城市轨道交通车票、车票读写器及终端设备控制系统技术发展.docVIP

城市轨道交通车票、车票读写器及终端设备控制系统技术发展 　　1.引言 　　在当今社会的公共服务领域，已经进入到一个以消费者利益为主导的时期，就轨道交通服务行业而言，运营商都要以大众的服务需求和便利为出发点来提供相应的服务。因此，城市轨道交通中出现了IC卡车票(储值卡)，同时储值卡还实现了城市公共交通甚至小额消费领域的“一卡通”。更进一步，手机支付也已经进入到城市公共交通领域，同时城市轨道交通中还出现了根据不同出行方式而推出的不同计费规则的车票(如计次票、日票、周票、月票和计次计时票等)，以满足不同市民出行乘坐轨道交通的需求，等等。 　　与此同时，当今世界IT技术飞速发展，主流IT技术和产品不断进步和发展，以IT技术为核心的AFC系统不可避免地要受到影响，尤其是作为轨道交通AFC系统终端控制核心(ECU)和关键部件车票读写器以及车票。为了保证在建和未来建设的系统能够既很好地满足用户需求，同时为运营商带来建设和运营方面的好处，以及为将来可能进行的系统升级提供方便，参与轨道交通AFC系统设计、建设的人士有必要探讨清楚未来轨道交通AFC系统的主流技术发展方向和技术选型方案。本文希望能够在这方面给出一些启示，并起到抛砖引玉的作用。 　　2.变化 　　2.1 车票的变化 　　第一代AFC系统，20世纪70年代开始在欧、美、日等国开始建造并投入运营，车票介质采用磁卡。其中许多系统至今还在运行，但功能简单、性能低下，而且因为设备复杂、故障率高以及设备系统维护成本居高不下。 　　第二代AFC系统，车票介质采用IC卡。20世纪80年代末开始研发，部分车票(储值票)为IC卡的AFC系统在欧、美、日等国家的部分轨道交通中试用。进入20世纪90年代，第二代AFC系统在中国等亚洲国家全面开始应用，部分发达国家的部分轨道交通线路也开始对第一代AFC系统进行改造升级。如今，以IC卡作为车票的第二代AFC系统已经成为了当今全球主流的AFC系统，早期发达国家所建设的第一代AFC系统目前都在朝着第二代系统全面进行改造和升级。 　　对于20世纪80年代末开始研发的第二代AFC系统，在过去的几十年中，其车票也发生了非常大的变化，从安全性方面来说，从最初的无安全保障机制的存储型IC卡到具有简单安全保障机制的逻辑加密IC卡，从逻辑加密IC卡再到具有双向认证功能的安全等级较高的IC卡(即CPU卡);从复杂性方面来说，IC卡也从小存储容量的单一应用向大存储容量的多应用方面发展;从IC卡标准方面来说，从最初的无国际标准，到目前普遍采用的国际标准ISO/IEC14443 Type A和ISO/IEC14443 Type B。IC卡标准的出现，对后来城市实现一卡通和各种IC卡应用系统之间的互联互通奠定了基础。 　　深圳市轨道交通一期工程于2004年建成投入运营，最初的车票采用符合SONY公司Felica标准的IC卡(包括储值卡和单程票)，2008年系统改造后引入了符合ISO/IEC14443Type A标准的车票(包括储值卡、单程票、次票、日期票等)，2010年二期系统上线后又引入了符合RF-SIM标准的手机支付工具作为新型的储值票，同时在二期系统上线前对一期AFC系统进行了局部改造(更换读写器)。目前是多种标准的车票同时在系统中使用，而且符合PBOC3.0Q标准的各商业银行IC卡正在试用阶段。 　　2.2 轨道交通IC卡读写器平台的变化 　　对于第一代AFC系统，车票读写器因为只是磁信息的识取和擦写，控制逻辑极为简单，因此读写头基本是专用的编解码ASIC芯片直接通过TTL电平的数据通信线与控制系统联接，进行简单的数据交换。 　　第二代AFC系统出现以后，直到2000年以前，IC卡车票读写器基本以8位的8051单片机为核心组成的硬件平台，实现对不同指令集的IC卡车票的识别、数据读写和安全认证，这个期间的车票读写器开始增加了对车票合法性进行安全甄别的安全认证模组(SAM)。进入21世纪，AFC设备供应商开始将32位的ARM处理器引入到车票读写器中，以ARM为核心的硬件平台的出现，大大提升了车票读写器的性能。 　　如今，以32位ARM处理器为核心，配备较大存储容量，SAM卡“无限”可扩展，支持实时多任务操作系统的硬件平台已经在轨道交通车票读写器中开始应用，而且已经成为了未来技术发展的主流。 　　可以预见在不久的将来，以32位ARM处理器为核心，高主频(200MHZ以上)，大存储容量(1G Byte以上)，具有丰富的外部接扩展，SAM卡“无限”可扩展的读写器硬件平台，最终将完全取代轨道交通终端设备中的ECU硬件平台，并接管ECU系统中的全部业务。深圳地铁一期工程因为设计上要兼容