熊猫信息的自主创新线网标准读写器 成果发布

线网标准读写器全称为通用票务流程内置读写器，是地铁自动售检票（AFC）系统设备上的核心模块之一，它集软、硬件于一身，主要负责票卡的认证、费率计算、扣值、交易数据的生成等地铁系统中最容易发生变化的业务处理工作。引进的AFC系统这些工作通常由设备内部的上位机完成，但上位机内的应用程序复杂繁琐，票务处理流程的易变导致设备应用程序升级成本较高，因此研制线网标准读写器摆上了熊猫信息的议事日程。

以前，包括法国泰雷兹在内的所有AFC系统中的读写器模块，都只是实现了读写卡功能，不含票务流程处理，即票务流程处理业务均由上位机完成。例如乘客进出站刷卡时，第一步由闸机上位机程序通过读写器读取卡片中数据；第二步由上位机软件根据票务流程规定的要求对读取出的数据进行逻辑判断及业务处理，并准备好卡片待更新数据；第三步由上位机程序通过读写器将待更新数据回写到卡片中。因此，乘客刷卡后，读写器只是负责卡片数据的读取与回写操作，与票务流程处理规则无关，换句话说所有的票务流程处理规则均由闸机上位机程序来完成，与读写器中的软件无关。

而根据南京地铁2号线项目的要求，所有的票务处理（TP）流程都应在读写器中完成，就是说读写器不再只是数据读写、数据存储，还要进行数据处理，如进出站匹配、票价的计算、行程扣费以及整个票务流程执行是否成功等问题，都在读写器内部运行。如此情况下，闸机的控制就变得相对单纯，读写器处理车票判断乘客能否进站乘车，而闸机主要就是根据读写器的处理结果控制门机构将乘客放行或阻止通过。这样的做法有两点好处：一是优化运营管理，将所有票务处理流程都归在读写器中，这样在检查或修改更新时，只需对读写器进行操作即可；二是提高了兼容性，读写器集读写票卡业务和票务处理业务于一身，而且线网统一标准接口，避免了其他线路集成商车站设备与读写器软硬件以及接口的不兼容问题；三是大大提高了AFC主要设备的通用性和互换性，利于降低维修工作量。

此时，随着国内城市轨道交通工程项目的大力推进，城市地铁运行公里数突飞猛进，客流量成倍上升。人流如织，一旦某条线路停运，立即便可成为热点新闻。地铁AFC设备的需求量日益增大，维修替换易损配件的资金在营运成本中所占比例愈来愈大。由于国内引进AFC技术设备五花八门，提高产品的通用性和互换性势在必行，但核心技术却掌握在外国人手中。为了打破外方的技术壁垒，换种思路，另辟蹊径，可能更有发展空间。

南京地铁公司及陈凤敏等专家在1号线建造过程中就开始构思，轨道交通的发展是多线组成网状，必然有无障碍换乘结算问题。南京地铁建设规划的发展，需要跳出原来的AFC系统架构，增加ACC层次，重新划分层次功能，才有利于多线经营核算、客流数据分析和调度管理等，而解决多线运营的设备兼容问题，必须从改造升级读写器入手。熊猫信息在南京地铁1号线工程的实施过程中，为实现国产化，降低造价成本，解决工程本地化服务、配件互换及便于维护等问题，也认识到必须对AFC系统的核心部件读写器升级创新。

南京地铁和熊猫信息双方不谋而合，成为后来南京地铁2号线建设的创新点。但国外并没有这些技术应用先例，包括法国泰雷兹。因此，难度很大，极具挑战性。

南京地铁公司立即将创新思路付诸工程实际，在南京地铁2号线AFC系统项目招标文件中大胆把ACC系统的技术要求列入其中，希望将ACC系统融入南京地铁AFC系统中，并要求投标方在地铁2号线AFC系统实施过程中，实现ACC系统接入，使2号线AFC系统接受ACC系统的统一管理。业主在招标文件中还明确提出：南京地铁2号线建设中要将所有票务流程（TP）相关的软件程序都内置在核心模块读写器中。熊猫信息有ACC系统初步框架设计基础——IDC设计开发经验积累，胸有成竹，大胆揭榜技术响应，于是2007年10月，熊猫信息与南京泰雷兹熊猫交通系统有限公司组成的联合体成功中标南京地铁2号线1期自动售检票（AFC）系统项目，同年11月签订合同。

根据双方分工协议，熊猫信息负责AFC系统设备制造供应。熊猫信息最终在南京地铁2号线AFC项目中争取到了读写器和TVM关键设备的独立研发制造权。

产品设计初始，往往都是站在“巨人的肩膀”上，熊猫信息遵守双方协议，与法国泰雷兹协商，但法国泰雷兹认为目前的系统已是最好的，如果按标书技术要求，修改AFC系统架构、重新设计读写器，人工与资金投入都很大，南京地铁2号线的进度给予的时间又太短，开发成果的成熟度会有问题。另外，法国泰雷兹认为，熊猫信息刚进入AFC行业，技术能力不足，还是会主要依赖合资公司法方的实力开发产品，希望增加己方的开发费用——其实他们也不希望熊猫信息参与研发，分走更多利润。协商过程暴露出合资公司在开发国内市场的理念以及经营策略上存在的偏差。

南京地铁公司理解熊猫信息，提出由南京地铁牵头，组织熊猫信息和东南大学进行产学研合作，提出优化方案。方案经过反复论证，确认可行。于是在2008年3月20日，熊猫信息与东南大学开始了票务处理流程内置读写器的合作研发。2008年5月，研发、创新设计读写器正式立项。

由于票务业务的TP流程比较复杂，再加上这种做法前所未有，涉及密钥在线和离线以及两者共存对接问题，因此，需要对票卡结构以及读写器硬件结构进行全方位的修改。南京地铁组织熊猫信息和东南大学的专家、技术人员，召开设计联络会，逐步梳理票卡交易流程，并对在南京地铁1号线使用的法国泰雷兹的票卡交易软件与读写器软件和各地地铁AFC系统现状进行了分析。法国泰雷兹的票卡交易软件不在读写器内，是外置于上位机的。各方专家经过反复研究后，大胆创新，提出将AFC票务规则内置于读写器的可行性方案，以便不同线路、不同自动售检票系统供应商对核心业务的处理保持统一，保证轨道交通规范的严格执行。(www.xing528.com)

历时一年多，项目组成员从技术攻关到元器件选型和采购，再到器件性能测试等，做了很多工作。项目组中有多名成员刚从高等院校毕业，进单位不久就参与了该项目的研发。在对元器件进行筛选时，调试人员做了大量的实验工作，十几台机器每台都要做上万次实验，确保稳定可靠。他们放弃了周末休息，晚上还要加班加点，在机器面前往往一站就是一整天，重复着单调的实验。

在南京地铁公司、熊猫信息和东南大学三方专家及项目组成员的通力合作下，通用票务流程内置读写器（业内俗称“大读写器”）于2009年底通过验证，不仅可以与南京地铁1号线的法国泰雷兹读写器实现互联互通，还可应用于1号线南延线其他承包商的设备中。票务流程内置读写器在IC卡读写器与设备上位机软件以及上层系统软件之间提供标准接口，作为一个软、硬件集成的桥梁，完成与上层复杂应用的信息交换；系统升级改造也可通过票务流程内置读写器来完成，保证了系统的统一性和标准化要求。这些预示着读写器的开放性和通用性达到设计效果，实现了方案的目的。

2010年5月8日，熊猫信息首款地铁通用票务流程内置读写器于南京地铁2号线和1号线南延线开通时同步上线使用，为国内外首创。这也是熊猫信息在自主研发方面获得的重大突破。

在南京地铁2号线AFC项目中做出完全属于自己的核心产品，这对于实现AFC系统国产化是又一个很大的飞跃。“大读卡器”实现了读卡器软、硬件的国产化，使得AFC系统又一项重大核心技术实现突破，引领国内AFC专业集成商走向全新的技术空间。

熊猫信息对引进的AFC终端设备中的关键模块读写器重新设计，通过产学研合作，取得发明专利。在此专利技术的支撑下，成功对接南京地铁1号线、2号线、2号线东延线、1号线南延线，以及以后的3号线、10号线、机场线、宁天线等AFC系统，都实现线网运营的统一管理及数据的日常清分，经受住了大数据量的考验，性能稳定，并对国内其他地铁线路AFC系统的建设起到了规范和指导作用。

ACC和“大读卡器”方案使得国产AFC系统的网络化建设和运营更加成熟，也加速了AFC系统标准化建设的进程，提升了我国AFC技术水平，使其超越了国外早期的技术体系，逐步形成领跑行业技术、领先国际水平的新格局。

国产的标准读写器不仅满足了熊猫信息产业承建AFC项目的设备需求，还在国内其他承包商承建的AFC项目中得到广泛应用。

目前熊猫信息的大读写器已经迭代到第四代产品。第四代大读写器的设计基于核心板易升级、接口底板可扩展的思路，核心板采用低功耗嵌入式处理器作为微程序控制器，接口板设有多个串口、USB和RJ45接口，可支持不同支付技术和不同厂家的支付模块接入读写器中，真正将电子类票卡和实体卡整合统一，实现大读写器对所有票卡的处理（fig.5-1）。

fig.5-1　通用票务流程内置读写器获奖证书