农贸市场菜场一卡通系统技术方案

　　第一部分 菜场一卡通系统设计方案 

　　1.1 系统概述

　　1.1.1 项目背景

　　菜场一卡通系统，是以目前城市庞大的持卡消费群体、持卡消费技术支持、网络及通讯技术的日益完善、刷卡消费的便利作为基础，在各个经营者和消费者之间形成真正意义上的电子钱包功能，让持卡人在整个菜场内能够自由、畅快进行消费。 同时，为了不断满足城市建设和社会发展的需求，配合政府相关政策导向推进数字化无锡建设进程，把无锡建设成为"感知中国"中心，目前在全市各大菜场推广使用菜场一通卡。 刷卡消费因为方便、快捷、简单等特色，在城市中等阶层，将取代现在的大部分纸币消费功能，成为城市中坚消费群体的首要选择方式。这在发达国家已经得到验证，而国内大城市的刷卡消费发展，也证明了刷卡消费的可观前景。 菜场一卡通将争取政府立项，依靠政府的强力推动以及规范的市场运作，和无锡市民一卡通融为一体，在未来的五年内打造成为无锡消费卡行业的航母。

　　“菜场一卡通”系统的总体设计目标是建设一个以清算系统为中心的一级平台；以小额支付业务为基础，连接各大菜场无线终端和外围的发卡充值网点组成的二级应用平台；以及以智能IC卡（非接触式CPU卡）和POS机组成的三级平台，实现消费者“手持一卡通，买菜很轻松”。实现电子化收费，方便迅速，省却找零不便等诸多麻烦；同时 “菜场一卡通”将与市民一卡通合为一体，可以用于城市公用事业领域，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。 菜场一卡通系统将按照建设部《建设事业集成电路(IC)卡应用技术》和《建设事业集成电路（IC）卡产品检测》项目标准规范建设，并遵循“统一规划、有序推进”的指导思想，结合本市菜场一卡通系统的建设规划，采用“统一规划、分布实施、稳步推进”的工程实施策略，制定可行的项目的实施目标。 该项目的实施目标是：建设一个具有覆盖全市菜场消费领域安全可靠、同时具有全市菜场互通清算与结算网络运行系统。利用日益成熟的射频CPU卡技术和先进的计算机技术，在这个公共平台上实现菜场消费领域内的电子化收费。

　　菜场一卡通系统工程总体框架结构： 

　　菜场一卡通系统工程总体框架示意图

　　1.1.2 项目建设的基本原则

　　1、坚持高起点，确保系统在今后一段时间的先进性和在国内同行业中的领先地位；
　　2、系统贯彻“实用、可靠、先进、经济”的八字方针，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；
　　3、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；
　　4、系统充分考虑功能扩容和技术升级，适应当代信息技术迅猛发展的要求，以求最佳效果；
　　5、确保系统的安全保密，立足于形成自主版权的IC卡产品，有利于现有系统的改造，有利于实现国产化；

　　1.1.3 设计理念

　　“菜场一卡通”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，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要求，在进行系统设计、系统建设和实施过程中，应符合以下原则：

　　A．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，从而最终实现与市民一卡通合为一体的系统。
　　B．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，能反映当今的先进水平（达到国内上海、北京等大城市的设计标准），而且要具有发展潜力，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重建过程中的兼容性。 作为一套庞大而复杂的应用系统建设，为降低系统的实施风险，在重视技术的先进性的同时，还必须要重视系统结构、设备的相对成熟。
　　C．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。
　　D．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；从消费数据到信息反馈，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。
　　E．系统的标准性与开放性：为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系统融入到整个系统之中。
　　F．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。
　　G．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、边发展。

　　因此，我们在进行菜场一卡通系统建设的时候，将结合菜场的特性，分几个阶段实施，制定系统建设目标如下： 第一阶段：基础建设阶段

　　建设安全可靠、运行稳定、性能达标、易于维护和可扩充的集发卡、交易处理、帐务清算等功能于一体的菜场一卡通数据中心、菜场一卡通管理中心。
　　发行一张具有读写支付功能的在该市菜场消费支付领域通用的非接触式城市一卡通CPU卡。

　　第二阶段：完善及拓展阶段

　　建立菜场无线终端，通过与管理中心系统对接，利用菜场一卡通的支付功能，建成一个付费系统及信息反馈系统。
　　选取一家菜场作为试点，对菜场进行POS机布点，开展示范性应用推广试点的建设。
　　建立菜场小额支付领域的应用系统，使菜场一卡通卡具备进入菜场进行消费支付的能力。并完成示范性应用推广试点的建设。
　　推广菜场POS机小额支付领域应用，使菜场一卡通的支付应用逐步覆盖菜场及其周边的商业。

　　1.2 菜场一卡通系统整体架构体系

　　菜场一卡通系统消费涉及到菜场的各个经营者、菜场的各个消费者以及一卡通管理中心等，要全面实现菜场一卡通工程，应具备层次式体系结构及其清晰的数据处理流程。

　　1.2.1体系结构

　　菜场一卡通系统工程，设置菜场一卡通清算系统（称为一级平台）；下设菜场一卡通发卡充资系统和若干个菜场无线终端系统（称为二级平台）；同时分系统下设有三级平台，他们是POS机终端设备（包括POS消费终端和充资点）和IC卡用户持卡消费。 

　　一级平台： 

　　在”菜场一卡通”公司运行的系统“一级平台”含盖数据中心和管理中心，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”菜场一卡通”公司在管理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”菜场一卡通”管理中心开展各项业务活动。 “一级平台”中的接口以菜场为单位划分，每一接口都可以支持相应的代理银行网点。

　　二级平台：

　　系统“二级平台”支持各应用单位开展”菜场一卡通”业务，配合“一级平台”进行资金结算，提供消费数据信息，为应用单位在管理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“三级平台”（也可称作为“用户平台”）为广大市民提供了丰富的”菜场一卡通”消费环境，通过这一平台可以完成IC卡与POS机的信息交换，实现“一卡在手，买菜无忧”。 另外，结算中心在交易日的第二天将当日交易明细以短信形式发送给用户，同时将经营者的经营总额及交易笔数也以短信的形式发送给经营者。

　　1.2.2 信息流程

　　当持卡人在菜场POS机上消费时，其交易数据被记录在消费POS机中，在充资机上充资时，其交易数据被记录在充资机中。一卡通系统的信息按以下流程传送：

　　菜场开始营业时由售卖人员启动消费POS机开始工作，先刷参数卡进行“签到”。当消费者刷卡消费时，POS机将产生一次消费记录，POS机立即将此消费记录发送给管理中心，管理中心收到后返回交易上传成功指令。当售卖人员按“汇总”键时，POS机的背面液晶显示屏上将显示“汇总时间区间”、“交易笔数”、“交易总额”。（待讨论：留一个“上传”按键，将未上传的记录手工上传。）
　　由于菜场POS机属于固定POS机，所以发生在该菜场的消费交易数据可以通过ADSL、ISDN或PSTN拨号方式联机实时通过菜场无线终端转发到管理中心清算系统。
　　充资可采用管理中心直联方式或管理单位代理方式(间联方式)。对于直联方式的充资交易可以直接通过拨号方式或专线方式实时发送到卡公司管理中心；对间联方式的充资交易由充资网点充资机通过拨号方式实时上传到代理单位结算系统，再实时转发到管理中心。
　　代理单位结算中心系统还可通过定时发送的方式将收集到的原始交易数据上传到管理中心清算系统，以便一卡通管理中心及时清算。
　　一卡通管理中心及时清算系统下发的主动充资交易转发到代理单位，如报表数据下发、黑名单下发等。
　　一卡通管理中心在次日清晨将前一天的消费明细以短信形式告知相应的消费者，同时将经营者的银行到账信息发送至经营者的手机上，以便消费者与经营者校对账单。

　　1.2.3 资金流程

　　因菜场一卡通业务主要采用代理制方式，所以一卡通管理中心清算系统和代理单位之间存在应收应付款的划拨问题。为了对资金进行统一管理，建议按以下方式实现资金的运转：

　　管理中心、菜场经营者在结算银行设立一卡通专用对公帐户。
当代理充资交易发生时由代理单位代收资金，日终时，管理中心通过数据中心进行清算，根据原始的充资或消费交易数据对每个代理单位进行清算，完成资金划拨。
当帐务出现不平时，由管理中心与代理单位对帐。 

　　1.3 系统运行环境支撑体系 

　　1.3.1 客户机／事务处理／服务器三层体系结构

　　系统以客户机／事务处理／数据库服务器三层体系结构实现，采用交易中间件控制交易的请求（由客户机发起）和处理（由服务器完成）。采用三层结构能更好地平衡客户机和服务器上的负载，减少网络通讯和竞争，有利于提高系统交易的吞吐量；在连接的客户机数量较多时，三层结构将占用较少的数据库连接数，可降低主机的资源消耗；在业务处理逻辑发生变化时，能够以较小的代价方便地对系统进行修改。

　　1.3.2 服务器应用类型

　　服务器可分为中心主服务器及分中心业务服务器及其他管理服务器。

　　1.主服务器：主服务器（第l级网络的数据库服务器）是本系统的物理载体和应用系统的主要支撑环境。它应具有运行性能高、存贮容量大、安全性能好、扩容能力强、性能／价格比优等特点，能满足本系统需要处理大量数据的要求。主服务器的操作系统应具有开放性，并支持国际标准或工业标准的产品。此服务器可采用专业级服务器或UNIX小型机。
　　2.其他服务器：其它服务器（第2级网络和第3级网络的数据库服务器），它是本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。此服务器设备可采用高性能的专业服务器。
　　3.客户机：客户机是指进行业务处理、信息库查询、电子邮件等工作的计算机，实现文字、数据的存贮、处理、查询、打印等功能。 建议采用国产品牌PC。
　　4.计算机操作系统：当今UNIX和Windows已形成竞争的态势。这两种操作系统的基本功能相同，但各有所长。 主服务器 (数据库服务器)的操作系统建议采用UNIX，而其他功能服务器以Windows版本为主，把不同的应用服务器功能分布在多台Windows上，这样即可分流负荷，又提高了系统的可靠性。
　　5.数据库管理系统及开发工具：数据库管理系统是以数据管理为核心的支持应用开发和维护的关键支撑环境。它对系统的数据安全可靠和高效运行起着决定性的作用。

　　为了满足系统开放性原则，应选用支持“客户机／服务器”体系统结构的关系型数据库管理系统。整个计算机系统应以市场流行的数据库管理系统为主，并尽可能采用同种数据库管理系统，以较好支持数据分布处理。 建议采用ORACLE 10G超大型数据库。

　　数据库应用开发工具提供面向对象的开发工具，这类工具是为设计完整数据库应用和开发具有弹性与易用的应用软件提供一个良好的环境。它将直接影响应用软件开发的质量。同时采用中间件（事务处理）软件工具，提高在应用软件的开发效率和应用系统的运行效果。

　　1.3.3 软件开发平台

　　1.操作系统： 高性能服务器 –UNIX（或Windows 2003 Server） PC 上 - Windows 2000/XP
　　2.数据库： Oracle 10G
　　3.前台开发工具：VC++

　　1.3.4 数据库管理系统

　　数据库管理系统以数据管理为核心，是支持应用开发和维护的关键支撑环境。它对系统的数据安全可靠和高效运行起着决定性的作用。
　　
　　为了满足系统开放性原则，建议选用符合SQL标准、支持“客户机/服务器”体系统结构的关系型数据库管理系统。

　　整个计算机系统尽可能采用同种数据库管理系统，以较好支持数据分布处理。在进行数据管理选型时应考虑以下因素：

　　▪ 支持大规模数据的存储和管理
　　▪ 支持关键业务应用的高可用性和稳定性
　　▪ 能提供有效的备份和恢复手段
　　#9642; 能提供有效的移植工具
　　▪ 具有高性能和高可伸缩性
　　▪ 具有数据仓库功能和联机分析处理能力
　　▪ 支持和异种数据库的互联
　　▪ 具有分布式数据库特性

　　1.3.5 网络的安全性和可靠性

　　1)数据中心、管理中心和商户结算中心系统采用硬件加密机对交易来源的正常性进行验证。
　　2)采用防火墙等技术，防止与其他远程用户对统的侵入，并能有效管理内部用户的外访，并提供系统审计。
　　3)主交换机具备多种冗余功能，例如供电系统、路由系统、交换机之间的互连，交换机到路由器的连接和交换机到服务器的连接等等。以保证系统的可靠运行。
　　4)主交换机的主要功能模块应具有热插拔能力。
　　5)网络管理系统应能提供一整套的超级用户管理、网络权限设置、用户入网登录、计帐等完整的手段，以便系统建立完整的安全管理规范。

　　1.3.7 系统技术特点

　　系统成熟安全可靠；
　　可以采用复旦FM1208非接触CPU卡FM1208；
　　采用国家建设部密钥管理系统，确保系统安全可靠；
　　POS机、菜场一卡通系统的各级应用软件全部由华捷公司技术团队自行研制开发，具有合法的自主知识产权；
　　系统软、硬件平台（服务器、网络设备、通信线路、数据库、中间件等）全部采用双机热备方式配置、实施；
　　系统选用国际著名的数据库产品，并选用当今流行的COM技术原理设计中间件，应用软件开发采用三层结构模型，即客户机／中间件／服务器模式；
　　采用数据增量备份技术，实现单位时间内的数据增量备份；
　　系统具有开放性、标准性、先进性、实用性和可扩性好等技术特点；
　　用户界面友好，易于操作使用，便于推广应用；
　　保留和其他城市实现互联互通的接口；
　　其他消费领域的模块化子单元，可拓展。

　　1.4 菜场一卡通应用系统功能

　　1.4.1 系统构架

　　菜场一卡通系统是一个集主机系统、网络产品、应用系统、数据库系统和终端设备为一体的网络系统，它由一级平台（内设IC卡清算中心和发卡充资中心）、二级平台（实现联网机构/终端网点数据转发业务）和用户平台（面向持卡人的一卡通卡发行、充资、消费及对账业务）组成覆盖全市的网络，承担”菜场一卡通”卡的发卡、充资、收费和退换卡等业务,实现全市”菜场一卡通”。其中”菜场一卡通”清算中心承担着全市跨菜场的数据交换、清算和管理等工作。

　　清算中心与结算银行之间、清算中心与直联充资网点之间、清算中心与基层无线终端站点之间都采用TCP/IP协议交换信息。其中，清算中心服务端作为整个系统的服务端对发卡信息、资金信息、安全信息、设备信息等进行全面管理；结算银行作为整个系统的服务端对整个系统的资金划拨进行全面管理；清算中心、POS网点、清算中心内部工作站等作为客户机负责收集信息或使用由服务器整理后的明细和统计信息。因此，根据以上特点可将一卡通应用系统分为SERVER端应用系统和CLIENT端应用系统两部分。

　　1.4.2 应用系统功能描述

　　SERVER端应用系统包括：清分中心应用系统、结算中心的商户消费应用系统

　　其中： 清分中心应用系统包括：清算管理系统、充资业务处理系统、制发卡及物流管理应用系统、综合管理系统。清算管理系统和充资业务处理系统完成原始交易数据的采集、处理和部分帐务统计工作，清算及帐务处理系统完成管理单位的帐务清算和对帐工作。

　　清分中心应用系统由数据中心业务主机、制发卡服务器、综合管理应用服务器、通信前置机和工作站等共同配合完成。

　　结算中心的商户消费应用系统包括：联机交易前置系统、联网机构/终端数据采集传输系统、商户结算对账及统计报表系统（支持与银行的结算接口）。 结算中心应用系统由管理中心服务器、交易密码机、工作站和打印机等共同完成。

　　CLIENT端应用系统 CLIENT端应用系统主要指设置在一卡通服务环境中的直联充资网点、管理单位、基层站点的应用系统，包括：商户MIS应用系统、消费POS网点应用、充资POS网点应用、管理商户/单位应用系统、基层站点应用系统等。
　　
　　本系统由三级结构组成，包括：一级清分中心平台；二级结算中心平台、充值中心平台；三级消费站点、充值站点。 

　　菜场一卡通系统项目架构图

　　A、 一级平台

　　1）发卡充资业务处理系统

　　充资业务处理系统的主要工作是处理由直接充资网点或间接充资网点引发的充资类交易和相关的冲正或撤销交易。因菜场一卡通充资网点涉及范围广，各网点的硬件条件、设备设施差异较大，因此应根据充资网点实际情况采用不同的充资方式，当前用的比较多的充资方式为实时充资：

　　● 操作员签到：标志操作员或充资机工作开始，当操作员未签到时，充资业务处理系统不处理该操作员除签到外的其他交易。
　　● 操作员签退：标志操作员或充资机工作结束。
　　● 网点通知消息：接收充资网点发送来的文本通知消息。
　　● 售卡交易：当消费者初次购卡时即引发此交易，该交易包括卡启用、押金预收和充资三个处理过程。
　　● 售卡冲正交易：售卡交易应答超时即引发此交易，该交易包括卡状态还原、押金冲正和充资冲正三个处理过程。
　　● 充资交易：当持卡人到充资网点充资时即引发此交易。
　　● 充资冲正交易：充资交易超时即由充资机引发此交易。
　　● 充资撤销交易：充资员由于误操作造成充资交易不正确时由人工引发此交易。
　　● 充资撤销冲正交易：充资撤销交易超时即由充资机引发此交易。
　　● 退卡交易：当持卡人由于某种原因需要取回卡上金额时，操作员可通过此交易完成，充资业务处理系统可扣回一定比例的手续费。
　　● 退卡冲正交易：退卡交易超时即由充资机引发此交易。
　　● 有效期续延交易：当持卡人的交通卡超过规定有效期时，操作员可通过此交易续延卡的有效期。
　　● 轧帐交易：操作员通过此交易核对当日资金收缴情况。
　　● 明细批上送交易：当操作员轧帐不平时，通过此交易将当日所有成功交易明细批上到充资业务处理系统。日终时，清算中心应用系统将对所有轧帐不平的操作员帐进行明细勾对。
　　● 挂失交易：记名卡专用交易。 （待讨论：普通卡均为不记名卡，用户可以登录一卡通中心网站，填写个人信息，即姓名及身份证号，实现用户与卡一对一的关系，可以在线查询消费明细。）

　　2）消费业务处理

　　消费业务处理系统的主要工作是按照清算中心制定的消息格式整理汇总后的POS机扣款交易并对每笔交易进行常规处理。

　　消费业务处理系统将建立控制类和交易类运行日志，所有正常交易和异常交易都记入运行日志，日终通过日志解析程序将各种处理情况分开并产生相应的正常或异常报告。

　　为充分利用系统性能，一般情况下，消费业务处理系统接收交易完成后即开始处理交易，同时从均衡负载的角度考虑，该系统尽量简化批上送交易的处理步骤，将部分更新和统计的处理步骤交由清算及帐务系统完成。