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”系統的總體設計目標是建設一個(gè)以清算系統為中心的一級平臺，以智能IC卡（非接觸式CPU卡）為載體，以小額消費支付業(yè)務(wù)為基礎，連接公交、出租車(chē)、加油站、停車(chē)場(chǎng)供水、供電等二級結算系統的網(wǎng)絡(luò )信息系統，實(shí)現在眾多領(lǐng)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(chē)、出租車(chē)和路橋收費等，實(shí)現電子化收費，方便迅速，省卻找零不便等諸多麻煩；同時(shí)，“一卡通”IC卡還可以用于水電煤、超市小額消費等領(lǐng)域，為市民、企業(yè)、市政部門(mén)以及其它商業(yè)組織提供方便快捷的支付、結算和服務(wù)，提高管理水平。從項目的實(shí)施目標來(lái)說(shuō)就是要建設一個(gè)具有覆蓋全市公共消費領(lǐng)域安全可靠、同時(shí)具有全國互通和區域互通的的清算與結算網(wǎng)絡(luò )運行系統。利用日益成熟的射頻IC卡技術(shù)和先進(jìn)的計算機技術(shù)，在這個(gè)公共平臺上實(shí)現公共消費領(lǐng)域內的電子化收費。

　　一、指導思想

　　堅持高起點(diǎn)，面向2l世紀。確保系統在今后一段時(shí)間的先進(jìn)性和在國內同行業(yè)中的領(lǐng)先地位；

　　系統貫徹“實(shí)用、可靠、先進(jìn)、經(jīng)濟”的八字方針，以應用為導向，推進(jìn)管理上臺階，按照急用先上，分步到位的原則進(jìn)行建設；

　　從實(shí)際情況出發(fā)，以發(fā)展需求為依據，總體規劃、分步實(shí)施，確保系統高度集成、總體優(yōu)化、安全可靠、穩步推進(jìn)；

　　系統充分考慮功能擴容和技術(shù)升級，適應當代信息技術(shù)迅猛發(fā)展的要求，以求最佳效果；

　　確保系統的安全保密，立足于形成自主版權的IC卡產(chǎn)品，有利于現有系統的改造，有利于實(shí)現國產(chǎn)化；

　　二、設計原則
　　
　　“城市一卡通”系統建設的目標是能建立一個(gè)先進(jìn)的信息平臺，并依托這個(gè)平臺逐步完善相應的應用系統，因此是一個(gè)規模龐大、結構復雜、信息量大的綜合信息系統建設項目。在開(kāi)展本項目時(shí)，實(shí)行“統一規劃、統一標準、統一制造、統一發(fā)卡、統一管理”五統一原則，同時(shí)實(shí)行嚴格的市場(chǎng)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(jìn)行系統設計、系統建設和實(shí)施過(guò)程中，應符合以下原則：

　　1、實(shí)施的階段性和兼容性

　　考慮到本系統設計、開(kāi)發(fā)、應用與維護是一項復雜的管理和技術(shù)工程，因此系統建設可以分成多個(gè)階段來(lái)逐步實(shí)施。系統設計需要確定系統建設的整體架構、技術(shù)選型，并在此基礎上構建系統平臺框架以及開(kāi)發(fā)當前最迫切需要的業(yè)務(wù)系統，隨著(zhù)時(shí)間和行業(yè)發(fā)展需要，逐漸開(kāi)發(fā)新的應用領(lǐng)域，并將新的應用領(lǐng)域集成到系統平臺框架中去，從而最終實(shí)現具有相互兼容、可擴展、可互連的一卡通應用系統。

　　2、技術(shù)的先進(jìn)性和成熟性

　　系統設計要采用先進(jìn)的技術(shù)和方法，能反映當今的先進(jìn)水平，而且要具有發(fā)展潛力，能保證在未來(lái)若干年內占主導地位，并能順利地過(guò)渡到下一代技術(shù)。其中，在IC卡的種類(lèi)、型號和讀寫(xiě)設備選型中，要研究技術(shù)的發(fā)展趨勢，保證卡片和設備在今后技術(shù)重建過(guò)程中的兼容性\\還必須要重視系統結構、設備的相對成熟。

　　3、信息的安全性和準確性

　　通過(guò)建立安全控制系統，對系統中的所有對象進(jìn)行控制和保護，實(shí)現身份認證、訪(fǎng)問(wèn)控制、權限設置、通信保密等一系列措施，以確保系統數據的安全。系統應分別針對不同的應用和不同的網(wǎng)絡(luò )通信環(huán)境，采取不同的措施，在數據采集、存儲、傳遞、交換和使用過(guò)程中設置相應的安全機制，確保數據的準確和安全。無(wú)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。

　　4、系統的可靠性和穩定性

　　系統的可靠性和穩定性直接影響交易業(yè)務(wù)的正常運行，是社會(huì )形象的保障。從系統結構、技術(shù)措施、設備性能、系統管理、廠(chǎng)商技術(shù)支持及維修能力等方面著(zhù)手，確保系統運行的可靠性和穩定性，達到最大的平均無(wú)故障時(shí)間；從消費數據到數據源的采集，從卡片售卡充值到數據上傳清算等環(huán)節，都要求機具設備和軟件系統具有高可靠性和高穩定性，能保證系統在高容量、長(cháng)時(shí)間穩定有效工作。核心業(yè)務(wù)所涉及的軟、硬件以及網(wǎng)絡(luò )設備需采用冗余設計，核心數據庫需設計合理的備份系統。

　　5、系統的標準性與開(kāi)放性

　　為滿(mǎn)足系統所選用技術(shù)和設備的協(xié)同運行能力、系統投資的長(cháng)期效應以及系統功能不斷擴展的需求，系統必須具備開(kāi)放性和標準性。系統總體結構設計要遵循國際及國家通用的規范標準，并將規范化、標準化貫穿于系統開(kāi)發(fā)及建設的每一個(gè)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，制定統一技術(shù)規范，實(shí)現不同機具的兼容。系統標準性可以充分保證系統的可擴展性，并且隨著(zhù)新技術(shù)的發(fā)展，無(wú)縫地將后續開(kāi)發(fā)的子系統融入到整個(gè)系統之中。

　　6．系統的管理性和維護性

　　由于整個(gè)系統涉及眾多功能和應用，因此要考慮系統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(shí)時(shí)監控系統的運行狀態(tài)，并在必要時(shí)進(jìn)行相應的操作。
　　
　　7、系統的實(shí)用性和經(jīng)濟性

　　系統要保證技術(shù)上和經(jīng)濟上的可行性，系統建設應始終貫徹面向應用，注重實(shí)效的方針，堅持實(shí)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、系統整體架構體系

　　城市一卡通管理系統消費領(lǐng)域包括公交汽車(chē)、出租車(chē)、路橋收費、小額消費、水電煤繳費等，要全面實(shí)現IC卡一卡通工程，應具備層次式體系結構及其清晰的數據處理流程。

　　城市一卡通管理系統工程，設置城市一卡通清算系統（稱(chēng)為一級系統）；下設城市一卡通發(fā)卡充資系統和若干個(gè)分中心結算系統（稱(chēng)為二級系統），他們是公交、出租等行業(yè)結算系統；同時(shí)分系統下設有三級系統，他們是公交、出租、路橋、小額消費的子營(yíng)運公司或站點(diǎn)；最后是POS機終端設備（包括POS消費終端和公交、出租系統設立的充資點(diǎn)及銀行、超市系統所在的其他充資點(diǎn)及消費點(diǎn)）和IC卡乘客持卡消費。

　　在“一卡通”公司運行的系統“一級平臺”負責整個(gè)系統中軟硬件基礎平臺和網(wǎng)絡(luò )的正常運行。“一級平臺”中設置了多個(gè)系統數據庫，主要包括“充售數據庫”、“回收數據庫”、“清算數據庫”和“查詢(xún)數據庫”。

　　“一級平臺”中的功能模塊涵蓋了“一卡通”公司在運營(yíng)過(guò)程中所涉及的業(yè)務(wù)流程，包括：卡片檔案管理、充售管理、數據回收管理、系統監控與管理、清算管理、結算與劃撥管理、客戶(hù)服務(wù)管理以及統計分析與查詢(xún)等功能，這些功能支持“一卡通”公司開(kāi)展各項業(yè)務(wù)活動(dòng)

　　“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(gè)獨立公司和代理銀行網(wǎng)點(diǎn)，其中“小額消費接口”還可支持超市、商場(chǎng)、報亭等各種規模的商戶(hù)開(kāi)展“一卡通”消費。

　　系統“二級平臺”支持各應用單位開(kāi)展“一卡通”業(yè)務(wù)，配合“一級平臺”進(jìn)行資金清分和結算，提供消費數據信息，為應用單位在運營(yíng)決策提供準確的數字依據，以降低成本、提高效率、提升服務(wù)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(guò)程都較復雜。系統針對這些行業(yè)企業(yè)提供了“三級平臺”，負責公交分公司、出租車(chē)公司車(chē)隊和個(gè)人等結算單位的消費數據采集回收以及營(yíng)運收入的分配劃撥等業(yè)務(wù)。

　　系統“用戶(hù)平臺”為廣大市民提供了豐富的“一卡通”消費環(huán)境，通過(guò)這一平臺可以完成IC卡與各類(lèi)機具的信息交換，實(shí)現“一卡在手，生活無(wú)憂(yōu)”。

　　另外，系統基于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )直接為市民提供Web查詢(xún)服務(wù)，可以完成在線(xiàn)業(yè)務(wù)咨詢(xún)、業(yè)務(wù)受理和信息查詢(xún)功能，提升系統的服務(wù)質(zhì)量。涉及Web查詢(xún)的數據庫和應用軟件相對獨立，以保證系統的信息安全。

　　四、運行環(huán)境

　　系統以客戶(hù)機／事務(wù)處理／數據庫服務(wù)器三層體系結構實(shí)現，采用交易中間件控制交易的請求（由客戶(hù)機發(fā)起）和處理（由服務(wù)器完成）。采用三層結構能更好地平衡客戶(hù)機和服務(wù)器上的負載，減少網(wǎng)絡(luò )通訊和競爭，有利于提高系統交易的吞吐量；在連接的客戶(hù)機數量較多時(shí)，三層結構將占用較少的數據庫連接數，可降低主機的資源消耗；在業(yè)務(wù)處理邏輯發(fā)生變化時(shí)，能夠以較小的代價(jià)方便地對系統進(jìn)行修改。

　　為了滿(mǎn)足系統開(kāi)放性原則，應選用符合SQL標準、支持“客戶(hù)機／服務(wù)器”體系統結構的關(guān)系型數據庫管理系統。整個(gè)計算機系統應以市場(chǎng)流行的數據庫管理系統為主，并盡可能采用同種數據庫管理系統，以較好支持數據分布處理。

　　五、應用范圍

　　主要涉及在城市居民生活的各個(gè)領(lǐng)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、醫療、旅游、小額支付等多個(gè)領(lǐng)域的快速結算和支付，保證各領(lǐng)域的身份認證和信息存儲查詢(xún)，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(xiàn)電視、電信收費；

　　商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)小額收費：停車(chē)場(chǎng)、超市、茶樓、咖啡店等特約商戶(hù)劃卡收費

　　旅游消費：代替門(mén)票、旅游積分；

　　加油、加氣：油氣收費、稅控管理。

　　六、系統技術(shù)特點(diǎn)

　　1、系統成熟安全可靠；

　　2、采用遵循《建設事業(yè)CPU卡COS技術(shù)要求》的非接觸CPU卡；

　　3、采用國家建設部密鑰管理系統，確保系統安全可靠；

　　4、IC卡讀寫(xiě)機具、城市一卡通管理系統的各級應用軟件全部由華捷公司技術(shù)團隊自行研制開(kāi)發(fā)，具有合法的自主知識產(chǎn)權；

　　5、系統軟、硬件平臺（服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò )設備、通信線(xiàn)路、數據庫、中間件等）全部采用雙機熱備方式配置、實(shí)施；

　　6、系統選用超大規模的主流數據庫產(chǎn)品，應用軟件開(kāi)發(fā)采用三層結構模型，即客戶(hù)機／中間件／服務(wù)器模式；

　　7、采用數據增量備份技術(shù)，實(shí)現單位時(shí)間內的數據增量備份；

　　8、系統具有開(kāi)放性、標準性、先進(jìn)性、實(shí)用性和可擴性好等技術(shù)特點(diǎn)；

　　9、用戶(hù)界面友好，易于操作使用，便于推廣應用；

　　10、保留區域互通和全國互通的接口；

　　11、其他消費領(lǐng)域的模塊化子單元，可拓展；

　　七、結論

　　要全面實(shí)現CPU卡城市一卡通系統，在架構設計上應具備層次式體系結構及其清晰的數據處理流程，為滿(mǎn)足投資的長(cháng)期效應以及系統功能不斷擴展的需求，系統必須具備開(kāi)放性和標準性，系統總體結構設計要遵循國際及國家通用的規范標準，并將規范化、標準化貫穿于系統開(kāi)發(fā)及建設的每一個(gè)階段中；同時(shí)在項目推進(jìn)上應從實(shí)際情況出發(fā)，以發(fā)展需求為依據，總體規劃、分步實(shí)施，確保系統高度集成、總體優(yōu)化、安全可靠、穩步推進(jìn)。

基于CPU卡的城市一卡通應用解決方案和總體設計思路