摘要：城市一卡通涉及的消費領域包括公交汽車、出租車、路橋收費、小額消費、水電煤繳費等，其實現(xiàn)涉及到項目規(guī)劃、標準規(guī)范、網(wǎng)絡技術、軟件技術、IC卡應用技術等多方面的環(huán)節(jié)。本文從宏觀角度探討了基于CPU卡的城市一卡通應用解決方案和總體設計思路。
“城市一卡通”系統(tǒng)的總體設計目標是建設一個以清算系統(tǒng)為中心的一級平臺，以智能IC卡(非接觸式CPU卡)為載體，以小額消費支付業(yè)務為基礎，連接公交、出租車、加油站、停車場供水、供電等二級結算系統(tǒng)的網(wǎng)絡信息系統(tǒng)，實現(xiàn)在眾多領域的“一卡多用”，市民擁有“城市一卡通”IC卡后可用于乘坐公交車、出租車和路橋收費等，實現(xiàn)電子化收費，方便迅速，省卻找零不便等諸多麻煩;同時，“一卡通”IC卡還可以用于水電煤、超市小額消費等領域，為市民、企業(yè)、市政部門以及其它商業(yè)組織提供方便快捷的支付、結算和服務，提高管理水平。從項目的實施目標來說就是要建設一個具有覆蓋全市公共消費領域安全可靠、同時具有全國互通和區(qū)域互通的的清算與結算網(wǎng)絡運行系統(tǒng)。利用日益成熟的射頻IC卡技術和先進的計算機技術，在這個公共平臺上實現(xiàn)公共消費領域內(nèi)的電子化收費。
一、指導思想
堅持高起點，面向2l世紀。確保系統(tǒng)在今后一段時間的先進性和在國內(nèi)同行業(yè)中的領先地位;
系統(tǒng)貫徹“實用、可靠、先進、經(jīng)濟”的八字方針，以應用為導向，推進管理上臺階，按照急用先上，分步到位的原則進行建設;
從實際情況出發(fā)，以發(fā)展需求為依據(jù)，總體規(guī)劃、分步實施，確保系統(tǒng)高度集成、總體優(yōu)化、安全可靠、穩(wěn)步推進;
系統(tǒng)充分考慮功能擴容和技術升級，適應當代信息技術迅猛發(fā)展的要求，以求最佳效果;
確保系統(tǒng)的安全保密，立足于形成自主版權的IC卡產(chǎn)品，有利于現(xiàn)有系統(tǒng)的改造，有利于實現(xiàn)國產(chǎn)化;
二、設計原則
“城市一卡通”系統(tǒng)建設的目標是能建立一個先進的信息平臺，并依托這個平臺逐步完善相應的應用系統(tǒng)，因此是一個規(guī)模龐大、結構復雜、信息量大的綜合信息系統(tǒng)建設項目。在開展本項目時，實行“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標準、統(tǒng)一制造、統(tǒng)一發(fā)卡、統(tǒng)一管理”五統(tǒng)一原則，同時實行嚴格的市場準入制度，對項目承包單位的資質(zhì)和設備的性能提出要求，在進行系統(tǒng)設計、系統(tǒng)建設和實施過程中，應符合以下原則：
1、實施的階段性和兼容性
考慮到本系統(tǒng)設計、開發(fā)、應用與維護是一項復雜的管理和技術工程，因此系統(tǒng)建設可以分成多個階段來逐步實施。系統(tǒng)設計需要確定系統(tǒng)建設的整體架構、技術選型，并在此基礎上構建系統(tǒng)平臺框架以及開發(fā)當前最迫切需要的業(yè)務系統(tǒng)，隨著時間和行業(yè)發(fā)展需要，逐漸開發(fā)新的應用領域，并將新的應用領域集成到系統(tǒng)平臺框架中去，從而最終實現(xiàn)具有相互兼容、可擴展、可互連的一卡通應用系統(tǒng)。
2、技術的先進性和成熟性
系統(tǒng)設計要采用先進的技術和方法，能反映當今的先進水平，而且要具有發(fā)展?jié)摿Γ鼙ＷC在未來若干年內(nèi)占主導地位，并能順利地過渡到下一代技術。其中，在IC卡的種類、型號和讀寫設備選型中，要研究技術的發(fā)展趨勢，保證卡片和設備在今后技術重建過程中的兼容性\還必須要重視系統(tǒng)結構、設備的相對成熟。
3、信息的安全性和準確性
通過建立安全控制系統(tǒng)，對系統(tǒng)中的所有對象進行控制和保護，實現(xiàn)身份認證、訪問控制、權限設置、通信保密等一系列措施，以確保系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全。系統(tǒng)應分別針對不同的應用和不同的網(wǎng)絡通信環(huán)境，采取不同的措施，在數(shù)據(jù)采集、存儲、傳遞、交換和使用過程中設置相應的安全機制，確保數(shù)據(jù)的準確和安全。無錫華捷在項目設計上主要應用建設事業(yè)IC卡密鑰管理系統(tǒng)。
4、系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性
系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性直接影響交易業(yè)務的正常運行，是社會形象的保障。從系統(tǒng)結構、技術措施、設備性能、系統(tǒng)管理、廠商技術支持及維修能力等方面著手，確保系統(tǒng)運行的可靠性和穩(wěn)定性，達到最大的平均無故障時間;從消費數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)源的采集，從卡片售卡充值到數(shù)據(jù)上傳清算等環(huán)節(jié)，都要求機具設備和軟件系統(tǒng)具有高可靠性和高穩(wěn)定性，能保證系統(tǒng)在高容量、長時間穩(wěn)定有效工作。核心業(yè)務所涉及的軟、硬件以及網(wǎng)絡設備需采用冗余設計，核心數(shù)據(jù)庫需設計合理的備份系統(tǒng)。
5、系統(tǒng)的標準性與開放性
為滿足系統(tǒng)所選用技術和設備的協(xié)同運行能力、系統(tǒng)投資的長期效應以及系統(tǒng)功能不斷擴展的需求，系統(tǒng)必須具備開放性和標準性。系統(tǒng)總體結構設計要遵循國際及國家通用的規(guī)范標準，并將規(guī)范化、標準化貫穿于系統(tǒng)開發(fā)及建設的每一個階段中。其中，在IC卡和機具設計方面要充分考慮多家設備提供商的產(chǎn)品特性，制定統(tǒng)一技術規(guī)范，實現(xiàn)不同機具的兼容。系統(tǒng)標準性可以充分保證系統(tǒng)的可擴展性，并且隨著新技術的發(fā)展，無縫地將后續(xù)開發(fā)的子系統(tǒng)融入到整個系統(tǒng)之中。
6.系統(tǒng)的管理性和維護性
由于整個系統(tǒng)涉及眾多功能和應用，因此要考慮系統(tǒng)應具有良好的可管理性和可維護性。應提供相應的手段和方法以實時監(jiān)控系統(tǒng)的運行狀態(tài)，并在必要時進行相應的操作。
7、系統(tǒng)的實用性和經(jīng)濟性
系統(tǒng)要保證技術上和經(jīng)濟上的可行性，系統(tǒng)建設應始終貫徹面向應用，注重實效的方針，堅持實用、經(jīng)濟的原則，盡可能地做到邊建設、邊應用、邊收效、邊發(fā)展。
三、系統(tǒng)整體架構體系
城市一卡通管理系統(tǒng)消費領域包括公交汽車、出租車、路橋收費、小額消費、水電煤繳費等，要全面實現(xiàn)IC卡一卡通工程，應具備層次式體系結構及其清晰的數(shù)據(jù)處理流程。
城市一卡通管理系統(tǒng)工程，設置城市一卡通清算系統(tǒng)(稱為一級系統(tǒng));下設城市一卡通發(fā)卡充資系統(tǒng)和若干個分中心結算系統(tǒng)(稱為二級系統(tǒng))，他們是公交、出租等行業(yè)結算系統(tǒng);同時分系統(tǒng)下設有三級系統(tǒng)，他們是公交、出租、路橋、小額消費的子營運公司或站點;最后是POS機終端設備(包括POS消費終端和公交、出租系統(tǒng)設立的充資點及銀行、超市系統(tǒng)所在的其他充資點及消費點)和IC卡乘客持卡消費。
在“一卡通”公司運行的系統(tǒng)“一級平臺”負責整個系統(tǒng)中軟硬件基礎平臺和網(wǎng)絡的正常運行。“一級平臺”中設置了多個系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，主要包括“充售數(shù)據(jù)庫”、“回收數(shù)據(jù)庫”、“清算數(shù)據(jù)庫”和“查詢數(shù)據(jù)庫”。
“一級平臺”中的功能模塊涵蓋了“一卡通”公司在運營過程中所涉及的業(yè)務流程，包括：卡片檔案管理、充售管理、數(shù)據(jù)回收管理、系統(tǒng)監(jiān)控與管理、清算管理、結算與劃撥管理、客戶服務管理以及統(tǒng)計分析與查詢等功能，這些功能支持“一卡通”公司開展各項業(yè)務活動
“一級平臺”中的行業(yè)接口按照應用單位行業(yè)劃分，每一種行業(yè)接口都可以支持多個獨立公司和代理銀行網(wǎng)點，其中“小額消費接口”還可支持超市、商場、報亭等各種規(guī)模的商戶開展“一卡通”消費。
系統(tǒng)“二級平臺”支持各應用單位開展“一卡通”業(yè)務，配合“一級平臺”進行資金清分和結算，提供消費數(shù)據(jù)信息，為應用單位在運營決策提供準確的數(shù)字依據(jù)，以降低成本、提高效率、提升服務質(zhì)量。
“二級平臺”中對應的公交、出租等應用單位具有較復雜的組織結構，因此相應的信息需求和信息處理過程都較復雜。系統(tǒng)針對這些行業(yè)企業(yè)提供了“三級平臺”，負責公交分公司、出租車公司車隊和個人等結算單位的消費數(shù)據(jù)采集回收以及營運收入的分配劃撥等業(yè)務。
系統(tǒng)“用戶平臺”為廣大市民提供了豐富的“一卡通”消費環(huán)境，通過這一平臺可以完成IC卡與各類機具的信息交換，實現(xiàn)“一卡在手，生活無憂”。
另外，系統(tǒng)基于互聯(lián)網(wǎng)絡直接為市民提供Web查詢服務，可以完成在線業(yè)務咨詢、業(yè)務受理和信息查詢功能，提升系統(tǒng)的服務質(zhì)量。涉及Web查詢的數(shù)據(jù)庫和應用軟件相對獨立，以保證系統(tǒng)的信息安全。
四、運行環(huán)境
系統(tǒng)以客戶機/事務處理/數(shù)據(jù)庫服務器三層體系結構實現(xiàn)，采用交易中間件控制交易的請求(由客戶機發(fā)起)和處理(由服務器完成)。采用三層結構能更好地平衡客戶機和服務器上的負載，減少網(wǎng)絡通訊和競爭，有利于提高系統(tǒng)交易的吞吐量;在連接的客戶機數(shù)量較多時，三層結構將占用較少的數(shù)據(jù)庫連接數(shù)，可降低主機的資源消耗;在業(yè)務處理邏輯發(fā)生變化時，能夠以較小的代價方便地對系統(tǒng)進行修改。
為了滿足系統(tǒng)開放性原則，應選用符合SQL標準、支持“客戶機/服務器”體系統(tǒng)結構的關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。整個計算機系統(tǒng)應以市場流行的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)為主，并盡可能采用同種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，以較好支持數(shù)據(jù)分布處理。
五、應用范圍
主要涉及在城市居民生活的各個領域的支付和身份認證，能夠完成公用事業(yè)的預收費，交通、社保、醫(yī)療、旅游、小額支付等多個領域的快速結算和支付，保證各領域的身份認證和信息存儲查詢，城市一卡通比較成熟的應用列舉如下：
公共交通收費：公交、地鐵、輕軌、出租、路橋等收費;
公用事業(yè)收費：水、電、氣、有線電視、電信收費;
商業(yè)網(wǎng)點小額收費：停車場、超市、茶樓、咖啡店等特約商戶劃卡收費
旅游消費：代替門票、旅游積分;
加油、加氣：油氣收費、稅控管理。
六、系統(tǒng)技術特點
1、系統(tǒng)成熟安全可靠;
2、采用遵循《建設事業(yè)CPU卡COS技術要求》的非接觸CPU卡;
3、采用國家建設部密鑰管理系統(tǒng)，確保系統(tǒng)安全可靠;
4、IC卡讀寫機具、城市一卡通管理系統(tǒng)的各級應用軟件全部由華捷公司技術團隊自行研制開發(fā)，具有合法的自主知識產(chǎn)權;
5、系統(tǒng)軟、硬件平臺(服務器、網(wǎng)絡設備、通信線路、數(shù)據(jù)庫、中間件等)全部采用雙機熱備方式配置、實施;
6、系統(tǒng)選用超大規(guī)模的主流數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品，應用軟件開發(fā)采用三層結構模型，即客戶機/中間件/服務器模式;
7、采用數(shù)據(jù)增量備份技術，實現(xiàn)單位時間內(nèi)的數(shù)據(jù)增量備份;
8、系統(tǒng)具有開放性、標準性、先進性、實用性和可擴性好等技術特點;
9、用戶界面友好，易于操作使用，便于推廣應用;
10、保留區(qū)域互通和全國互通的接口;
11、其他消費領域的模塊化子單元，可拓展;
七、結論
要全面實現(xiàn)CPU卡城市一卡通系統(tǒng)，在架構設計上應具備層次式體系結構及其清晰的數(shù)據(jù)處理流程，為滿足投資的長期效應以及系統(tǒng)功能不斷擴展的需求，系統(tǒng)必須具備開放性和標準性，系統(tǒng)總體結構設計要遵循國際及國家通用的規(guī)范標準，并將規(guī)范化、標準化貫穿于系統(tǒng)開發(fā)及建設的每一個階段中;同時在項目推進上應從實際情況出發(fā)，以發(fā)展需求為依據(jù)，總體規(guī)劃、分步實施，確保系統(tǒng)高度集成、總體優(yōu)化、安全可靠、穩(wěn)步推進。
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