【提要】上海作为拥有1600万人口的特大型城市，使用公共交通是市民日常出行的主要手段。
一、引言
目前公共交通日平均流量达680多万人次。随着计算机网络技术和智能卡技术的不断发展，为了方便广大市民的出行，提高城市公共交通的服务水平和管理水平，上海市于1999年提出了实施“公共交通一卡通”系统工程的设想。上海公共交通一卡通系统的目标是用三年左右的时间，实现公交、地铁、轮渡、轻轨和出租五大公共交通行业的一卡通用，并建成统一的发卡系统和中央清算系统及相关的计算机网络系统，实现“一卡在手，路路通行”。本文将结合上海公共交通一卡通系统三年多以来建设和运营的实践，介绍公共交通一卡通系统的设计思路、业务流程和运营管理，并简单介绍上海公共交通卡的现状与发展。
二、系统的技术实现
1、系统的总体架构
上海城市公共交通一卡通系统以中央清算系统为中心，连接公交、地铁、轮渡、轻轨、出租等分系统形成了一个覆盖全市的基于卡业务的计算机网络系统。因而在整个系统的设计结构中，必须条理分明地分成为五个层面，以适应复杂的管理要求。
第一层为中央清算系统；
第二层为公交、地铁、轮渡、轻轨、出租的分系统结算中心或营运公司结算中心；
第三层为各分系统的基层站点（数据采集点）应用系统；
第四层为所有的POS机具（IC卡读写机具）；
第五层为消费媒体，即公共交通非接触式IC卡。
下图给出了上海城市公共交通一卡通系统的系统总体框图：
上海市公共交通一卡通系统的建设与发展
2、系统的基本设计指标
根据上海市公共交通的现状和未来几年的发展预测，贯彻“实用、可靠、先进、经济”的方针，以应用为导向，推进管理上台阶，按照急用先上，分步到位的原则进行建设；从实际情况出发，以发展需求为依据，总体规划，分步实施，确保系统高度集成、总体优化、安全可靠、稳步推进。在系统进行总体设计时确定的系统基本技术指标为：
1)系统容量：中央清算系统在三年后应至少可以存储500万个卡片帐户，每天的交易量为500万笔，五年后可以扩展到1000万个卡片帐户，每天的交易数量达到600万笔；每笔交易的数据长度为200字节；
2)处理能力：中央清算系统可以在5小时内完成500万笔交易的清算，并可扩充到600万笔的交易处理能力；
3)IC卡的相关指标：
典型交易时间：完成一次典型的IC卡消费交易的时间小于300毫秒；
使用距离：正常情况下，在距离天线0---80mm的范围内可以正常进行交易；
使用寿命：IC卡的写/擦周期不小于10万次，数据保存时间不小于10年；
3、主要功能介绍
1)发卡中心
发卡中心负责卡片的初始化，包括创建卡片文件结构，更新卡片密钥，加载初始数据等。上海城市交通一卡通系统的发卡中心设在上海东方交通卡股份公司内，由多台先进的自动发卡设备组成。发卡系统的基本功能模块如下图所示：
卡系统的基本功能模块
IC卡发行设备是高度自动化的专用设备，通过PC机（发卡工作站）发送指令控制其动作，首先将卡片从进卡装置送入发卡机内，并停留在天线区域内，然后对卡片进行读写；读写完成后将卡片送至凹字打印模块，将卡片的编号打印在卡片表面，打印成功后卡片将被送至正常出卡装置；如果在发卡过程中发生错误，则卡片将被送至废卡盒，通过程序即可自动完成正常卡片和坏卡的自动分检。发卡过程中所有的密钥都将通过安全模块进行运算，保证发卡过程中的密钥安全。使用自动发卡设备大大降低了发卡的工作量，减少了人为造成发卡错误的可能性，发卡速度快而且成功率非常高，目前整个发卡中心每天可以完成数万张卡的初始化工作，完全可以满足上海的发卡需求量。
由于发卡系统将对卡片的密钥进行更新，因此对发卡中心的安全监管是非常重要的。上海一卡通系统的发卡中心采用先进的门禁管理系统和实时监视系统，最大程度地保证了发卡中心的安全。
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