清华同方城市交通卡应用综述
来源：中国一卡通网 作者：清华同方智能卡产品公司 发布时间：2006-12-12 12:19:07 字体:[大 中 小]
关键字：城市交通卡 清华同方 IC卡技术
摘 要：随着计算机技术和IC卡技术的高速发展，“电子商务”、“电子货币”等支付手段的日益成熟，清华同方提出了“城市通卡”整体解决方案。它是将城市中相关行业统一起来，采用统一的付费方式，方便市民消费、提高运营企业的工作效率；在一定区域内，居民或游客持一张IC卡能实现身份验证、脱机消费支付、金融领域应用等功能，如公共汽车收费、出租汽车收费、公园门票收费、煤气管理收费、停车场、路边停车点收费、路桥收费、自来水管理收费、居民小区物业管理收费等，达到“一卡在手，生活无忧”的总体目标。
第一部分 清华同方城市通卡整体解决方案
一、系统概述
随着计算机技术和IC卡技术的高速发展，“电子商务”、“电子货币”等支付手段的日益成熟，清华同方提出了“城市通卡”整体解决方案。它是将城市中相关行业统一起来，采用统一的付费方式，方便市民消费、提高运营企业的工作效率；在一定区域内，居民或游客持一张IC卡能实现身份验证、脱机消费支付、金融领域应用等功能，如公共汽车收费、出租汽车收费、公园门票收费、煤气管理收费、停车场、路边停车点收费、路桥收费、自来水管理收费、居民小区物业管理收费等，达到“一卡在手，生活无忧”的总体目标。
建设数字化城市是城市通卡工程项目的远期目标，IC卡是作为信息的载体和接口，在“城市通卡”工程项目中，通过向市民发行用于城市生活的IC卡，建立城市公共事业管理基础信息的采集平台。将市民每日的生活信息和消费信息、生活需求和生活的偏爱，通过使用IC卡进行数字化记录，反映到城市的相关的信息系统中，为城市信息的综合管理提供必要的数据与分析，依托城市IC卡系统平台全面开展电子商务。有了这些信息，辅以其他手段，如：查询、发表统计，间接测算、决策分析等方法，所得到的信息相当真实、可靠，具有真实的时间和及时性，大量的信息每日汇总，勾画出城市的生活脉络，为城市中的个人消费、企业经营及城市管理者的活动决策，提供了多方面有力的分析基础和指导依据。
二、城市通卡的应用范围
清华同方规划的城市通卡，主要涉及在城市居民生活的各个领域的支付和身份认证，能够完成公用事业的预收费，金融、旅游等多个领域的快速结算和支付，在有条件的城市还能够实现小区和停车场等领域的应用，目前清华同方能够提供的比较成熟的城市通卡应用领域列举如下：
城市交通：公交、地铁、轻轨、轮渡、出租等收费；
城市公共事业：水、电、气、路桥收费、停车场收费等；
金融应用：圈存、圈提、消费、取现、转帐等；
旅游消费：代替门票、旅游积分进行收费；
三、总体设计
本系统设计的基本思路为“一个中心、两类网点、三个系统”。三个系统之间采用“人字结构”相连接，实现IC卡“联机缴费、脱机消费”两条流程。同时，使系统达到“城市通卡”的要求。
城市通卡系统结构图：
为了阐述方便，根据各级机构和消费者的关系，我们将直接面对用户（持卡的市民）提供服务的系统称为“前台系统”，将和“前台系统”连接，间接为用户（持卡的市民）提供服务的系统称为“后台系统”。具体划分如下：
一个中心
一个中心为IC卡管理清算中心，它负责两方面的工作：统一的资金清算；整个ｅ卡通系统管理。相对于用户（持卡的市民），IC卡管理中心在两类网点后面，提供服务支持，作为“系统后台”。
两类网点
第一类网点为“联机营业网点”，主要负责为用户发卡充值和其它辅助IC卡管理业务，与“一个中心”之间为联机交易。它直接面对持卡的市民，提供“城市通卡”的服务，作为“系统前台”。
第二类网点为“数据采集网点”，实现用户消费、收费管理和信息收集等功能，与“一个中心”之间为脱机交易，也作为“系统前台”。
三个系统
第一个为后台中心系统，运行在“IC卡管理清算中心”，是整个系统的核心。
第二个为前台联机交易系统，运行在“联机营业网点”，面向用户负责资金的流入。
第三个为前台脱机采集系统，运行在“数据采集网点”，面向用户提供消费场所。
人字型结构
人字型结构表示一个中心，两个网点和三个系统之间的物理关系，如下图所示：
从资金清算的行政管理角度看，我们用“二级管理机构”，即“清算及管理中心”和“联机营业网点”或“数据采集网点”。二级管理结构有利于保证资金的一致性和完整性。
从应用系统设计角度看，“城市通卡”系统项目涉及领域广泛，实施周期长，采用中间件服务，引入如图所示三层客户机/服务器体系结构，是最为理想的平台。这样既可以保证系统将来充分的可扩展性和分布实施的易操作性，也可以提供一种灵活、可靠、安全的“城市通卡”解决方案。
“三层应用结构”，既在后台中心系统数据库服务器和前台客户机系统之间增加一个“应用服务器”，通常称为“中间件服务器”，安装在“城市通卡”清算及管理中心”。
这种结构可以为系统带来如下好处：
可以从容面对高峰时的大交易量，系统不会因为突发高峰而瘫痪；
可以根据交易类型对不同交易设定优先级，使整个应用系统更为有效；
便于应用程序修改和变更。由于公用IC卡涉及领域广泛，三层次结构有利于业务逻辑变更，而无需影响所有连接上来的用户；
安全性好。由于客户机逻辑上只与应用服务器打交道，而不是直接读数据库，使系统更加安全；
移植性好。由于中间件屏蔽了用户和操作系统之间的交道，且中间件本身是跨平台的产品，所以，当使用不同厂家的服务器产品和不同厂家的数据库产品时，是非常方便移植的；
性能好。由于客户机无需每次再对数据库进行连接和释放连接的动作，使系统中通讯量减少，而中间件与数据库采用的是恒连接，使系统效率提高；
扩展性好。当系统中应用越来越多，总体交易量不断上涨时，可以通扩展应用服务器的方式对系统进行扩展，非常容易和方便。便于分布增加应用，实现公交、出租、水、煤气的分布实施，并为将来增加新的应用提供便利；
三层和多层次结构以其层次清晰、维护方便、扩展能力强等应用软件多年来不断追求的目标的实现，已成为未来应用软件业发展的趋势。
我们将这一先进概念和产品推荐给“城市通卡”系统这样一个要求充分考虑系统的安全性、可扩展性和可靠性、信息交换保密性高、数据传递及时准确、开发维护便利、适应电子商务网络化要求的系统，必将有助于此项目的开发实施取得卓有成效的成果，一定能在主机系统的成功应用中发挥作用.
四、系统运营模式
清华同方在研究了城市公用以及行业IC卡应用特点的基础上提出了城市通卡的运营模式：
“城市通卡”系统为市民提供了多个行业的收费服务，因此需要建立覆盖全市的服务网点，提供租卡、充值、挂失、销户、换卡、退卡、查询和数据采集等多种服务业务。并将交易数据传输给IC卡管理中心，以实现IC卡管理中心的统一清算，从而保证资金的一致性和准确性。
IC卡管理中心：IC卡管理中心一般由城市管理部门统一建立。负责整个城市的ｅ卡通项目的IC卡管理、资金清算、客户管理和系统管理，并对运营中产生的各种资金进行统一清分，以协调和保证各资源方的利益。
联机营业网点：负责实时联机完成各个运营方(包括：公交、公用事业、旅游等)，对IC卡进行充值等业务，同时将相关的交易信息发送到IC卡管理中心。联机营业网点可以由各个运营方根据行业经营的特点自行设置，也可以借助银行网点由城市统一规划设置，总体的原则是要方便市民应用，便于管理。
数据采集网点：负责批量地将消费者在消费点进行消费的数据传送到IC卡管理中心，这需要根据各行业的经营方式，灵活的设置和管理。
五、系统组成和基本功能
城市通卡是一个庞大的系统工程，基本系统组成和功能介绍如下：
联机交易系统
在联机营业网点，实现 “城市通卡”系统中的卡交易功能和部分会员管理功能。为市民提供租卡、充值、挂失、销户、换卡、回收、查询等多种服务业务。除了卡信息查询外，其他业务都需要实时联机进行。
脱机采集系统
脱机采集系统实现数据中心和手持POS机的信息交换。公交消费终端的交易信息通过本系统传输给数据中心进行资金清算，水、电、燃气、公园门禁等的抽检信息通过本系统传输给数据中心进行核对，数据中心的黑名单信息和时钟信息通过本系统传输给手持POS机。
资金清算系统
资金清算系统以“统一开户，每日一清，当月结平”为原则，针对联机交易和脱机交易产生的数据，清算参与系统各方的帐务。
信息管理系统
信息管理系统实现“城市通卡”系统中的信息管理，包括数据的存储、查询、分级授权管理。“城市通卡”工程项目需要采集大量的数据，这些数据将通过城域网进行传输。管理中心将对各方的运营数据进行分析处理，便于信息查询，并且能够利用数据分析结果（如：公交线路预报、水电气信息）提供其他增值服务。有利于各运营公司建立更加合理的运营组织模式，提高工作效率，降低运营成本。
后台数据处理系统
后台数据处理系统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。
消费网点系统
用户持卡到消费网点进行消费，购买相应的产品或服务。消费网点完成相应的消费功能，记录用户的消费交易明细，通过采集设备上传到数据中心进行处理。消费网点通过内部的安全模块，保证交易的安全可靠。
在 “城市通卡”系统中，通过采用“一卡一帐”的帐户设置与管理方法，提高了系统安全性，并在每张IC卡对应的用户帐户内记录IC卡的所有交易信息，保护了各方的利益。
在城市通卡系统中，IC卡的联机交易系统和帐务系统可以与银行合作组建，其它系统需要由市政府的公用事业局或相关通卡运营单位公司共同完成。
六、系统特点
城市信息化的数字平台
城市通卡系统是未来城市信息化的基础平台，它建立在专用的网络平台上，以IC卡为接口，建立了城市信息与数据仓库，拥有自己的核心管理软件符合国家建设标准和安全规范，能够做到服务市民、管理城市，具有层次性、动态性、关联性和整体性等特点。
系统应用的扩展性
系统从城市整体解决方案上来看，既可独立应用于公交领域，也可应用于公交、水、电、燃气多应用，并可扩展到公用事业收费、停车场收费、金融消费等各个领域，为多应用预留了充分的扩展空间。系统应用的灵活性
另外，根据用户具体需求不同，可以选择不同类型、标准的IC卡和配套机具。
系统应用的安全性
为保证城市通卡系统的运行安全和信息安全，在系统设计时采用基于金融规范的体系结构，加强防火墙技术，绝对禁止外部人员进入系统，在存取控制、口令保护、信息加密等方面也有周密的设计；另外还采用加密数据传输、系统分级授权管理等多种措施来实现系统的高度安全可靠。
清分系统中各应用的独立性
城市通卡包含多个行业的应用，各个应用在整个系统中是独立的，采用模块化的设计，并预留了与各运营公司的接口，提供独立资金清算互不干扰，从而保护了各方的利益。
七、效益分析
经济效益
城市通卡工程是对城市公共交通行业、水电气行业、旅游行业等城市基础设施和其它传统经营方式加以改造和提升的基础上，应用高科技手段，依托庞大的、固定的并不断发展的城市居民用户群市场，与当地金融机构合作，受到各地政府优惠政策的大力支持的数字网络平台，其发展远景广阔，市场规模和价值巨大。
提高市政和运营公司的信息化管理水平，有利于提高工作效率、降低运营成本，增加收入；
对消费数据进行统计分析，为业主公司的运营决策提供准确的数字依据，改善业主公司的运营效率；
采用预收费的方式，达到了资金沉淀的目的；
IC卡表面的封装广告和冠名权为运营公司带来直接的收益；
社会效益
IC卡应用系统是集计算机、通信、微电子技术、现代密码学、数据库管理等高技术为一体的系统工程，是涉及领域和行业较广、覆盖面较大、社会影响很大的工程项目。
有利于推进国有企业改革、提高管理水平、走出经营困境；
提高城市的市政以及各行业的信息化管理水平；
响应国家促进城市信息化建设的号召，提升当地的城市面貌，为城的发展带来新的商机；
改善市政秩序，为市民做实事，提升政府的形象，促进国家金卡工程进程；
改善人民生活质量，提高城市综合水平。
八、基本建设原则
目前，我国的一些大中城市已经先后进行了城市智能卡应用系统工程项目的建设，随着这些项目的实施，有不少问题也随之而来，那就是盲目上马、各自为政、重复建设、互不兼顾、多重发卡以及乱收费等问题。这样，不仅不能实现真正意义上的信息化建设，而且给市民的生活也带来了诸多不便。
为此，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，坚持对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也提出了很高的要求。
清华同方根据建设部的要求也制定了智能卡项目实施的原则：
统筹规划、分步实施；
统一标准、统一要求；
统一发卡、一卡多用；
简单实用、安全可靠；
技术先进、经济合理；
多方参与、利益兼顾；
先试点、后推广。
通过“城市通卡”建设实现数字化城市，提升城市管理水平，企业运作水平及市民的生活质量。清华同方愿为国内的“城市通卡”系统工程建设贡献自己卓越的产品，为数字化城市的实现尽一份力。
第二部分 城市通卡建议书
一、行业背景
城市建设系统涉及众多：公共交通、煤气（天然气）、出租车、公园、自来水等领域。在这些领域中，传统的收费方式在当今已显得落后，造成了某些公用事业单位的严重亏损，政府每年都要投入巨资补贴，这同社会主义市场经济的本质是背道而驰的。随着IC卡应用在各地的实施，不仅实现自动收费，电脑结算，而且缩短运行时间；减少点钞人员和管理环节，杜绝贪污，减少假币、假票，加速了资金周转，促进企业信息管理系统的完善，带来了管理机构和管理方式上的巨大变化。因此，IC卡应用的推广，可以改变城建系统企业传统的管理服务方式，提高企业劳动效率，使企业经济效益和服务水平明显提高，并对提高城市形象起到了极大的推动作用。
目前，中国的公共事业IC卡建设中分为两类，一类是单一行业的IC卡应用，另一类是多行业的一卡通，即多个行业共享一张卡片资源，统一发卡，统一管理。
清华同方提出了城市通卡整体解决方案。它是将城市中相关行业统一起来，采用一致的付费方式，方便市民消费、提高运营企业的工作效率；在一定区域内，居民或游客持同一张IC卡能实现身份验证、脱机消费支付、存储各类信息等功能，达到“一卡在手，生活无忧”的总体目标。目前，城市通卡中可实现的应用包括：公共汽车收费、轻轨、地铁收费、出租汽车收费、公园门票收费、煤气管理收费、自来水管理收费、停车场、路边停车点收费、路桥收费、居民小区物业管理收费等。
二、应用领域
清华同方规划的城市通卡，主要涉及在城市居民生活的各个领域的支付和身份认证，能够完成公用事业的预收费，金融、旅游等多个领域的快速结算和支付，在有条件的城市还能够实现医疗、社保等领域的应用，目前清华同方能够提供的比较成熟的城市通卡应用领域列举如下：
1、城市交通：公交、地铁、轻轨、轮渡、出租等收费；
2、城市公共事业：水、电、气、路桥收费、停车场收费等；
3、金融应用：圈存、圈提、消费、取现、转帐等；
4、旅游消费：代替门票、旅游积分进行收费；
5、小区物业管理：房租，物业费，电梯费等；
四、城市通卡与单行业应用的对比分析：
就目前的IC卡市场状况，行业背景及各个城市的信息化建设而言，城市通卡与单行业应用的对比如下：
1、单行业应用本身的投入较少，易于管理，操作和运作相对简单；但造成资源的严重浪费。而城市通卡应用的一次性投入较大，而且操作、管理和运作也相对复杂，其关键一点是一卡多用，资源共享，统一管理和资源分配。实施后从用户的生活、企业管理到城市建设都起到巨大的变革和深远的影响，可以说是一场“变革”。
2、随着IC卡技术的发展和各地掀起电子商务及数字化城市建设的大潮，各行业都会在几年内应用IC卡。若每个行业独立运作，用户（百姓）手中至少要有7、8张卡，使用极不方便。从城市建设及规划角度讲，卡片及支撑卡片运行的软硬件平台必定要重复建设，若有7、8个行业单独发卡，其建设投资比城市通卡要多投入3-4倍。
3、单行业独立运作实行IC卡收费，其运营成本与城市通卡的运营成本基本相似。但造成资源的分散管理，对整个城市的规划和资源的有效管理造成瓶颈。
4、城市通卡的建设需要资源整合，这就需要建设的领导者有城市信息化建设的通盘规划能力，其意义不仅仅是实施IC卡收费系统，而是对整个城市的收费模式及公共事业进行一场变革。
5、国家金卡工程领导小组及建设部IC卡领导小组一直倡导统一发卡，一卡多用的原则，因此，进行城市通卡的建设符合国家相关的政策法规。
6、建设数字化城市是城市通卡工程项目的远期目标，IC卡作为信息的载体和接口，在“城市通卡”工程项目中，通过向市民发行用于城市生活的IC卡，建立城市公共事业管理信息平台。将市民每日的生活信息和消费信息，通过使用IC卡进行数字化记录，反映到城市的相关的信息系统中，为城市信息的综合管理提供必要的数据与分析。有了这些信息，辅以其他手段，如：查询、统计，间接测算、决策分析等，为城市中的个人消费、企业经营及城市管理者的决策，提供了多方面有力的分析基础和指导依据。
四、进行城市通卡建设的规划：
根据各地的城市通卡建设情况和清华同方在沈阳、鞍山等地进行城市通卡建设的经验，城市通卡项目应按如下进行规划与建设：
1、由市领导及各行业领导组成“城市通卡”建设领导小组，进行项目的统一规划，资源协调，建设管理及相关政策法规的出台。
2、由城市公共事业的领导机构负责项目的具体运作与实施。例如：计委、建委或公共事业局等。
3、在“城市通卡”建设领导小组的领导下进行整个项目的总体规划。例如：纳入的行业有那些，如何分期分批的进行建设；项目中涉及的政策法规的制定；项目的建设内容、建设计划及投资预算等；
4、成立城市通卡的建设与运营公司，负责项目的建设及建成后的运营；
5、进行项目的实施与建设；
五、项目的建设和运营原则：
根据各城市建设城市通卡的经验与教训，项目的建设和运营应遵循下列原则：
1、取消月票制等计划经济体制下的福利政策：
月票是计划经济体制下的产物，等于是政府给百姓的福利或补贴，如不取消月票制，IC卡的销售必然会产生对销售对象的限制，即对外来人口的销售限制。这样对于旅游城市讲，必然影响城市通卡的建设。如政府出于对特殊人群（老人、儿童）的考虑，可以对特殊人群进行一些优惠，但是要避免月票制下的无限次消费，应当改变为向特殊人群提供优惠次数和优惠比例。
2、项目一定按“市场化”运作：
项目规划与建设中，一定按“市场化”运作，项目建成后的运营公司是企业，企业是以市场为核心，以追求利益最大化为目的,只有赢利才能生存下去。如公司组建后出现亏损，其他应用行业将不会进入城市通卡，随着时间的推移必将出现其他城市停止发卡的局面。因此，通卡运营公司应对项目进行统一的规划与建设，运营中至少持平或赢微利。
3、划清运营公司与银行及各行业的关系：
通卡运营公司在进行建设规划时，应划清其与银行及各应用行业的关系。在建设期间，通卡运营公司是项目的建设单位，应进行项目的统一规划与建设，并有唯一的发卡权和清算权。项目建成后，通卡运营公司作为城市通卡的运营商进行卡片平台的建设与运作。IC卡作为城市中一个完全崭新的结算与支付平台去服务于各个应用行业及用户。
六、总结：
IC卡技术作为信息时代的产物，逐渐成为现代社会重要的信息载体和交易工具。IC卡应用的推广，有助于加强政府对经济的宏观调控，减少现金流通，加速我国城市管理现代化。公用事业收费电子化和国民经济信息化进程，是城市现代文明的标志。通过城市通卡系统的实施，有助于城市居民进一步更新观念，提高市民综合素质和文明程度。其经济效益与社会效益是相当显著的，为今后的数字化城市建设打下了良好的基础。
第四部分 “城市通卡”系统中卡片选型分析
“城市通卡”系统，是由通卡公司搭建公共的卡片管理和资金清算平台，为各个行业的运营管理提供服务。
城市中各个收费行业都可以统筹规划，分期纳入到”城市通卡”系统中来。按照收费方式的不同，将通卡系统中收费分为两种，一种为储值消费，比如公交车、出租车、轻轨、公园门票、停车场、路边停车点、路桥收费、小区物业收费等等，另一种为储量消费，比如煤气收费、自来水收费、电力消费等等。储值消费是将电子货币存储在电子钱包中，可以在不同行业的消费终端上消费使用，通卡公司按照消费情况为各个行业进行资金的划拨。而储量消费是使用现金或电子钱包中的电子货币购买一定的使用量，存储在卡片的存储区域中，然后在有关行业的消费终端上消费，通卡公司按照购买使用量情况为各行业进行资金的划拨。
一、卡片选型及系统实现方式
由于每个城市行业的现状各不相同，每个城市对系统投资规模不同，对系统安全保密性要求不同，清华同方针对卡片的选型、多行业收费的实现方式进行分析，希望每个城市从中找到适合自己的模式。
综合在“城市通卡”系统中可能使用的卡片，系统实现方式分为以下几种：
| |
卡片 |
储值区域中电子钱包数量 |
储量区域中区域数量 |
储值消费
终端类型 |
储量消费
终端类型 |
|
1 |
非接触逻辑加密卡 |
一个钱包 |
多个区域 |
非接触 |
非接触表具 |
|
2 |
双芯片复合卡 |
一个钱包 |
多个区域 |
非接触 |
接触表具 |
|
3 |
双界面CPU卡 |
一个钱包 |
多个区域 |
非接触 |
接触表具 |
|
4 |
非接触逻辑加密卡 |
一个钱包 |
无 |
非接触 |
手持POS机 |
|
5 |
两张卡 |
非接触卡 |
一个钱包 |
无 |
非接触 |
无 |
|
接触卡 |
无 |
单行业区域 |
无 |
接触表具 |
二、各类情形分析
下面从卡片内主要的文件结构、收费实现方式、终端设备情况、投资资金分析几方面对这五种实现方式进行分析。
以下分析以40万户、150万人口进行估算。储值消费终端以公交行业车载机为代表，储量消费终端以煤气行业的智能煤气表为代表进行投资估算。公交车的数量按1200辆进行计算。
第一种方式：使用非接触逻辑加密卡
1、文件结构
2、收费实现方式
对于储值消费，首先用户持现金为IC卡中非金融电子钱包充值，然后可以持卡在不同行业的消费终端上消费，比如公交车载机、公园闸机等。
对于储量消费，首先用户持现金或IC卡中非金融电子钱包购买使用量，然后持卡在有关行业的非接触式消费终端上消费，比如水表、煤气表等。
3、终端设备情况
由于采用非接触逻辑加密卡，系统中的读卡设备和消费终端也应采用非接触设备。
4、投资资金分析
预计储值消费的用户发卡量将达到40万张，储量消费的用户发卡量将达到40万张，综合考虑整个系统发卡量将达到60万张。
|
卡片 |
车载机 |
非接触智能煤气表 |
|
数量 |
单价 |
价格 |
数量 |
单价 |
价格 |
数量 |
单价 |
价格 |
|
60万 |
15 |
900万 |
1200 |
3000 |
360万 |
40万 |
1150 |
4.6亿 |
|
共计：4.726亿元 |
第二种方式：使用双芯片复合卡
1、文件结构
非接触部分：（逻辑加密卡）
非金融电子钱包
接触部分：（逻辑加密卡或CPU卡）
购买量1
购买量2
购买量…
2、收费实现方式
对于储值消费，首先用户持现金为IC卡中非接触部分的非金融电子钱包充值，然后可以持卡在不同行业的消费终端上消费，比如公交车载机、公园闸机等。
对于储量消费，首先用户持现金或IC卡中非金融电子钱包购买使用量，记录到接触部分的存储区域。然后持卡在有关行业的接触式消费终端上消费，比如水表、煤气表等。
3、终端设备情况
系统中的储值消费终端采用非接触方式，储量消费终端采用接触方式。
4、投资资金分析
预计储值消费的用户发卡量将达到40万张，储量消费的用户发卡量将达到40万张，综合考虑整个系统发卡量将达到60万张。接触部分按CPU卡计算。
|
卡片 |
车载机 |
接触智能煤气表 |
|
数量 |
单价 |
价格 |
数量 |
单价 |
价格 |
数量 |
单价 |
价格 |
|
60万 |
20 |
1200万 |
1200 |
3000 |
360万 |
40万 |
350 |
1.4亿 |
|
共计：1.556亿元 |
第三种方式：使用双界面CPU卡
1、文件结构
非金融电子钱包
购买量1
购买量2
购买量…
2、收费实现方式
同第一种方式
3、终端设备情况
系统中的储值消费终端采用非接触方式，储量消费终端采用接触方式。
4、投资资金分析
预计储值消费的用户发卡量将达到40万张，储量消费的用户发卡量将达到40万张，综合考虑整个系统发卡量将达到60万张。接触部分按CPU卡计算。
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卡片 |
车载机 |
接触智能煤气表 |
|
数量 |
单价 |
价格 |
数量 |
单价 |
价格 |
数量 |
单价 |
价格 |
|
60万 |
40 |
2400万 |
1200 |
3000 |
360万 |
40万 |
350 |
1.4亿 |
|
共计：1.68亿元 |
第四种方式：使用非接触逻辑加密卡，POS机收费
1、文件结构
非金融电子钱包
2、收费实现方式
该方式使用非接触逻辑加密卡，在卡中使用一个非金融电子钱包，进行储值消费。
水、煤气的表具仍然使用机械表。水、煤气的缴费，采用POS机实现，使用非金融电子钱包。
3、终端设备情况
系统中的储值消费终端采用非接触方式，没有储量消费终端，水、煤气的表具仍然使用机械表。
4、投资资金分析
预计储值消费的用户发卡量将达到40万张，储量消费的用户发卡量将达到40万张，综合考虑整个系统发卡量将达到60万张。
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卡片 |
车载机 |
POS机 |
|
数量 |
单价 |
价格 |
数量 |
单价 |
价格 |
数量 |
单价 |
价格 |
|
60万 |
15 |
900万 |
1200 |
3000 |
360万 |
400 |
2500 |
100万 |
|
共计：1360万元 |
第五种方式：使用两张卡，即每人一张储值卡，用于储值消费、每户一张户卡，用于储量消费。
1、文件结构
非接触逻辑加密卡：
非金融电子钱包
接触逻辑加密卡：
购买量1
购买量2
购买量…
2、收费实现方式
对于储值消费，使用非接触逻辑加密卡。首先用户持现金为卡中非金融电子钱包充值，然后可以持卡在不同行业的消费终端上消费，比如公交车载机、公园闸机等。
对于储量消费，使用接触逻辑加密卡。首先用户持现金或非接触逻辑加密卡购买使用量，记录到卡中的存储区域。然后持卡在有关行业的接触式消费终端上消费，比如水表、煤气表等。
3、终端设备情况
系统中的储值消费终端采用非接触方式，储量消费终端采用接触方式。
4、投资资金分析
预计储值消费的用户发卡量将达到40万张，储量消费的用户发卡量将达到40万张，由于两种卡片各有专用，整个系统发卡量将达到80万张。
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卡片 |
车载机 |
接触智能煤气表 |
|
|
数量 |
单价 |
价格 |
数量 |
单价 |
价格 |
数量 |
单价 |
价格 |
|
非 |
40万 |
15 |
600万 |
1200 |
3000 |
360万 |
40万 |
350 |
1.4亿 |
|
接 |
40万 |
10 |
400万 |
|
共计：1.536亿元 |
三、结论
第1种方式由于配套设备成本高、投资大，将不被系统投资方采纳。如果设备成本下降，该方式也比较适合通卡系统。但是从安全性和与金融应用结合方面来看，非接触逻辑加密卡较CPU卡不具优势。
第2种方式采用双芯片复合卡，它是将非接触式IC卡和接触式IC卡仅仅是物理的组合到一张卡片中，分别进行储值消费和储量消费。
第3种方式最适合”城市通卡”系统，可实现真正意义的一卡通。从卡的发展趋势来看，由于CPU卡具有防伪安全性高、信息容量大、实现多应用并存，真正做到一卡多用等诸多优点，必将在金融领域广泛使用，也是”城市通卡”解决方案中卡选型的发展趋势。
第4种方式前期投入小，但是没有实现储量消费行业的预收费，没有从根本上解决储量消费行业目前存在的问题，只能作为”城市通卡”系统实施过程中的过渡阶段。
第5种方式不是通过一张卡实现多行业消费，而是引入通卡和户卡的概念。该种方式引入“通卡”概念向“一卡通”概念提出了挑战。“通卡”即是该方式中的非接触逻辑加密卡，整个系统使用“通卡”搭建一个公共平台，任何储值消费和为“户卡”购买使用量，都可以使用该卡中的非金融钱包进行支付。
通过以上分析，我们认为从发展的眼光来看，使用双界面CPU卡将是”城市通卡”解决方案中卡选型的发展趋势。
但是由于逻辑加密卡已被大部分建成的公交系统所采用，而煤气和自来水行业的发展显然滞后于公交行业，目前逻辑加密卡价格较CPU卡低，从投资的角度来看，较双界面CPU卡存在一定的优势，因此使用两张卡（第五种方式）也可作为”城市通卡”系统的卡片选型，一张卡作为储值卡，“一人一卡”；一张卡作为储量卡，“一户一卡”。但是要求读卡设备具备兼容逻辑加密卡和CPU卡的能力，方便系统将来向CPU卡扩展。
第四部分 “城市通卡”系统中各种收费模式的探讨
自清华同方成立以来，我公司一直在商业、网络、IC卡等应用领域不断地研究与发展，城市通卡是这上述三种应用中发展出的一个崭新应用。下面我们想就在城市通卡实现过程中首先会遇到的设计难点��“用IC卡收费的模式确定”（它决定了用户IC卡的应用性质和应用边界）与各位专家进行讨论。
如何在公交、水电气、旅游网点、商业等等不同行业中建立一个可广泛适用的城市通卡的应用，体现在收费形式上，我们从实体与关系上分析，可分为以下两个问题进行讨论：
1、明确用户卡在消费系统的作用；
2、如何适应在消费系统中的交易形式的多样性。
一、明确用户卡在消费系统的作用
1、用户卡不能只局限于单个或几个行业的封闭的消费系统；
2、用户卡应能照顾到各行业交易形式的特殊性；
3、明确交易的完成时刻（不应是一段时间），该时刻必须是买卖双方同时确认；
4、用户卡代表着买方消费的开放性、设备代表着卖方收费形式的特殊性。用户卡与设备代表着不同的交易对象，在设计中应分开考虑，卡与设备不应相互约束对方扩充发展的潜力，不同行业的专用设备的变化也应相互无关。
在整个消费系统中，用户卡主要应体现其共性特征��“有钱走遍天下”，而设备主要应体现其个性特征��“好酒不怕巷子深”。
以上几点可作为组织、协调、设计、实现不可或缺的基本原则。
二、消费系统中的交易形式的多样性
不同行业有不同行业的特点，其收费方法也有不同的表现形式，适应不同的收费形式是能否实现“一卡多用”的关键，也是城市通卡的生命力是否强大的关键。
收费模式的划分：
1、记名（能区分卡）与不记名；
2、实名（能区分人）与非实名；
3、定额与非定额收费；
4、定期与非定期收费；
5、记次收费与非记次收费；
可以说消费领域中，大多数收费形式都可以用这几种方式或这几种方式的组合来定义。
卡消费有自已独特的特点——不同于现金交易或商业POS：
如在人流量较大的公交车票收费过程中，要一挥而就，不可能设计成如商业POS中用键盘操作确定交易金额的形式。如在城市通卡中，为保证用户的利益，采用黑名单挂失、解挂等功能，不可能设计成如现金或电子货币交易中的不记名消费方式。
三、城市通卡收费模式建议
为了适应在消费系统中交易形式的多样性，我公司在城市通卡系统中提出“一个中心、两类网点”的系统运营结构。
1、充值网点系统（开放型系统）
主要完成租卡、充值、退卡业务，完成卡及卡与现金的交易。
2、消费网点系统（每一个行业都是一个封闭系统）
主要完成商品的消费，完成商品与卡的交易。
3、中心系统
完成管理、结算、协调等服务，完成充值交易、消费交易和卡及卡帐户的清算与管理。
因此，对城市通卡的收费模式，我们建议采用：记名、实名、非定额、非定期、非记次为主的收费模式，这种模式可以保证用户卡使用的开放性（不应加入行业系统中的专用信息，而封闭了用户卡使用的开放性）。
1、采用记名的用户卡：
黑名单及查询服务的采用，体现了用户在两类网点的交易中已得到中心系统的认可。
2、采用支持实名制的用户卡：
体现了系统可以支持对特种群体的消费，保护了特种群体的消费权利。如果用户以匿名形式租卡，则无法享受特殊待遇。
3、采用非定额的用户卡：
定额消费中采用哪种单价及单价值为多少，与行业应用关系紧密，这种个性信息不应体现在用户卡中，应体现在行业设备里。
4、采用非定期的用户卡：
与采用非定额用户卡同一道理，同时行业间的相对封闭性使期限定义与其它行业没有直接的必然联系。对全体用户在时间上的消费引导，应定义于本行业的设备里。
5、采用非记次的用户卡：
记次卡消费与通卡消费的消费性质不同，次数与卡金额是各自独立的两组数据，同时次数只体现着某一行业的消费应用。建议在次数卡发行量不大的时候，没有必要与通卡合用，完全可以采用低成本可回收的IC卡，即使与通卡共用，也应设计成各独立的两组应用。也就是说不能以某行业的一种特殊应用，而改动整个通卡系统，最多只是对该行业的设备进行改造。
通卡应用如果被比喻为一个开放的“社会问题”，那么行业灵活的收费应用，就属于一个封闭的“家庭问题”，一个完好的城市通卡应用，则是适合于大多数“家庭”的“社会环境”。
对于特定行业的专业收费应用，往往体现出的形式是：不同的卡有不同的定期或记次消费要求，这类定期、定次的数据无法与通卡的钱包数据共用，它们的交易完成时刻也是不同的。如：不可能是我刚买了10元的自来水，坐车回家后发现10元的水已经用完了。或我交水费把我30元的公交月票给交了等等。特定应用与通卡钱包共用一张卡是可以的，但数据的分离才能体现应用的不同与交易时刻的区别。
以上的一些问题与对这些问题的观点，只是我们在长期应用中发现和总结出的一种认识，希望我公司能与有志于城市通卡建设的各种专家一起合作，为建立城市通卡的广泛应用做出贡献！
第五部分 鞍山“城市通卡”一期工程实施成功的思考
新世纪伊始，清华同方智能卡产品公司面向“e时代”，以自主原创性的核心IC卡技术为基础，以自主技术产品为核心，以提供成套解决方案和成套设备、产品的形式，适时地提出将“城市通卡”项目作为建设数字化城市的切入点，坚持规范应用、统一发卡、实现资源共享、方便市民的建设目标；以“政府推动，市场运作；标准先行，资源共享；发展应用，推动产业”为指导原则；“先试点、后推广，统一规划、分步实施、安全可靠、稳步推进”作为项目建设原则。这一建设理念被充分应用到鞍山城市通卡项目建设中，为“城市通卡”项目的实施探索出一条成功之路。
鞍山城市通卡（IC卡）的整体设计规划是真正意义上的城市一卡通，不同于其他城市的公交一卡通，鞍山的通卡不仅包含了公共交通系统，还将包括出租车、城市自来水、煤气、园林小区物业等社会公用事业系统。整个项目的运做和实施模式是按照城市通卡的建设思路进行的，即由鞍山市公共事业局领导成立鞍山城市通卡有限公司，按照现代企业管理制度进行经营，政府出面组成由项目建设单位、成员单位和系统承包商主要领导构成的项目领导小组，对“城市通卡”工程实施中的技术路线、实施方案、重大关键问题提供指导、决策和协调；由各方的工程技术人员和业务人员成立工程实施小组，对工程实施、计划进度、质量保证等实施管理和组织实施。
鞍山的城市通卡一期工程公交IC卡应用子系统，从立项招标到成功上线，仅仅用了半年的时间。由于项目组织规划得力，整个项目进展很顺利，一切都在掌握之中。从2002年年初开始招标并签订总承包协议，到8月系统成功上线运行，整个项目经过了系统初期准备（签订合同、系统调研、卡片设备选型订货等）、项目实施（设备采购与安装、系统网络平台搭建、应用系统设计与开发、卡片设计与封装、车辆改造与车载机工程实施等）、系统试运行（设备和系统的安装调试、系统联调、系统试运行等）、系统正式运行几个重要阶段。在与项目实施并行的另一项重要工作是IC卡使用的宣传和系统培训，老百姓的认同和相关操作人员对系统熟练掌握程度对项目的实施至关重要。为了保证项目各阶段按计划实施，在整个项目的实施过程中要加强计划和进度管理。以计划进度管理为主线，促进整个工程保质按期完成。
2002年8月20日鞍山市城市通卡系统一期工程“公交IC卡应用”系统在各方的努力和配合下正式上线运行。本系统是国内首批按城市通卡模式运作的城市IC卡应用项目，该系统的顺利实施为城市通卡建设树立了很好的典范，使得鞍山市“数字化城市”的建设向前迈进了重要的一步，为今后城市通卡项目的实施打下了坚实的基础。
系统从正式上线至今，经历了以下几个重要阶段：
8月20日对社会正式售卡；
8月22日市民正式上车刷卡消费；
8月25日至8月31日售票高峰期；
取消月票：9月1日取消普通月票，9月3日取消学生月票。
总的来讲，系统运行平稳，发卡量超出了预期的估算。在运行过程中也出现过一些不可避免的问题，但由于事先准备充足、处理及时得当，使得产生的问题都得到有效及时的解决，使得系统总体平稳运行。截止到9月1日，已售出卡超过6万5千张，总收入超出500万元，其中主要是单位集体购卡，个人购卡量呈平稳上升趋势，估计月底便可达到一期预计的发卡量10万张。从售卡情况看，市民大多数对IC卡比较认同，认为的确方便了百姓的出行，减少了找零的麻烦，购卡秩序井然。普通IC卡的不记名使用吸引了很多企事业单位来购买集体票，许多单位购买机动卡，单位员工出门办事拿一张卡就可以乘市内公交车到任何地方，财务上管理也比较方便，单位机动卡最高充值额可达1000元左右。从刷卡使用情况看：卡片使用良好，车载机运行平稳，没有出现影响运行的问题。
鞍山城市通卡系统一期工程之所以能够顺利上线和成功开通,主要有以下几个因素：
首先与鞍山市政府对项目的重视程度、协调力度和项目领导小组的勇气魄力和周密的部署分不开的。因为鞍山是首批按通卡模式运作的项目，也是辽宁省第一个取消月票的城市。该项目的实施有风险也有机遇，处理不当，应用方、老百姓不满意，项目一期实施就将受阻；反之，处理得当，不仅会为城市通卡系统的建设探索出一条运营上和技术上行之有效的道路，还会促进各应用方企业管理的自动化、现代化，使企业扭亏，进一步促进城市信息化建设，方便百姓生活。鞍山市政府充分认识到这一点，由政府亲自出面组织项目的开发和实施，落实确定通卡公司和各应用方的关系；为了使鞍山广大市民能够接受IC卡消费模式和新的票价政策，在项目开始测试阶段，便开始对社会宣传IC卡的使用，加强员工培训；在系统上线前，市政府还多次召开票价协调会，组织各方参与讨论，征求各方的意见，最后达成一致意见，取消月票，系统顺利上线。
第二、该项目的成功应归功于清华同方提供的城市通卡系统整体解决方案和系统设计。基于电子商务理念发展起来的城市通卡解决方案经过几年的理论研究和实践探索目前已经日趋成熟，作为系统集成商清华同方将这一全新的系统设计方案和项目运营经验贡献给钢城人民，为数字化鞍山的建设提供了切实可行的解决方案。鞍山项目的成功实施再一次证明城市通卡系统的建设是数字化城市建设一个很好的切入点，使得数字化城市不再是一种概念，而是未来一种城市生活模式：即以IC卡为作为城市市民生活信息载体，以城域网作为城市信息网络平台，依托高性能、大容量和高处理能力的大型主机系统建立起城市信息基础平台，在此基础上进行信息处理、数据挖掘，为市政府科学决策提供科学依据，为企业管理提供真实可靠的信息来源，实现真正意义的电子商务电子政务。同时为百姓日常生活带来方便。
第三、项目的成功运行得益于有效的运行组织管理和全面的技术保证措施，具体可以总结为以下几点：
1、系统上线前项目领导小组组织对系统进行了大规模充分的测试和试运行。在系统正式上线前要确保下面几个条件：
从技术上应确保：
卡片、车载机质量要过关，确保卡片坏卡率低于万分之五的水平，车载
机确保不影响系统运行；
确保车载机、采集盒、后台系统三部分存储的数据不丢，前两部分是依
靠车载机、采集盒质量来保证；后台系统是依靠存储系统的可靠性和完整的备份策略来保证的；
系统账目清晰：为检查售卡充值系统的可靠性检查个人购卡额应和卡内
充值额相同；为确保车载机的可靠性检查手工记录实际刷卡额是否与车载机扣款额、卡片消费记录金额相等；为检验系统清分的正确性检查每张卡的总充值额是否等于总消费额加上卡内余额；
要求网络平台、后台主机系统和数据库系统稳定可靠，清华同方为满足
用户要求，在系统上线前对用户做出郑重承诺：上线前对系统平台作一次全面巡检，确保系统环境安全可靠；在系统开工期间，遇到问题及时响应，确保系统正常运行。
从运营管理上要求：
系统操作人员经过培训考核合格后方可上岗：售卡充值员经考核合格后
方可录用；公交司机和采集人员在正式上线前反复练习上车刷卡和数据采集，并由队长亲自考核，不合格不允许下班；
建立建全管理流程和操作规程，责任落实到人。建立的规程流程包括购卡、售卡充值流程、司乘人员刷卡采集流程、后台系统管理中心和公交结算中心操作规程及机房管理制度和银行结算流程等；
在正式上线前由通卡公司召集系统集成商、应用开发商和应用方公交公司，要求各方在技术上和管理上进行确认，采取各种措施保证系统上线，顺利开通。
2、充分的宣传准备：系统从大规模测试开始，通卡公司就采用多种途径对IC卡应用项目和IC卡使用常识进行全方位地宣传，如利用广播、报纸、电视等宣传媒体、设立热线电话、上街设立宣传点、在售卡充值点发放传单等。
3、在售卡充值方案准备上，准备联机和脱机两套系统，一些不方便上联机的充值网点和临时网点采用脱机充值系统；另外在网络情况异常时，可以采用脱机售卡充值系统作为备用，使正常的售卡充值业务不受影响。
4、在市民正式上车刷卡初期，公交公司全体机关干部都下到车上跟车，进行刷卡稽查，确保系统运营。另外，要求公交车在系统上线初期进行让利，如考虑到学生开学因素，普通月票9月1日取消，学生月票延长3天；对待市民由于操作失误造成多刷，对多刷部分退钱，以免造成不必要的纠纷。
5、通过提供集体票功能，缓解了售卡充值点的柜台压力，将外部压力转变为内部压力。各单位派代表到售卡充值中心购卡，3天后到中心取卡，避免了排长队购买卡的现象发生。这样售卡充值中心可以通过加班加点集中发售集体票。
6、从系统试运行到系统正式上线，指定专人严格执行对帐。确保领卡、发卡、充值数与实际卡数、钱数一致；缴纳钱款与银行所收钱款一致。
因此可以用一句话来概括鞍山项目的实施经验是：“弓拉得慢，而箭射的快！” 箭之所以射得快，是因为弓拉的稳，拉得满，项目规划部署周密，项目才得以顺利实施。
当前实施城市通卡，建设数字城市已成为一种趋势，但是城市通卡工程是一项跨部门、跨行业与百姓生活息息相关的系统工程，实施时间跨度较大，因此该项目实施又具有一定的战略性。必须由政府出面，政府主管部门统一组织和协调，同时结合行业或地区的发展，在保证行业利益的基础上，进行卡片、城市公共基础信息和设施的资源整合，统一规划和部署，有组织有计划地分步实施，条件成熟一个上一个，决不搞一刀切。要通过试点示范，取得经验，逐步推广。另外应加快立法和出台一系列城市通卡建设相关标准，做到项目实施有法可依，系统建设有标准可循，使城市通卡建设规范化，使IC卡的应用有一个更好的发展环境。
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