公交非接触式IC卡收费系统

公交非接触式IC卡

收费系统

方

案

书

深圳市永豪电子有限公司

一、现状分析

城市公交的系统经过多年的运作，在管理上已日趋完善，但新的课题又呈现在我们的面前。“零钞不够”，这是实行无人售票以来乘客与公交公司之间最大的矛盾。“无人售票”对车辆的承运速度和业务管理无疑起了很大的促进作用，但是由于“不设找赎”，对身上没有足够零钞的乘客来讲，肯定是增加了经济负担，这正是推行“无人售票”之后，乘客最大意见之处。还有假币流行，给企业和政府带来巨大的损失。“无人售票”需要完善，另外随着经济环境的变化，取消月票，也是势在必行。非接触式IC卡技术的推出为实现城市公交自动收费提供了现代技术的支持。

为了适应公共交通发展的需要，满足和方便广大市民出行，提高企业效益，提升运营与管理的科技水品，加速城市公共交通事业的现代化建设，提升城市公共形象。深圳市永豪电子有限公司一直致力于开发非接触式IC卡城市公交自动电子收费一卡通系统，以非接触式IC卡做为存储介质，结合计算机技术、网络技术等信息技术，为用户提供一个良好的信息平台。

二、公交系统效益分析

1、经济效益

(1) 加快乘客上车速度，减少车辆停站时间,加速车辆周转等于减少车辆。

(2)学生采用学生计费后刷卡依然给予优惠，老年人采用老年计费刷卡给予优惠。用IC卡替代月票及钱币方式，最终取代月票，消除福利月票的种种弊病，对促进管理，加强经济改革，打破大锅饭具有重要的意义，并为最终减少公交企业亏损，减少依赖政府补贴创造前提。

(3) 及时掌握客流情况，科学合理调度而创造效益。

(4) 可以节省无人售票点钞工作人员的费用。。

(5) 广告费收入，IC卡面可印广告，抵消IC卡的部分成本。

(6)可以预收票款，增加企业周转资金。

(7)有效制止了假币的流通。

2、社会效益

(1) 可以提高公共交通的服务档次，符合建设国际城市的目标。目前我们所选用的系统，香港、澳门在九五年才小规模使用，西欧、澳大利亚等国也是近年才使用，与国际先进水平同步。

(2) 可以方便市民，减少社会现金流通量。现在由于市面上缺少零钱，乘车购物很不方便，使用IC卡后，一卡在手，可以乘坐所有公共汽车。IC卡的使用将来还可以推广到小巴、出租汽车、地铁、购物商场等处，一张卡可以在各处使用。

(3) 可以提高车辆运行效率，节省乘车时间。采用非接触式IC卡，完成一次收费过程仅需一秒钟时间，比插入式ＩＣ卡和磁卡（约３秒）及投币（约５秒）的速度大大提高。由于收费速度提高，车辆缩短运行时间，等于节省乘车时间。

(4) 收费及统计全面自动化管理，有效堵塞漏洞，杜绝可能发生的管理人员贪污及假票现象。

(5) 非接触式IC卡美观大方，携带方便，不易破损，可长久保存。

(6) 非接触式IC卡有庞大的内存空间，可预留为其它方面领域开发应用。实现一卡多用的新管理模式。如大型企业内部营运系统，员工的乘车卡还可用于考勤、门禁、售饭系统等。

三、公司介绍

深圳市永豪电子有限公司是一家以研发为主，集开发、生产、销售为一体的高新技术型企业。多年来专业致力于IC/ID卡智能化和生物识别技术应用领域的尖端科技产品，为客户提供智能化考勤、消费、城市公交、门禁“一卡通”全面的应用解决方案。主要有感应卡考勤系统、售饭系统、城市公交系统、门禁系统、收费系统、水控系统、指纹考勤系统、物业管理等系统的软硬件产品，广泛应用于企业、机关、校园、小区、城市公交一卡通的智能化建设。

“一卡通”（子）系统软件使用SQLServer+Delphi开发平台，拥有很好的兼容性；相关智能化应用设备外观大方、细节精工；系统稳定、操作方便、可持续升级。

永豪公司秉承“开发员工价值、推动企业发展、促进行业进步”的经营理念，不断优化管理、技术和营销团队，构建全面、规范的销售服务体系，持续不断的为客户提供最佳解决方案、优质的应用设备和全面系统的专业服务。

“关心客户利益、关注市场需求”已经成为深圳永豪赢得客户认可、行业关注的核心能力。为更好的服务终端用户，公司已在全国160余个中心或二级城市设立代表处，其规模、深度随着市场的需要也在不断的递增和延伸中、、、、、、。

四、系统设计的依据和标准

本方案的设计是依据以下的资料进行设计的：

?《中国金融集成电路（IC）卡规范》

?《中国金融集成电路（IC）卡应用规范》

?《商用密码管理条例》

?《建设事业IC卡应用技术规范》

?CJ／T3087-1999建设部标准《城市公共汽电车收费设备——电子收费机应用技术条件》

?ISO/IEC 14443非接触式IC卡国际标准

?GB 6833—2（3、4、5）－87电子测量仪器电磁兼容性试验规范

?《全国IC卡应用发展规划》——国家金卡工程办公室

五、方案的目标

以IC卡作为充值与扣费方式，以交通一卡通应用平台为基础，以计算机系统为信息处理方法的现代化信息管理系统。将收费数据进行统一的清算管理，一方面方便乘客以卡进行收费支付，三地通用；另一方面系统将的运营的营业额信息，进行清算，提高工作效率和服务效率，最终为企业的宏观调控及建设提供科学的决策支持系统及现代化的管理手段。

六．公交系统方案

1、总体设计方案

根据公共汽车公司的现状，我公司建议系统采用三层运作管理模式，在公共汽车公司建立统一的系统管理中心，每台汽车安装专用的车载收费终端，采用数据采集设备将车载机的数据定时下载拿到管理中心，并建立一定数量的发卡、充值点，建立移动充值点采用转账机为乘客进行充值：

2、收费模式

根据公交的实际情况，公交的IC卡收费模式将采用一票制、多票制同时并存的方式。

●一票制收费

对于一票制收费系统，系统在启动前，公交车载机内设有级别的收费金额标准（发行卡片时对卡片进行设置），乘客无论在那里上车，缴纳的乘车费用相同。

乘客在进行消费时，将卡片在设备前的感应区晃动一下卡，车载机感应到卡片后，首先对卡片的合法性进行验证，验证通过后对卡片进行扣费，上述操作完成，车载机完成了对乘客卡的收费，乘客可以搭乘汽车。

车载机存储所有的在一个工作日内发生的交易记录，在指定时间内，将所有的交易记录通过采集器送到服务器后台。

●分段收费

对分段多票制收费模式，可以采用以下几种方式之一：

（1）车载机+司机键盘方式：在这种方式下，为司机配备一个专用键盘用于设置车载机的扣费金额。键盘与车载机通过物理线路连接，车载机的扣费金额需要更改时，司机通过键盘控制。

（2）手持POS机方式：这种方式下，要求有专门的售票员操作，售票员采用手持式POS机进行按需刷卡售票。

（3）上车刷卡，下车刷卡方式：上车刷卡记录一个标志，下车刷卡比对标志，并自动扣费。

为什么分段多票制要查票？

线路长，乘车的费用就不一样。杜绝乘客的不自觉行为。

分段多票制收费仍然保留常规的有人售票时的车票票据，由售票员发放给乘客作为收费凭证以备下车时可能的验票。作为辅助手段，公交公司不定期派出查票组上车进行随机抽查。目前，分段多票制收费：深圳公交系统采用手持POS，一张卡只能一个人刷一次，中途可以再次刷卡（以便查票，刷过卡就不扣钱，没刷过就扣钱）。

对于分段多票制收费，我司认为采用手持POS较为可行，它具有独一无二的方便性，还有手动输入不同金额。

3、票卡类型

卡种类，本系统有三种，分别为普通卡、学生卡、老人卡；而贵司要采用一票制，软件开户时，可将卡片的类型定好。比如：学生卡0.8 元，普通卡1.0元，老人

卡0.5元。

（1）普通卡

乘客在购买普通卡时，如果登记了身份证，该卡可以凭身份证进行挂失等服务操作，否则不予挂失。卡金额不足，可到任意充值点充值。挂失功能可用，也可不用。

（2）学生卡

学生优惠卡只能由学生凭学生证购买。该卡只限于本人使用，不可带人，不可挂失。开户时，可根据学生的学年制来限定刷卡时间。比如到2008年01月01日，该卡就过期。过期刷卡报警，该卡只有经过再次授权后才能使用。

乘客使用学生优惠卡时，车载机首先检查是否在刷卡有效期功能，如果在，就可刷卡扣费。

（3）老人卡

该卡是一种面向社会发行的优惠卡，老人卡是一种优惠卡，初次申请时，本人需持老人优待证、身份证、本市户口本，在公交公司指定的地点办理。购卡时需交租（押）金25元。

老人卡是个人化卡，只限本人使用，不可带人刷卡。老人卡使用时有语音及声光提示，具有严格的时间限制，每半年在公交公司指定的地点进行有效性核查、充值，超过有效期的老人卡将视为黑卡处理。

4、系统拓朴图

采用单一网络软件：在各个点，可根据权限，分配发卡、充值及下载数据。可根据需要多设网点，移动充值点。

5、公交系统软件

A、软件分为公交系统软件、加密软件和调试软件等组成。

公交系统软件设计主要是数据采集跟有关，分为两种：一为客户端与服务端软件；二为单一网络软件；

客户端与服务端软件：客户端负责开户、充值，将客户端中的数据导出形成文本格式，再经网络，传到服务中心，从服务端中导入文本。车载机数据处理可在特定一个的点做数据采集汇聚，再导入到中心服务器；或是直接将采集器拿到中心服务器统一管理。

单一网络软件：每个地方的电脑都装上同一个软件，每个地方的软件都联到服务端的软件后台数据库中，这样数据可实现实时查询数据，便于挂失及各项操作。注：管理中心电脑要申请固定IP地址，以便客户端调用。

两者对比分析：

按贵司的要求，应采用单一网络软件。

B、IC卡初始化系统

用于乘客卡来卡初始化、公交系统软件加密的操作。

由发卡器、初始化软件等组成将空白卡的初始化，初始化后,在空白卡内形成专利编号，认定读写器密码及存取权限等。卡的初始化是防止非法伪造的重要环节。

C、单一网络软件系统

公交系统大概流程图

以上为软件的各功能及流程。包括：开户、充值、挂失、解挂、注销、流水下载及各报表查询等。对于挂失这块，目前所有的大型公交系统都是做不记名，不挂失处理。当然，我们的系统具备有记名及挂失功能，可用也可不用。

D、调试软件

主要用于车载设备的调试，初期调试操作。这个软件比较方便。

6、设备

A、车载机

读卡距离：IC卡<5cm

打卡速度：<0.1秒

通信接口：RS232

外接电源：DC12V/1000MA

存储容量：10万条记录，断电不丢数据

工作环境：温度-10-50

传送速率：19200BPS

功能：具有刷卡扣费功能，刷卡时显示卡的姓名，语音报卡类型

B、发卡器

读卡距离：IC卡<5cm

打卡速度：<0.1秒

通信接口：RS232

电源：USB取电

传送速率：19200BPS

功能：初始化、发卡、充值

C、手持机POS、采集器

通信接口：USB

外接电源：DC12V/500MA

存储容量：10万笔记录

工作环境：温度-10-50

传送速率：19200BPS通讯速率

功能：(1)手持机POS ：有扣费功能、挂失、解挂等

(2)采集器：下载车载机及转账机数据、挂失、解挂等

D、转账机

电源：220V AC

尺寸：282×250×66/25mm

读写时间：<0.1S

读写距离：IC卡<5cm

外壳材料：工程塑料

通讯接口：RS232

存储环境:-300c-800c

操作环境:-200c-700c

存储数量:16000条记录

功能：开机具有密码识别，转账金额功能。

7、非接触式Mifare 1卡介绍

A、非接触式IC卡

系统的乘客卡采用非接触式Mifare 1卡，永豪电子公司生产的非接触式卡完全符合公交IC卡收费系统的所有技术要求和其它要求，它是基于飞利浦MIifare 1 MF1 ICS50 (简称M1)芯片封装而成的。很适宜应用于电子钱包、公路收费系统和公共汽车自动售票系统。其主要指标为：

●容量为8K位EEPROM

●分为16个扇区，每个扇区为4块，每块16个字节,以块为存取

单位

●每个扇区有独立的一组密码及访问控制

●每张卡有唯一序列号，为32位

●具有防冲突机制，支持多卡操作

●无电源，自带天线，内含加密控制逻辑和通讯逻辑电路

●数据保存期为10年，可改写10万次，读无限次

●工作温度：-40℃~50℃(温度为90%)

●工作频率：13.56MHZ

●通信速率：106KBPS

●读写距离：10mm以内（与读写器有关）

B、IC卡的技术规格说明：

符合相关的技术标准:

-- 非接触式ISO/IEC14443 （包括MIFARE 1）；

-- 中国金融集成电路（IC）卡规范》和《中国金融集成电路（IC）卡应用规范》；

应用特征

-- 非接触界面的卡的工作范围≤ 100mm；

-- 具有防冲突机制；

-- 射频通讯采用国际标准的DES和RES保密交叉算法；

-- IC卡的完整使用过程，包括防冲突、相互认证、数据的读、写和校验等，成功率不小于99.95%，其处理时间不超过300ms；

-- IC卡的EEPROM存储容量大于1K字节；

-- IC卡可反复改写100000次以上，读无限次，数据保存时间大于10年；

-- IC卡使用故障率不超过1/1000；

-- IC卡片温度适应能力超过-10?C--90?C 。

C、通讯安全

MIFARE系统的读写模块（MCM）与感应卡之间采用相似的鉴别算法建立通讯，并使用随机数对通迅数据进行加密。该鉴别算法称为三次传递鉴证（Three Pass Authentication）。符合国际标准ISO9798－2。如下图所示：

（5）

（3）

读写器感应卡（1）感应卡产生并发送随机数RB给读卡器。

（2）读卡器将RB与密匙、读卡器序列号及随机数RA结合形成TokenAB发送给感应卡。

（3）感应卡解读TokenAB，判断读卡器的合法性。

（4）感应卡将RA、RB、密匙及芯片号相结合产生TokenAB发给读写器。

（5）读写器解读TokenAB，判别感应卡的合法性。

8、施工安装

1、打开公交调试软件后，先设定串口号与发卡器及车载机通信。

2、在安装到汽车上之前，先将每台车载机接到电脑处设置机号、下传时间、清除机内测试内容。这一步也可以在安装后，用采集器来完成。

3、最后就到系统软件的系统设置——系统初始化，清空数据库，就可以正式使用本系统了。

4、在卡类型设置，设定消费级别后，输入机号，上传级别到车载机上，后安装到汽车上。

5、发行新卡，用此公交卡去消费；

6、车载机的固定安装具体要看车载，一般车载机的取电在公交车上的电瓶处引电，这样电压比较稳定。

7、采集数据方式用采集器采集数据，在服务器端设置采集器的机号，检正采集器的时间，下载采集器中的数据。

9、设备清单

七、售后服务

本系统一年内免费保修，(若出现质量本身问题)三个月包换，终身维护，本系统的硬件部分必须由订货方派专人管理，不得随意拆卸。人为损坏及自然灾害所起故障不属于免费保修/包换范围内。