方式参数设定值进行扣款；否则免费（清除当次入闸记录）或按站台票扣款。
●非进闸站出站
系统设置时间控制、默认扣款站、扣款方式（单程或往返）等参数。出站闸机判断进出站检票时间间隔，若超过时间控制参数，按默认扣款站、扣款方式参数设定值进行扣款。
●进站时卡损坏或进站正常刷卡、出站时卡损坏
旅客到快通卡服务窗口进行坏卡登记。操作员在系统中进行坏卡登记操作并打印坏卡凭证，坏卡收回。旅客2天后可持坏卡凭证到快通卡服务窗口办理换卡。
操作员办理换卡时，若原坏卡有进站检票存根，对新卡补扣旅客上次乘车票款。
●进站正常刷卡、出站时卡丢失
按无票上车相关规定办理。
●出站未刷卡
快通卡在进站时已锁定，无法进行任何消费，旅客需至快通卡服务窗口办理解锁，并按快通卡内进站乘车记录中的预扣金额进行扣款。
●刷卡后未通过自动检票机
旅客再次刷卡时，若在系统设定时间内，自动检票机提示重复刷卡，可通过人工通道进出站。
●出站时发现进站未刷卡
按现行出站补票相关规定办理。
●因铁路责任取消乘车
通过专门通道出站，并到快通卡服务窗口清除当次入闸记录。
●出站闸机故障，无法刷卡
旅客到快通卡服务窗口办理卡解锁，并按乘车票价进行扣款。
（3）系统改造及新增功能
A．进站刷卡限制人数、票价等检票基础数据的接收功能；
B．快通卡进出站刷卡检票、扣款、并在卡内记录进出站乘车信息功能；
C．快通卡检票存根定时上传功能。
D．进站刷卡限制人数、票价等检票基础数据维护及下载功能；
E．采集快通卡检票存根和上传功能；
五、结束语
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京津城际铁路快通卡项目采用了同方股份有限公司自主研发的非接触CPU卡、读写设备、嵌入式模块、IC卡管理清算系统。是在借鉴其他交通领域IC卡应用的先进技术、成熟经验基础上，结合中国铁路客运专线实际情况，研发的适应中国铁路特点的、具有自主知识产权的快通卡系统。系统于2009年3月7日正式上线使用，初期发卡量已突破5万张。京津城际铁路快通卡具有储值、支付等功能，同时支持联机充值、脱机消费，并具有很好的安全性。为旅客提供更加便捷、高效、舒适的服务，提升旅客忠诚度，并有效提高铁路运营管理效率和管理水平。京津城际铁路快通卡系统的应用充分体现了同方股份有限公司的非接触CPU卡及系列产品在铁路交通领域领先的技术优势。京津城际铁路快通卡系统成为高速铁路公交化的典范，高速铁路从此进入刷卡乘车时代。
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