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粤港澳公交一卡通多标准卡片融合方案研究

来源:《中国交通信息化》      2014-6-17 16:41:26

  摘要:跨区域互联互通是智能卡在公共交通领域应用发展的必然趋势,但由于各个地方城市原有的公交智能卡存在卡片介质、芯片标准、密钥体系等方面的差异,阻碍了跨区域互联互通的实现。本文初步探讨了面向粤港澳公交一卡通多种标准卡的融合方案。

  一.引言

  根据国家发展改革委印发的《珠江三角洲地区改革发展规划纲要(2008—2020年)》要求建设开放的现代综合交通运输体系,大力推进交通进出设施建设,形成网络完善、布局合理、运行高效、与港澳及环珠江三角洲地区紧密相连的一体化综合交通运输体系,使珠江三角洲地区成为亚太地区最开放、最便捷、最高效、最安全的客流和物流中心。广东公交一卡通互联互通工程建立了全省统一、使用方便、经济实惠的跨区域交通智能卡支付系统,为广大人民提供方便快捷的电子付费服务。但是由于粤港澳地区公交卡片的差异,在实现公共交通一卡通的道路上还存在许多障碍,因此本文初步探讨了面向粤港澳公交一卡通多种标准卡的融合方案。

  二.粤港澳公交一卡通发展现状

  (一)IC卡分类与相关技术标准

  IC卡是集成电路卡(Integrated Circuit Card)的简称,是镶嵌集成电路芯片的塑料卡片,其外形和尺寸都遵循国际标准(ISO)。芯片一般采用不易挥发性的存储器(ROM、EEPROM)、保护逻辑电路、甚至带微处理器CPU,带有CPU的IC卡才是真正的智能卡。根据镶嵌的芯片不同,可以把IC卡分成存储卡、逻辑加密卡、CPU卡和超级智能卡;根据卡片与外界数据交换的界面不同,可以划分为接触式IC卡和非接触式IC卡[1]。

  为了更好规范IC卡的生产和应用,由国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)共同制定了关于IC的相关标准和规范。通过这些标准,对IC的物理特性、射频功能、信号接口和传输协议等方面进行的约束和规定。针对接触式和非接触式IC卡分别有ISO/IEC 7816和ISO/IEC14443等国际规范研究制定的开放技术标准。

  在现有公交智能卡领域中,采用ISO/IEC14443标准的卡片居多,常分为Type A卡、Type B卡、Type C卡、Type D卡、Type E卡、Type F卡、Type G卡。ISO 14443标准是针对非接触卡制定的国际标准,共包括4部分[2]。

  (二)粤港澳地区多种标准卡的发展现状

  目前,粤港澳地区主要使用的公共交通智能卡是非接触式IC卡。该类卡一般在使用频繁、信息量相对较少、可靠性要求较高的场合[3]。

  1.广东“岭南通”所采用的卡片技术是Type A卡,目前已基本实现全省的公交一卡通的互联互通,应用面覆盖开通城市所有公共交通、路边咪表、停车场、电信业务及部分商务等的小额消费。

  2.香港“八达通”采用的卡片技术是Type C卡。八达通系统终于在1997年9月1日正式启动。八达通最初只能于联俊达有限公司五间公司的营运路线使用,但到1999年,八达通就扩展到非公共交通的零售服务。

  3.“澳门通”于2006年8月成立澳门通股份有限公司,服务范围主要为交通扣费。于2007年推出全新的澳门通,开始将服务范围扩展到其他领域,其所采用的卡片技术是Type A卡。

  通过对岭南通、八达通及澳门通的分析,目前在市面上流通的城市交通卡仅在单个城市范围内使用,与周边城市或地区联系较少,虽然目前也有与周边城市通用的城市交通卡,比如广佛通(广州、佛山通用),更大范围内的通用卡目前仍没有开发。另一方面,各个地方城市公交一卡通所采用的技术标准也不同,为卡片兼容造成了障碍,因此如何实现多种标准的卡片融合是实现粤港澳公共交通互联互通的关键因素[4]。

  三.多种标准卡片融合技术方案

  (一)同种标准下同种协议的同类型卡片

  广东省内现存在的公交智能卡所采用的都为ISO/IEC14443标准下的Type A卡,但类型有所区别。而现在通用的广东省一卡通统一采用CPU卡,对于部分类型卡片卡具有兼容的空间,例如M1卡,可以统一洗卡更换成省一卡通密钥和文件结构。

  对于同种类型且满足洗卡要求的卡片,其升级方式主要为现场洗卡。现场洗卡就是对于符合洗卡条件的旧卡,持卡人在现场提交卡片,通过洗卡系统处理后,卡片内的密钥和文件结构先格式化成空白卡状态,再初始化成省一卡通标准的卡片交回持卡人,洗卡后卡片外观不变、卡内余额不变。卡片洗卡后,持卡人可即时在已开通广东省一卡通业务的网点充值和消费。

  而对于部分同种类型但不满足洗卡条件的卡片,例如部分M1卡中无个人化信息的普通卡和学生卡因缺少远程访问密钥的技术手段,并且密钥母卡数量不足,也考虑到密钥母卡的安全性,不宜现场洗卡,需全部采用备用卡现场换卡、现场充值的方式实现卡片升级。

  (二)同种标准下同种协议的不同类型卡片

  而对于同为ISO/IEC14443标准下的Type A卡,但类型不一致,无法直接进行洗卡升级的,例如Legic芯片类型的公交智能卡则采用置换的方式进行升级,通常为现场换卡。

  卡面没有严重破损、卡内余额可读、非黑名单卡等的非个性化信息的卡片能满足采用现场换卡进行升级的要求,持卡人在现场提交卡片,通过读卡后将旧卡的余额写入省一卡通新卡,换卡后旧卡收回,新卡卡内余额与旧卡一致,并交予持卡人。卡片升级后,持卡人可即时在已开通广东省一卡通业务的网点充值和消费。

广东省内公交卡升级路线

图3-1 广东省内公交卡升级路线

  (三)同种标准下不同协议类型的卡片

  在粤港澳地区,广东省一卡通采用的为ISO/IEC14443标准下的Type A卡,而香港八达通采用的是ISO/IEC14443标准下的TypeC卡,虽为同种技术标准的卡片,但由于协议类型不同,导致广东省与香港公交只能卡的互联互通不能单纯使用洗卡及换卡的方式来实现,需探讨兼容技术来实现,主要通过采用双天线双芯片卡片来实现。为了克服Tyepe A与Type C天线会相互干扰的问题,将进行上百种天线组合,找出最佳方案。使得最终的双天线双芯片卡片既能在广东一卡通设备上充值消费,又能在香港八达通设备上充值消费[5]。

双芯片双天线智能卡构造图

图3-2 双芯片双天线智能卡构造图

  多种标准的卡片融合使得粤港澳公共交通一卡通系统得以形成,推进省内公共交通智能化管理,优化公共交通系统,是实现广东省公共交通行业可持续发展的有效途径之一。粤港澳内各区域居民使用一张卡片即可在各城市通行,并享受当地的优惠政策,促进了跨区域的消费,使得出行更加快捷方便。

  四.结论

  多种标准卡片融合方案实现了粤港澳公共交通一卡通互联互通,该一卡通实施方案建立了统一的技术平台,规范了统一的运营规则,达到了实现资源整合的目标。另外,粤港澳城市公共交通卡互联互通的实现,将显著提高各城市交通卡的使用率,减少了现金流通,从而进一步推动社会信息化程度,降低票务人员的工作强度,减少了公共交通行业大量的票证印刷、手工清点的工作量,有利于防止假币付费的现象,并可以通过不断完善电子支付系统功能达到为广大市民改善金融服务质量与环境的目的。(作者:广东岭南通股份有限公司 徐锋,何建兵,张景奎)

  五.参考文献

  [1]罗永其.智能卡技术[J].微计算机应用,2011(4).

  [2]贺利芳,范俊波.非接触式IC卡技术及其发展和应用[J].通信与信息技术,2003(6).

  [3] 方秋水,谢振东,常振廷.广东省交通一卡通互联互通发展模式解析[C],中国安徽合肥:中国智能交通协会, 2013.

  [4]方秋水,谢振东,常振廷. 广东省交通一卡通运行特征分析[J],中国交通信息化,2013(03).

  [5]谢振东,谭丹丹.粤港澳公共交通一卡通发展展望[J], 物联网?智慧城市,2011.

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