一卡通系统建设总体方案.doc

大中城市一卡通建设总体规划暨技术方案目录1 前言12 城市一卡通建设总体规划13 “一卡通”系统建设的原则24 城市一卡通建设总体结构45 城市一卡通建设总体设计要求55.1 系统组成和建设规模55.2 网络系统技术要求75.3 应用软件技术要求95.4 通用硬件设备技术要求105.5 卡片选型及技术要求115.6 专用硬件设备技术要求125.7 公交IC卡系统改造升级要求146 城市一卡通建设主要功能模块176.1 使用软件子系统的各业务部门176.2 软件子系统主要模块186.3 基本业务流程197 城市一卡通建设实施步骤和内容21301 前言城市“一卡通”建设是城市现代文明的标志，是国家信息产业部、建设部的重点支持项目，国内先后有上海、广州、南京等城市作为试点开始实施。近几年，随着社会各行业对城市通卡需求的增加，我市一些单位先后在本行业发行不同类型的IC卡，收到了比较好的效果，为全市性的城市“一卡通”建设奠定了基础。在系统功能方面，城市“一卡通”系统主要针对城市公用事业单位进行收费与运营管理，包括城市公共交通、地铁、出租、天然气、自来水、热力、公园、小额消费等。通过城市“一卡通”系统的实施，能够实现百姓手持一张事先存入一定金额的IC卡即可在交通、小额消费、公用事业等领域进行刷卡消费，无须使用现金，实现电子钱包的消费功能，它已逐渐成为各大中城市必备的基础设施，是城市智能化、信息化进程中的重要手段。在系统技术实现方面，城市“一卡通”系统以IC卡为载体，以局域网和广域网络作为支撑，借助各种电子收费终端，实现计费、收费、清算、统计分析、预测、决策支持等业务的自动化处理。西安城市“一卡通”项目的实施会带来巨大的社会效益，提升西安的现代城市形象。具体表现在如下方面：l 提高城市的市政信息化管理水平，提升政府的形象；l 提高公用事业运营公司的信息化管理水平，提高工作效率、降低运营成本，为公用事业运营公司的运营决策提供准确的数字依据，提升公用事业的服务质量；l 促进国家金卡工程进程，提升城市现代化形象，为城市的发展带来新的商机。2 城市一卡通建设总体规划 “一卡通”系统的总体设计目标是建设一个以中央清算系统为中心，以智能IC卡为载体，以小额消费支付业务为基础，连接公交、出租车、地铁、加油站、停车场供水、供电等二级结算系统的网络信息系统，实现在众多领域的“一卡多用”，为市民、企业、市政部门以及其它商业组织提供方便快捷的支付、结算和服务，提高管理水平。城市“一卡通”的总体目标的实现分为三个阶段，即近期目标、中期目标和远期目标的实现：近期目标：2009年内，将开展系统的整体设计、硬件及网络基础平台构建，制定相关机具和卡片的接入技术标准。通过系统开发，实现主体功能的开通，并对公交IC卡进行改造升级，使其平稳过渡到城市“一卡通”。中期目标：到2011年，项目将完成包括地铁与出租车在内的交通行业的全面应用，并拓展全市小额消费的应用，使市民“一卡在手，出行无忧”。远期目标：到2015年，项目将覆盖供水、供热、供气、过路过桥、停车、加油、旅游、社保、医疗、金融等涉及市民生活的众多领域，在西安市普及“一卡通”的应用，并建立与周边城市的互联和信息交换，成为数字化城市的坚实基础，使市民“一卡在手，生活无忧”。3 “一卡通”系统建设的原则由于“一卡通”系统建设的目标是能建立一个先进的信息平台，并依托这个平台逐步完善相应的应用系统，因此是一个规模庞大、结构复杂、信息量大的综合信息系统建设项目。在开展本项目时，一定要在设计规划阶段进行细致认真的工作，避免出现盲目上马、各自为政、重复建设、互不兼顾、多重发卡等问题。国家建设部IC卡应用管理领导小组办公室制定了相关的政策、法规，对IC卡应用的开发实行“统一规划、统一标准、统一制造、统一发卡、统一管理”五统一原则，同时，实行严格的市场准入制度，对项目承包单位的资质和设备的性能提出了要求。西安城市“一卡通”系统建设要按照国家关于IC卡应用的总体部署和建设部的要求，统筹规划、分步实施。以“统一规划、统一标准、逐步实施”作为系统的建设指导思想，充分综合考虑 “一卡通”系统在不同领域的功能和性能需求。在进行系统设计、系统建设和实施过程中，应符合以下原则：（1）实施的阶段性和兼容性 考虑到本系统设计、开发、应用与维护是一项复杂的管理和技术工程，因此系统建设可以分成多个阶段来逐步实施。系统设计需要确定系统建设的整体架构、技术选型，并在此基础上构建系统平台框架以及开发当前最迫切需要的业务系统，随着时间和行业发展需要，逐渐开发新的应用领域，并将新的应用领域集成到系统平台框架中去，从而最终实现具有相互兼容、可扩展、可互连的一卡通应用系统。（2）技术的先进性和成熟性系统设计要采用先进的技术和方法，不但能反映当今的先进水平，而且具有发展潜力，能保证在未来若干年内占主导地位，并能顺利地过渡到下一代技术。其中，在IC卡的种类、型号和读写设备选型中，要研究技术的发展趋势，保证卡片和设备在今后技术升级过程中的兼容性。作为一套庞大而复杂的应用系统建设，降低系统的实施风险也是系统建设必须考虑的重要环节。因此，在重视技术的先进性的同时，还要重视系统结构、设备的相对成熟。（3）信息的安全性和准确性通过建立安全控制系统，对系统中的所有对象进行控制和保护，实现身份认证、访问控制、权限设置、通信保密等一系列措施，以确保系统数据的安全。系统应分别针对不同的应用和不同的网络通信环境，采取不同的措施，在数据采集、存储、传递、交换和使用过程中设置相应的安全机制，确保数据的准确和安全。（4）系统的可靠性和稳定性 系统的可靠性和稳定性直接影响交易业务的正常运行，是社会形象的保障。从系统结构、技术措施、设备性能、系统管理、厂商技术支持及维修能力等方面着手，确保系统运行的可靠性和稳定性，达到最大的平均无故障时间；从消费数据到数据源的采集，从卡片售卡充值到数据上传清算等环节，都要求机具设备和软件系统具有高可靠性和高稳定性，能保证系统在高容量、长时间稳定有效工作。核心业务所涉及的软、硬件以及网络设备需采用冗余设计，核心数据库需设计合理的备份系统。（5）系统的标准性与开放性 为了满足系统所选用技术和设备的协同运行能力、系统投资的长期效应以及系统功能不断扩展的需求，系统必须具备开放性和标准性。系统总体结构设计要遵循国际及国家通用的规范标准，并将规范化、标准化贯穿于系统开发及建设的每一个阶段中。其中，在IC卡和机具设计方面要充分考虑多家设备提供商的产品特性，制定统一技术规范，实现不同机具的兼容。系统标准性可以充分保证系统的可扩展性，并且随着新技术的发展，无缝地将后续开发的子系统融入到整个系统之中。（6）系统的管理性和维护性 由于整个系统涉及众多功能和应用，因此要考虑系统应具有良好的可管理性和可维护性。应提供相应的手段和方法以实时监控系统的运行状态，并在必要时进行相应的操作。（7）系统的实用性和经济性系统要保证技术上和经济上的可行性；系统建设应始终贯彻面向应用，注重实效的方针，坚持实用、经济的原则，尽可能地做到边建设、边应用、边收效、边发展。4 城市一卡通建设总体结构西安城市“一卡通”系统具备多级结算体系及清晰的数据处理流程，其中包括在“一卡通”公司运行的“一级平台”、在公交、地铁等公司以及代理机构运行的“二级平台”和“三级平台”、使用“一卡通”系统的市民构成的“用户平台”。多级结算体系有利于保证资金的一致性和完整性。 西安城市“一卡通”总体结构图在“一卡通”公司运行的系统“一级平台”负责整个系统中软硬件基础平台和网络的正常运行。“一级平台”中设置了多个系统数据库，主要包括“充售数据库”、“回收数据库”、“清算数据库”和“查询数据库”。“一级平台”中的功能模块涵盖了“一卡通”公司在运营过程中所涉及的业务流程，包括：卡片档案管理、充售管理、数据回收管理、系统监控与管理、清算管理、结算与划拨管理、客户服务管理以及统计分析与查询等功能，这些功能支持“一卡通”公司开展各项业务活动。“一级平台”中的行业接口按照应用单位行业划分，每一种行业接口都可以支持多个独立公司和代理银行网点，其中“小额消费接口”还可支持超市、商场、报亭等各种规模的商户开展“一卡通”消费。系统“二级平台”支持各应用单位开展“一卡通”业务，配合“一级平台”进行资金清分和结算，提供消费数据信息，为应用单位在运营决策提供准确的数字依据，以降低成本、提高效率、提升服务质量。“二级平台”中对应的公交、出租、地铁等应用单位具有较复杂的组织结构，因此相应的信息需求和信息处理过程都较复杂。系统针对这些行业企业提供了“三级平台”，负责公交分公司、地铁营运公司和站点、出租车公司车队和个人等结算单位的消费数据采集回收以及营运收入的分配划拨等业务。系统“用户平台”为广大市民提供了丰富的“一卡通”消费环境，通过这一平台可以完成IC卡与各类机具的信息交换，实现“一卡在手，生活无忧”。另外，系统基于互联网络直接为市民提供Web查询服务，可以完成在线业务咨询、业务受理和信息查询功能，提升系统的服务质量。涉及Web查询的数据库和应用软件相对独立，以保证系统的信息安全。5 城市一卡通建设总体设计要求5.1 系统组成和建设规模根据西安城市“一卡通”系统的多级结算体系可知，它是一个包含众多软硬件设备的复杂系统，可以分为“IC卡及机具设备子系统”、“通用软硬件设备子系统”、“网络子系统”和“应用软件子系统”。其中，“IC卡及机具设备子系统”涉及到卡片和机具的选型以及嵌入式系统的设计开发；“通用软硬件设备子系统”涉及到服务器、客户机、存储等硬件设备选型，以及操作系统和数据库平台软件的选择和配置；“网络子系统”涉及到网络拓扑结构的设计、硬件设备的选型和网管软件的配置；“应用软件子系统”是整个项目中开发难度最大、周期最长的部分，涉及到在“一卡通”公司内部使用的主体软件和在多个应用单位中使用的相应软件模块。系统组成如下图所示：“一卡通”系统组成图系统设计的规模及性能要求包括：（1）系统数据处理能力：系统设计容量支持总体1500万张的卡片发行量，每日1000万条的交易记录；（2）售卡充值网点：1000个网点，支持柜员、自助网点；在线和离线式并存；（3）消费终端数量：4万个；（4）数据清算的处理能力：当每日交易记录达到1000万条时，清算时间不超过3小时；（5）数据回收方式：多种采集方法结合（有线、红外、无线等），使用先进、可靠准确的采集回收技术为主方式，同时具备辅助方式作为备用和扩展；（6）数据差错控制能力：错误概率在百万分之一以下，并具有差错检测和处理机制；（7）消费终端、采集设备容量：根据不同行业要求而定；（8）售卡充值响应速度：小于10秒/张；（9）具备及时、准确检测和处理系统黑名单能力。5.2 网络系统技术要求（1）网络结构设计要求 “一卡通”网络是一个集主机系统、网络设备、应用系统、数据库系统、存储和备份系统和终端设备为一体的网络系统，它由“一卡通”清算中心和发卡中心、分系统结算中心和基层站点（充值站点、消费站点）组成覆盖全市的网络，承担西安城市“一卡通”的发卡、充值、收费和结算等业务。网络结构概要设计如下图所示： “一卡通”网络结构图网络结构设计主要考虑到先进性、可靠性、开放性、安全性和可管理性。使整个系统在国内三到五年内保持领先的水平，并具有发展能力，以适应未来网络技术的发展。网络的建设是以日常业务数据传输为核心。网络系统的可靠性就显得尤为重要。因此应特别注意如何保证网络系统的可靠性，其中包括： l 网络结构的可靠性：网络核心主干的物理连接上应尽量采用双连接，保证连接的可靠性。 l 网络设备的可靠性：选用的网络设备应具有很好的容错特性及热备份等。 l 网络系统与应用系统接口的可靠性：网络系统必须是一个支持多种协议和接口的开放式网络，能够与现有的和未来的网络系统互连与集成，因此网络系统要有良好的开放性和互连能力。网络结构设计必需考虑防止内部和外部非法访问、防病毒的措施,网络设备具有较好的可管理性，以便于管理和维护。网络设备应具备多种冗余功能连接等，以保证系统的可靠运行。网络管理系统应能提供一整套的用户管理、网络权限设置、用户入网登录等完整的手段，以便系统建立完整的安全管理规范。利用先进的网络管理软件，可以监测整个网络的运行状况，合理分配资源和网络负载、及时解决故障。（2）网络技术与设备选型要求局域网网络技术选型：以经济、合理的投资满足系统的需要并实现网络的可延伸性和可扩展性，目前ATM和千兆以太网是现在比较流行的网络骨干解决方案，考虑到网络实际利用率投资，采用1000M快速以太网做网络骨干，满足网络流量的需求。 广域网网络技术选型：近年来，我国的信息基础设施建设发展得很快，各种类型的公共数据通信网都相继建成，广域网通讯选型要根据“一卡通”系统对数据及时性、可靠性、传输速率的要求、各业务网点的特性以及实用性、经济性等方面综合考虑，在设计广域网结构时，要对系统平台各通讯节点进行流量分析，使用较为合理、科学的线路配置。对于关键业务、大的行业结算中心、联机网点（例如银行、超市连锁）的中心节点，应选用较高速率、稳定性好的通讯线路（如光纤、VPN等）；脱机网点、流量较小、较为分散且实时性要求不高的终端可采用电话网络。网络设备选型：根据以上原则，建议选用国际和国内知名品牌的先进技术的网络产品，为中小型企业网络解决方案提供较为全面的网络设备和技术支持。5.3 应用软件技术要求（1）软件子系统架构设计要求从系统设计角度，城市“一卡通”软件系统整体架构的设计应是基于二层结构和多层结构相结合，脱机应用和联机应用相结合，多种通讯方式和协议相结合的方式进行。对于典型的前台联机交易应用和外部接口来说，应采用三层结构的软件设计思想，整体结构采用分布式，采用交易中间件控制交易的请求和处理，用以保障系统的安全性、易用性、高性能和可扩展性。减少网络通讯和竞争，有利于提高系统交易的吞吐量。且要求具有良好的应用逻辑调度，负载均衡，分布式处理、加密认证等机制。对于前台的充值和售卡交易来说，支持联机和脱机方式，必须具有严格的安全认证和授权机制，用以保障系统售卡充值的高安全性，同时在系统环境的允许下最大限度的保证交易的工作速度和效率。（2）数据库设计技术要求“一卡通”软件系统应采用关系型数据库管理系统，在此基础上，还需满足如下技术要求： l 具有多种安全性认证模式，支持数据库之角色和用户管理功能，能够方便实现权限许可的验证、授予、修改和收回； l 具有数据完整性检查功能，包括实体完整性、域完整性、参考完整性、用户自定义完整性；支持约束规则定义； l 具有强大的数据备份/恢复功能，支持多种备份/恢复介质和类型，并应有联机备份/恢复功能； l 具有良好的开放性、可移植和可扩展性，应具有多种数据转换（类型运算、导入导出等）功能和多种数据复制功能； l 具有事务控制功能，可满足事物的自动性、一致性、独立性和持久性要求，能有效应对市电故障和网络故障等原因造成的事物递交和回退； l 具有良好的并发控制功能，支持行级锁（记录锁）、页级锁、簇级锁、表级锁和数据库级锁，并能有效避免用户控制的死锁问题和事务引用的会话级和表级死锁问题。（3）应用软件开发技术要求l 软件模块化清晰，软件架构符合系统需要并具有先进性； l 具有很好的运行稳定性； l 具有良好的用户界面，软件操作方便；l 具有大容量数据处理的能力，具有系统长期运行效率保证机制； l 具有足够的容错性，能有效捕捉各种网络异常、操作异常的能力； l 具有与其它应用软件的使用环境兼容性和集成开发方便性； l 具有良好的数据存储安全机制； l 具有良好的系统安全与访问控制机制、具有良好的数据报文通信高效处理机制； l 具有良好的可维护性，升级和功能扩充方便，满足管理需求的调整和变更； l 具有良好的安装方便性； l 具有完善的报表输出；l 部分模块具有良好的可移植性； l 具有完整的系统设计文档、通信协议文档、数据库设计文档、软件集成说明文档、软件使用说明书等技术文档资料。5.4 通用硬件设备技术要求“一卡通”收费系统将是一个综合高效的计算环境。它不仅是一个大型的数据清算平台，而且是一个基于大流量数据交换的主干网络，集成多种应用，并具有强大的资源管理和安全防范机制的综合服务体系。通用硬件设备是整个系统的基础，必须能够满足用户需要，并且可以安全、稳定、高效的为整个系统提供服务。根据城市“一卡通”系统的需求以及未来发展，通用硬件设备遵循以下原则进行设备选型：l 可靠性：保证7*24小时不间断运行。l 高性能：能够满足对大量事物处理和信息量不断增加的需求。l 扩充性：能满足今后对系统扩充的要求，包括主机系统处理能力、存储容量的扩充、IO能力的扩充及CPU的升级等。l 开放性：便于与现有系统的连接和今后系统的发展，支持多种网络接口。l 先进性：采用先进的技术、先进的体系结构，符合技术主流发展要求，产品要适应应用和发展的需求。较好的总体拥有性能价格比，较好的服务和支持水平。（1）服务器服务器是系统中至关重要的核心设备，其作用是为各类应用提供硬件运行平台。对服务器的选择不仅是满足当前已开展的各项业务需要，更要着眼于将来的扩展。首先应从系统性能入手，通过客观的分析比较，确定满足系统当前需要和今后一段时期扩展的处理速度、I/O吞吐量的服务器和相关存储设备。系统的服务器可分为清算服务器及其他功能服务器两类。清算服务器是本系统的物理载体和应用系统的主要支撑环境，清算服务器采用小型机系统。它应具有双机热备、运行性能高、存贮容量大、安全性能好、扩容能力强、性能价比优等特点，能满足本系统需要处理大量数据的要求。其它业务服务器是系统业务处理的支撑环境，也是系统实现数据分布处理的主要运行环境。此类服务器设备可采用小型机或高性能的PC服务器，其操作系统和数据库系统应具有开放性，并支持国际标准或工业标准的产品。服务器产品质量要严格执行国际质量认证体系。（2）客户机 客户机进行业务处理、信息查询等工作的计算机，实现数据的存贮、处理、查询、打印等功能。针对不同业务的特点，选择适合的客户机软硬件型号。（3）储存与备份设备数据是系统的关键，系统必须根据需要选择磁盘阵列等设备作为数据的存储和备份的方式，使系统其能以快速、准确和安全的方式来读写大量数据。系统还需根据实际需求，构建灾备系统，以进一步提高系统的可靠性。5.5 卡片选型及技术要求（1）西安城市“一卡通”卡片选型IC卡根据其与外部通信方式可以分成两类: 接触式IC卡、非接触式IC卡；IC卡按照嵌入集成电路芯片的形式的不同，大致可分为非加密存储器卡、逻辑加密存储卡和CPU卡。 非加密存储器卡由于没有加密功能，不适合在城市“一卡通”系统中使用。目前国际与国内在非接触式卡中应用最广的是逻辑加密存储卡，西安公交IC卡项目也采用这种非接触式逻辑加密存储卡。作为一种成熟的技术，逻辑加密存储卡具有可靠性、可用性高，适应性强，成本低等一系列优点。随着城市“一卡通”系统的发展与成熟，“一卡通”系统不仅限于交通行业内的使用，而是成为城市信息化平台的一个重要组成部分，应考虑选择非接触式CPU卡。非接触式CPU卡以其支持PKI体系（公开密钥）等高安全特性成为IC卡技术的发展趋势。非接触CPU卡在内部能够完成数据的加解密运算和双向认证，能够灵活的分配存储空间、定义访问权限和文件结构。其强大的功能和安全性，适合在广阔的领域实现各种应用，完全能够满足城市“一卡通”系统的迅猛发展。跟据建设部积极倡导的“优先采用符合行业标准的CPU卡”的精神，结合西安的现状及今后的发展，“一卡通”系统IC卡的选型如下：l “一卡通”系统新发行的IC卡采用非接触式CPU卡；l 确保公交系统逻辑加密卡在一段时期的正常使用，并逐渐平稳过渡到新系统；l 根据系统拓展需要，还可发行复合卡、联名卡、双界面CPU卡等。卡片产品的选择应遵循以下规范和标准：l 建设事业集成电路（IC）卡产品检测(标准号CJ/T2432007)国家行业标准；l 建设事业非接触式CPU卡芯片技术要求和建设事业非接触式CPU卡COS技术要求国家行业标准；l 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。5.6 专用硬件设备技术要求（1）统一的信息交换与接口标准西安城市“一卡通”系统的专用硬件设备设计应符合相关的国际、国内标准，并在此基础上根据本系统的特点制定相应的西安城市“一卡通”系统信息交换与接口标准。标准的制定应符合先进性，开放性的原则。通过制定统一的信息交换与接口标准，系统在专用硬件设备选择将更加灵活，不受限于特定的卡片和机具的生产厂家，也为今后的系统拓展铺平道路。信息交换与接口标准的构建要求包括：l 符合已有的国际、国内标准；l 符合系统在各领域拓展的需求；l 信息描述形式规范，传输便捷；l 硬件接口符合技术发展趋势；l 提供各种接口的调试工具；l 提供详细的技术文档。另外，“一卡通”系统在近期目标实施的过程中还要对现有公交IC卡系统的设备、机具和卡片进行改造升级，使其符合“一卡通”系统的技术要求。（2）专用设备分类技术要求不同行业的消费终端和采集等专用硬件设备根据其运行环境、安全可靠性要求均有所不同。因此机具设计应充分考虑这些问题，选用先进的元器件，采取先进的制造工艺，以符合系统需求。对各种专用硬件设备的技术要求如下：l 发卡充值设备：发卡充值设备应支持符合ISO/IEC 14443国际标准的系列非接触式IC卡；支持符合T=0/T=1协议的CPU卡；支持符合ISO7816-3系列接触式IC存储卡、逻辑加密卡和CPU卡；支持基于MIFARE PRO技术的双界面CPU卡。发卡充值设备采用PSAM卡密钥认证机制和授权操作（可采用PSAM卡密钥、管理卡或加密机认证等多种方式）, 采用标准的加密算法，以确保发卡充值过程安全可靠。发卡充值设备采用标准的RS232接口或USB接口，通讯速率不低于115.2Kbps。发卡充值设备硬件性能安全可靠，平均无故障工作时间大于30000小时；工作温度：-30+70，储存温度：-40+80，工作湿度：15%95%。l 消费终端设备： “一卡通”系统的消费终端机具设备范围较广，包括公交车载机、手持POS机、小额消费设备、地铁刷卡设备、出租车计价设备、燃气表、水表、电表等。设备在满足IC卡消费机具的功能和性能要求的基础上，可以根据不同行业的应用单位实际需要进行改进和单独开发。由于消费终端设备的运行环境复杂多变，周围的温度、磁场、电压等变化影响设备的运行，也影响用户的刷卡，系统应在电源、原器件设计采用技术，使得各种运行情况下都能够正常刷卡工作，并保证数据准确。l 数据采集设备：数据是“一卡通”系统的根本，数据采集设备必须保证在采集过程中数据完整、准确，无乱码，不丢失。如果发生数据丢失，将会造成清算数据和运营管理数据的不一致性和不平衡。数据采集设备的通信接口包括：红外、RS232、USB、GPRS和Bluetooth，外接电源：DC12V/500MA，存储容量：10万笔记录，工作环境：温度-10-50，最低传送速率：19200bps。5.7 公交IC卡系统改造升级要求在城市“一卡通”系统建设的近期目标中明确提出将公交IC卡系统平稳过渡到“一卡通”系统。系统改造和升级的过程涉及到机具设备和卡片的改造、结算方式的变化、公交内部管理信息系统的升级等诸多工程内容，技术难度较大。为实现这一目标就必须深入分析现有公交IC卡系统的结构和技术特点，提出系统改造和升级的可行方案。（1）公交IC卡系统现状公交IC卡系统从2000年11月28日起正式运行，已累计发行乘客卡300多万张，机具设备超过3100台，全市分布有新卡发售点100多个、充值网点35个，其中市商业银行充值网点31个。刷卡使用范围为全市所有一票制无人售票公交线路，每月刷卡消费5000多万笔，金额为2000多万元。目前，公交IC卡管理系统由服务器机群、业务客户机、专用机具和卡片等构成硬件平台；应用软件由卡片档案管理子系统、制卡子系统、售卡充值子系统、数据回收子系统、财务管理子系统等部分组成；网络系统是由公交总公司和多个公交基层营运公司局域网分别通过2M电信光纤构建而成。（2）公交IC卡系统改造原则现有公交IC卡系统是一个闭环系统，经过改造后将成为城市“一卡通”系统的行业应用子系统，主要完成公交IC卡消费管理、公交消费数据回收、二级（三级）结算等功能，以满足“一卡通”系统的整体建设要求和公交子系统应用要求。在系统改造过程中，需要根据下列原则进行实施：l 保障300余万IC卡用户的消费数据安全，确保新老系统平稳过渡；l 改造方案经济可行，尽可能充分利用原有的设备及卡片；l 应用软件开发适应公交管理的各项需求，确保现有相关业务系统平稳运行；l 提供完善、方便的用户管理功能以及严格的安全性结构。l 系统需具有良好的开放性和标准性，以便与其它业务系统相衔接；l 系统需具有良好的可扩展性，以便应对管理需求的变化；l 系统需要具有完备的技术服务支持，保证系统长期稳定运行。（3）二级结算平台要求公交二级结算是以消费数据为基础，以公交业务管理为内容，通过对数据进行统计、分析，对IC卡消费信息进行票款收入确认和帐目结算，最终将IC卡收入准确及时划拨到公交各基层单位。二级结算平台的功能与技术要求如下：l 上传公交消费数据至“一卡通”公司回收数据库；l 公交总公司IC卡票款收入确认及统计；l 公交基层单位IC卡票款收入的确认及统计；l 公交异常消费数据处理；l 与“一级平台”核对消费数据，接收“一级平台”资金划拨；l “一卡通”服务费用结算与核对，并提供基层单位的费用分摊管理； l 提供各类业务分析及相关报表；l 提供相关数据接口和应用程序接口。（4）卡片与机具改造升级要求目前，公交IC卡已发行了300多万，根据改造方案经济可行的原则，需要尽可能充分利用原有的机具设备及卡片，将现有持卡用户平稳过渡到新系统。通过分析IC卡卡片的技术特点，可考虑卡片的改造的方式有下列三种：l 第一种方式：将现有的公交IC卡全部更新置换成非接触CPU卡，以直接适应“一卡通”系统的整体技术路线。这种方式虽然简单、快速，但会造成以下两个方面问题，一方面原有卡片全部报废造成资源浪费，另一方面大规模的集中换卡会带来乘客的不便和一段时期过高的工作负荷。l 第二种方式：在推广使用新系统的同时，继续使用现有的公交IC卡及应用系统，新旧系统并行23年的时间，以逐步淘汰旧系统中的卡片。这方式虽然保持了旧卡片价值，但新旧系统的并行使用会大幅增加清算和结算方面的难度，也会增加系统维护的人力和物力成本。l 第三种方式：在对现有卡片进行充值的过程中，将旧卡片改写成为支持建设部密钥的新卡片。这一方式可使新旧系统平稳过度，同时也很好地保护了已有卡片的投资，符合系统改造的原则，是应当优先考虑的方案。为实现这一方案，需要针对卡片进行相关的技术实验，并制定一套完整的升级流程，以确保卡片的平稳过渡。通过分析机具的技术特点，可考虑机具的改造的方式：公交总公司在近几年设备购置时已充分考虑到向“一卡通”系统兼容的问题，因此当前使用的车载机做适当的硬件技术改造和软件升级，即可使用双密钥管理建设部和企业密钥，“一卡通”系统可在进行机具双密钥功能调试后，实现系统平稳过渡。（5） “一卡通”公交业务管理系统要求 “一卡通”公交业务管理系统主要实现公交消费管理、数据回收、结算与划拨，数据统计、分析与报表输出等功能，为公交总公司和基层单位提供及时、准确的数据，支持公交总公司和基层单位的科学决策。下面对主要模块的技术要求进行分析。公交消费管理模块可根据公交运营需求实现灵活的刷卡消费模式和优惠方式，需要具有良好扩展性，具体包括以下功能：l 可确定消费模式：匿名消费和实名消费；l 可确定卡片消费类型，即准确区分成人卡、学生卡、老年卡及月票卡等；l 可设置消费时段优惠方式，引导市民根据实际需要选择较合理的出行时间，改善整体乘车环境；l 可实现公交分段消费的设定，实现不同乘载段，采用不同的收费种类。公交消费数据回收模块涉及到公交总公司和基层单位的相关业务部门。基层单位通过数据回收设备采集车载设备中保存的消费数据，并通过网络上传到公交总公司二级结算平台中，具体包括以下功能：l 对消费记录进行完整性与合法性验证，对异常数据进行存档和分析；l 及时、准确地将消费数据上传到公交总公司二级结算平台；l 提供消费记录补采集方式，保证数据的全面性和一致性。公交三级结算模块负责对公交基层营运单位进行结算与资金划拨，涉及到分公司、车队、线路、车辆和个人的数据统计。要求计算准确、统计数据与明细数据一致、能够进行各级查询。6 城市一卡通建设主要功能模块6.1 使用软件子系统的各业务部门根据“一卡通”系统运行的实际需要，涉及的主要业务部门及其职能如下：（1）“一卡通”系统管理部门负责管理系统的密钥，所有的发行、制卡、售卡充值信息；消费信息和系统的运行与维护，包括运营收入数据的统计、分析；清算、审核消费数据的平衡状况；用户卡的结算等。（2）卡片管理部门负责各类消费卡和管理卡的初始化和管理。（3）售卡充值网点、客户服务部门负责根据管理中心的管理规范和权限出售各类消费卡；充值、退/换卡等操作；对非法卡和止付卡进行处理，为客户提供查询及咨询、特殊卡处理等业务。（4）消费终端数据回收部门持卡人在消费终端（车载机、POS机等）上刷卡实现IC卡消费。消费终端记录持卡人的消费信息，黑名单卡的识别，提供相应的语音提示。数据回收部门负责消费数据的采集和回收，汇总及报表输出；消费数据上传到二级结算中心进行营运收入结算、划拨；接收“一卡通”管理中心提供的黑名单并设置到车载机中。（5）应用单位二级结算部门负责与“一卡通”结算部门进行对帐和结算，并协助数据回收的上报和划拨。（6）“一卡通”结算部门根据应用单位二级结算中心上传的营运数据信息，与应用单位进行营运收入对帐，核对无误后，将资金划拨到应用单位。（7）结算银行与“一卡通”公司、应用单位建立资金帐户和结算帐户，接收“一卡通”公司代理网点的发售、充值资料进行资金对账和入账；根据“一卡通”公司与应用单位确认的消费资料进行结算划拨。6.2 软件子系统主要模块 “一卡通”软件子系统中包括“一卡通”公司内部使用的主体软件和在多个应用单位中使用的相应软件模块，其中“一卡通”公司内部使用的主体软件中的主要模块包括：（1）卡片管理模块 密钥发行与管理、卡片的制作和卡信息管理、权限设置与管理（2）充售终端模块联机充值功能：IC发售、充值、退换等。消费终端功能：用户持卡在消费终端和网点进行消费。消费终端完成相应的功能，记录用户的消费交易明细，通过采集设备上传到二级结算系统进行处理。消费终端通过内部的安全模块，保证交易的安全可靠。 （3）数据回收模块消费数据回收是对消费终端上发生的刷卡消费数据进行采集回收，形成应用单位IC卡收入，同时将数据传送至“一卡通”结算系统用于资金结算和划拨。（4）清算模块卡片信息清算和帐务清分，实现所有应用单位的数据清分、帐务处理、帐务查询等功能。 （5）结算与划拨模块 通过本系统传输营运数据给清算中心进行资金清算；应用单位对下属公司的IC卡收入进行汇总、报表输出及资金划拨。（6）数据管理模块后台数据管理模块实现对每日的联机交易业务信息和消费信息进行处理，并提供数据中心的日常维护。 （7）客户服务模块向持卡人提供IC卡信息查询和服务，解决IC卡使用中的问题，介绍城市“一卡通”的各项业务信息。系统包括电话模块和网站模块。在线查询功能：具有查询持卡人卡内各分区余额（次）及刷卡消费记录查询功能。客户服务功能：各类卡的退卡处理；挂失、解禁；卡片鉴定；余额（次）转移功能等。 （8）统计、分析与查询模块构建统计分析系统，提供统计绘图、相关性分析、假设检验、回归分析、主成分分析和因子分析、聚类分析、时间序列分析和预测等功能，支持“一卡通”建立合理的运营组织模式，提高工作效率，并对决策提供数据分析支持。查询系统可向应用单位提供“一卡通”收入查询、统计分析等功能，支持网上查询功能。6.3 基本业务流程系统的总体结构划分包括一个“一卡通”管理部门、若干个应用单位管理部门、若干个售卡充值点、若干个应用单位数据回收部门。用户在售卡充值点购买含一定金额的用户卡后即可在消费终端上进行消费，可以到售卡充值点充值，售卡充值点将售卡充值资料直接传送到“一卡通”管理部门。 数据回收点将消费数据先传送到应用单位管理部门，进行入库划拨分析，同时存储本行业消费交易明细，然后再将数据传送至“一卡通”管理部门。“一卡通”管理部门将各个售卡充值点发来的售卡充值资料、IC卡消费交易数据在数据库服务器统一保存，同时进行入库划拨，各应用单位管理部门与“一卡通”管理部门入库划拨结果进行对帐，最终确认本单位划拨数据进行财务划拨。“一卡通”管理部门根据确认的消费划拨数据向各单位进行财务划拨。“一卡通”管理部门存储每张卡的消费信息和售卡充值管理信息，并进行清算，保证系统总的充值金额、消费金额和资金余额平帐，保证每张卡的充值金额、消费金额和资金余额平衡，及时产生止付名单并进行处理；同时保证各应用单位资金划拨的准确。具体的业务流程主要包括：（1）卡片初始化对卡片在正式投入使用前须经发行系统的初始化，对卡片内的空间按照规定进行划分，然后将密钥写入卡内，从而使这张卡片能够在“一卡通”领域中使用，同时也对系统中的管理卡进行初始化。 初始化操作必须在密钥管理系统的授权下进行，同时相关设备通过SAM卡进行密码分散，以保障系统的安全性；系统应具备专用制卡设备，能实现批量制卡。 （2）售卡充值售卡充值业务根据需要和模式不同可分别采用联机和脱机方式进行。联机充值：IC销售、充值系统，为市民提供发售、充值、退卡、挂失、查询等多种服务业务。联机售卡充值点可以采取与代理机构合作，通过代理机构系统建设的方式设立，应支持柜员和自助设备。脱机售卡充值终端：脱机售卡充值点可以采取由社会商业网点参与的方式或者脱机充值机的方式设立。脱机售卡充值子系统只具备联机售卡充值子系统具备的的售卡、充值和查询统计、通信等部分功能，无法进行退卡、挂失、数据查询等联机功能，并且在管理上要实行信用和额度授权。脱机充值终端本地需要进行密钥计算，存放当天售卡充值的记录，每天在规定时间将数据传送到IC卡中心。批量售卡充值： 对于固定额度，且不记名的卡片，可以采取提前预售充值，通过专用的发售设备批量完成。消费卡鉴定：售卡充值点可以通过IC卡读写机具对用户的IC卡进行读写验证，辨别IC卡是否为本系统卡片，鉴别卡片的故障。合作银行代理充值的功能要求：以圈存、自助方式为主，银行的各售卡终端对卡片充值时通过银行中心的专线与“一卡通”公司清算中心实时进行密钥认证，并生成交易记录存放于清算中心数据库中。银行中心部署前置服务器，各售卡点终端把数据记录在此服务器数据库中以备对帐用。除合作银行外的其它充售代理机构（电信网点、社区电超市等）通过构建于公网上的VPN链路连接“一卡通”公司清算中心，将所生成的充售业务数据实时传送到中心数据库中。充值终端在进行交易时，需要同时向结算管理中心服务器和银行数据库服务器放置统一的交易数据。在中心结算管理中心与银行对帐过程中发生异议时，可以通过银行前置数据库服务器中的数据进行对账工作。清算管理中心可以向银行的中心数据库下达参数和权限，售充网点依据对应参数执行相应的操作。（3）消费数据回收消费数据回收是对消费终端上发生的刷卡消费数据进行采集回收，形成应用单位IC卡收入，同时将数据传送至“一卡通”结算系统用于资金结算和划拨。系统支持正常采集和补采集消费数据的功能，可下载生成黑名单记录，并可根据系统时间自动校对消费终端时钟。如消费终端发生故障不能进行正常采集，可以用其他设备对备份存储器中的备份数据进行数据采集，保证