武汉市市政一卡通系统机具部分.docx

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武汉市市政一卡通系统机具部分

1引言

1.1系统名称

　　WH城市一卡通系统。

以下简称“WH通”系统。

1.2系统概述

“WH通”作为WH城市信息化平台的关键系统，是“数字WH”的重要基础设施，是WH信息化建设和城市形象的窗口。

“WH通”的建设目标是：

在统一规划、统一标准、统一管理、资源共享、一卡多用的基础上，采用先进成熟的计算机技术和IC卡技术，构筑高效多应用的城市一卡通应用信息平台。

以先进的多应用IC卡电子信息交互和电子支付收费体系，代替传统的分行业、分地区的人工信息交互和现金收费体系，不仅提高相关行业、企业的工作效率，而且为市民提供方便的服务，提高城市的生活质量，使“WH通’卡成为WH全市所有市民及来访商客手中“一卡在手，诸事不愁”的跨行业、跨部门通用的WH城市一卡通卡。

“WH通”的建设，将不仅能够方便市民的日常生活，减轻市民负担，而且能够提高城市管理水平，促进城市的数字化，完善城市服务功能，树立城市的高科技形象，建立起一个适应先进生产力发展的良好环境。

一句话：

提高政府、企业、居民的工作与生活效率，提升政府、企业、居民的整体素质。

按照WH市委、市政府的统一部署和要求，“WH通”的建设将首先从公共事业收费管理领域开始，逐步推进到公交汽车、出租车、等交通领域，以及社保、医保、购物、宾馆、公园、休闲娱乐等其他与市民生活密切的各个领域。

1.3文档说明

本文根据“WH通”系统的相关需求，制定《WH城市一卡通系统技术方案》作为为系统供应商和系统开发人员提供相应的技术依据。

1.4文档密级

机密。

2应用分析

2.1机具设备总体技术要求

1、安全性要求

考虑到机具使用在一卡通系统中，主要完成电子支付功能。

圈存、圈提、预付费、电子支付等各个金融交易环节都涉及到资金流动及使用，所以所选择使用的机具系统都必须具有较高的安全性。

所有的机具都必须具有相应的安全模块，并满足PBOC标准的规定。

2、稳定性要求

一卡通系统中使用的很多机具，都工作在相对恶劣的环境之下。

如居民家中的水表就一般安装在厨房或者卫生间这些湿度高的地方。

而车载POS机安装在出租车、公交车之中。

所以一卡通系统选择的机具必须具有很高的稳定性，才能够在恶劣的环境中正常工作。

同时考虑到WH市的天气自然条件，冬季的温度很低，所以一卡通系统中选择的设备同样要求能够在较宽的工作温度范围内稳定工作。

3、技术先进性及兼容性

一个城市的一卡通系统的生命周期相对较长，需要在以后的多年内为整个城市服务，所以系统选择的技术，以及使用的设备，应该具有一点的技术先进性，以延长系统的生命周期。

在考虑技术先进性的同时，考虑到正个一卡通系统中使用为数众多的各种设备进行互操作，所以选择的设备，应该具有很高的兼容性，各种物理接口、通讯及互动方式，应该符合国际及国家标准。

4、扩展性要求

随着一卡通系统的建设及运作，必然将更多的公共服务项目纳入到一卡通系统中，行成一个真正的数字化城市平台，所以系统中选用的机具设备应该具有较高的可扩展性，以备未来的应用扩展。

良好的可扩展性，同时也是保护用户前期投资的一个重要的前提。

5、操作性要求

城市一卡通系统的使用对象是全体的市民。

这就要求机具设备的使用和操作，简单明了，容易理解和使用。

提示信息丰富多彩，使市民真正能用、好用。

2.2设备类型分析

在“WH通”系统中的机具主要包括：

1.公共事业预付费表具，包括：

A.IC卡预付费气表

B.IC卡预付费水表（热水表、冷水表、纯水表）

C.IC卡预付费电表

D.IC卡预付费暖气表

2.公交车载POS收费机

3.公交手持POS收费机

4.公交数据采集设备和数据回收设备

5.公交进出站的路签设备

6.发卡设备（批量、单张）

7.充值设备（联机、脱机、自助圈存）

8.查询设备（查询机、触摸屏）

9.公交IC卡加油设备

10.出租车税控IC卡计价器

11.出租车计价器及IC卡读写设备

12.出租车计价器数据采集设备

13.付费电视机顶盒

14.联机消费POS机

15.脱机消费POS机

16.卡维护设备

2.3公共事业预付费表具的设计要求

WH市一卡通系统将以公共事业预付费应用作为切入点，来进行整个数字化WH的建设工作。

所以预付费表具的选择和使用将是系统设计的重点之一。

对于预付费表具，要求要做到：

1.一卡多表功能：

能为四类（水、电、气、热）多只表分别开户购买

2.预设用量及报警量：

能预设用量及二级报警量

3.开户功能：

插入开户卡后，仪表能将表中预设的剩余量与开户购买量相加

4.购买累加：

插入用户卡后，仪表能将表中剩余水量与本次购买量相加

5.报警功能：

有显示与关阀/拉闸两级报警功能

6.竭断功能：

表中购买量用尽后能可靠关阀/拉闸

7.查询功能：

A.插卡后可显示出用户可使用的剩余用量

B.专用“查询卡”能查询到任意用户任一只表的现行使用状态。

如：

表号、购买次数、购买量、报警量等等。

8.限购功能：

能限购用量，防止囤积。

9.透支计量功能：

阀门或继电器因故不能关断，能以负数计量透支的用量，再次插卡时，能自动扣减透支的用量。

10.欠压关阀功能：

当水、气、热量表的电池电压低于设计限度时，能提示欠压并关阀停供。

3技术指标

3.1公共事业预付费表具

IC卡气表

计量精度：

B级

压损

<250Pa

静态工作电流：

<5µA

环境温度

0~50℃

阀门开闭次数

>5千次

电池使用时间：

>6年

供电方式：

锂电池

工作压力

0.5~5kPa

动态工作电流：

<90mA

2、IC卡水表

计量精度

B级

压损

＜0.1MPa

阀门开闭次数

>5千次

供电方式

锂电池

静态工作电流

<5µA

动态工作电流

<90mA

工作压力

0.02~1.6MPa

环境温度

0~50℃

电池使用时间

>6年

3、IC卡电表

精度等级

2.0级

工作电压范围

220±30%V

额定电压

220V

环境条件

-15℃--50℃

显示位数

五位数码管

4、IC卡热量表

总体准确度

高于3级

压力范围

0~1.6MPa

防护等级

Ip54

温度范围

1~100℃/150℃

最小温差

1k

环境温度

1~60℃

电池寿命

﹥6年

计量单位

kWh

通讯协议

RS232/485宽带网

常用流量

0.6m3/h

测温元件

Pt1000

3.2POS机具

3.2.1公交车载POS收费机

1.可对不同线路、不同类型的消费卡设置不同的票价组合：

2.对不同的卡操作有不同的语音提示

3.刷卡流水记录容量大于10000条

4.黑名单容量不低于10000条

5.典型交易时间不大于300ms

6.电源适应能力：

DC6V～DC35V

7.支持月票消费

8.应有扣款、余额、错误信息提示

9.数据采集接口采用接触式或非接触式，通讯速率不低于19200bps

10.刷卡最大感应距离不低于6cm

11.具有防冲突机制

12.内部实时钟误差不大于1秒/4小时

13.功耗不大于5W

14.工作温度：

-40℃～55℃（此工作温度范围为军品的要求、需定制）

15.工作湿度：

15～95%（不结露）

16.存储温度：

-40℃～70℃

17.可查询最近的刷卡消费记录

18.支持司售人员的运营管理

19.支持2个或2个以上的SAM卡卡座

20.支持WH通指定的IC卡

21.多票制车载机允许司售员设置不同的票价

3.2.2公交数据采集机及数据回收机具

1.数据采集接口采用接触式或非接触式，通讯速率不低于19200bps

2.采集记录容量大于60000条

3.黑名单容量不低于10000条

4.内部实时钟误差不大于1秒/4小时

5.自供电采集机应可连续工作24小时

6.可接受补采集、校对时间、更新黑名单等任务并在采集时自动执行

7.具有采集完成或失败的提示信息或语音

8.自供电采集机应具有低电压报警提示

9.工作温度：

-15℃～60℃

10.工作湿度：

15～95%（不结露）

11.存储温度：

-40℃-70℃

3.2.3公交路签设备

1.支持“WH通”指定的用于路签管理的IC卡

2.支持2个或2个以上的SAM卡卡座

3.具有黑名单处理功能

4.刷卡流水记录容量大于10000条

5.数据采集接日采用接触式或非接触式，通讯速率不低于38400bps

6.刷卡最大感应距离不低于6cm

7.最长交易时间300ms

8.具有语音及声光提示功能

9.内部实时钟误差不大于1秒/4小时

10.功耗不大于5W

11.工作温度：

-15℃～60℃

12.工作湿度：

15～95％（不结露）

13.存储温度：

-40℃～70℃

3.2.4公交IC卡加油设备

可采用IC卡加油机，也可采用手持POS机进行加油管理。

IC卡加油机应符合石油设备相关规范；管理用手持POS机主要技术指标与手持POS收费机相同，其功能主要是：

支持对司机卡进行加油处理和记录。

3.2.5出租车IC卡税控计价器

1.支持“WH通”指定的IC卡

2.支持2个或2个以上的SAM卡卡座

3.具有黑名单处理功能，不小于10000条

4.营运记录容量大于1000条，保存的数据在断电后可至少保持一个月

5.典型交易最长交易时间300ms

6.具有显示应付金额、IC卡卡内原额及余额等信息

7.符合税控记价器的要求所有功能和指标；

3.2.6出租车采集设备

出租车采集设备分为车载采集设备和站点采集设备。

车载采集设备完成出租车读写模块内交易记录的收集和控制信息（黑名单、读写模块程序等）的下传。

站点采集设备完成车载采集设备内部数据和站点采集PC机之间的数据交换。

3.2.7出租车读写模块

出租车读写模块与出租车计价器通过串行通讯方式连接，接受出租车计价器的指令，完成对用户卡的扣款操作，并存储交易记录。

读写模块具有与计价器相连以外的接日方式，通过该方式可以实现上层应用程序对读写模块记录的采集和控制参数的下达。

其基本性能：

1.支持“WH通”指定的IC卡

2.支持2个或2个以上的SAM卡卡座

3.具有黑名单处理功能，不小于10000条

4.营运记录容量大于1000条，保存的数据在断电后可至少保持一个月

5.典型交易最长交易时间300ms轻轨设备

轻轨设备分为进站设备、出站设备、更新设备。

进站设备完成对进站卡的识别和卡上进站信息的写入，进站记录的生成和存储，并控制进站闸机的放行控制。

对于黑名单卡，完成卡片加锁和相应记录生成存储并提示工作人员处理。

对不符合进站条件卡（未出站卡）提示用户到更新设备处理。

　　出站设备完成对出站卡的识别和卡上出站信息的写入，出站记的生成和存储，并控制出站问机的放行控制。

对于黑名单卡，完成卡片加锁和相应记录生成存储并提示工作人员处理。

对不符合出站条件卡（未进站卡）提示用户到更新设备处理。

　　更新设备通过对卡片进出站数据分析获得对卡状态的正确判断，在此基础上改变卡状态到进站状态或者出站状态，并以扣款的方式收取服务费用。

3.2.8查询机

查询机作为“WH通”系统的一种应用终端，主要目的是向市民提供卡片余额和读取IC卡中的交易记录信息，采用脱机方式进行，它只能读卡片中的信息，不能修改任何信息。

为了方便用户查询，一般查询机安装在市区较繁华的地段，例如商场，或者是公交车站。

查询机在外观上可根据应用场地不同可以采用壁挂式或站立式。

支持“WH通”指定的IC卡；

1.支持2个或2个以上的SAM卡卡座；

2.显示器：

可显示查询结果；

3.工作温度：

-40℃－55℃。

（此工作温度范围为军品标准、因WH较寒冷、设备需定制）

4.（存储温度为一40℃-80℃）

5.相对湿度：

15%－95%。

6.典型最长交易时间：

不大于300毫秒；

7.具有键盘输入。

3.2.9公交手持POS机：

1.对不同类型卡可设置不同票价；

2.不同线路有不同的票价组合；

3.流水记录保存大于10000条；

4.黑名单记录保存大于10000条；

5.典型交易最长时间300ms；

6.容易携带；

7.工作电流不大于200MA；

8.支持月票；

9.提示信息：

扣款、余额、错误；

10.通讯采集接口：

接触式、非接触式，采集速率大于38400bps；

11.刷卡距离不低于2cm；

12.设置时钟的要求，24小时内误差不大于1秒；

13.工作温度（－40度到55度）（此工作温度范围为军品标准、需定制）；

14.湿度要求（15～95％）

15.可查询最近刷卡记录；

16.支持司售人员的运营管理；

17.PSAM卡座不小于2个；

18.支持WH通指定卡片；

19.司乘人员可以设定不同票价；

3.2.10联机消费设备：

1.支持WH通指定卡片；

2.PSAM卡座不少于2个；

3.有屏幕显示提示（提示步骤）；

4.有密码键盘（输入密码）；

5.交易记录大于10000条；

6.打印功能：

支持针打；

7.通讯万式：

RS232、485．TCP／IP、Modem、无线方式；

8.最长交易时间待定（机器处理速度、网络、后台的速度有关）；

9.工作温度（一15度到60度）；

10.湿度要（15～95％）；

3.2.11脱机消费设备：

1.流水记录保存大于10000条；

2.黑名单记录保存大于10000条；

3.最长交易时间待定；

4.容易携带；

5.电源：

长时间供电；

6.提示信息：

扣款、余额、错误；

7.通讯采集接口：

接触式、非接触式，采集速率大于9600bps；

8.具有防冲突机制；

9.设置时钟的要求，24小时内误差不大于1秒：

10.功耗要求；

11.工作温度（一15度至6O度）

12.湿度要求（15～95％）；

13.可查询最近刷卡记录（多条或多少时间以内）

14.支持操作人员的管理；

15.冲SAM卡座不少于2个；

16.支持WH通指定卡片；

17.具有打印功能；

3.3充值设备

3.3.1圈存设备

1.可以同时处理两张卡片（银行卡、“WH通”卡）；

2.支持WH通指定卡片；

3.交易记录大于10000条；

4.黑名单大于10000条；

5.最长交易时间待定（机器处理速度、网络、后台的速度有关）;

6.电源：

220V市电，有掉电保护；

7.提示信息：

成功、失败、冲正、金额；

8.操作流程有语音提示；

9.通讯万式：

RS232、485．TCP／IP、Modem、无线万“式；

10.用户卡座：

全吞式（类似ATM人防止中途拔卡；

11.PSAM卡座不少于2个；

12.显示屏：

类似ATM；

13.打印功能（热敏。

针打）；

14.工作温度（一15度到60度）；

15.湿度要求（15～95％）；

16.24小时室外使用：

17.密码键盘（类似ATM）

18.防暴、防水、防尘；

19.安装、维护方便：

3.3.2联机充值设备

1.支持WH通指定卡片；

2.PSAM卡座不少于2个；

3.容易联机PC或终端；

4.通讯速率不低于9600bps；

5.可选：

有密码键盘（输入密码）

3.3.3脱机充值机

1.支持WH通指定卡片；

2.PSAM卡座不少于2个；

3.有屏幕显示提示（提示步骤）；

4.有密码键盘（输入密码）；

5.交易记录大于10000条；

6.黑名单大于10000条；

7.对典型交易最长时间300ms：

8.具有打印功能；

9.通讯万式：

RS232、485、TCP/IP、MODEM、无线方式：

10.工作温度（一15度到60度）：

11.湿度要求（15～95％）；

3.3.4现金自助充值设备

现金自助充值设备作为一卡通系统中充值设备的一中补充，可以安装在较安全的室内场所，以便缓解充值时用户排队的现象，更加方便用户的使用。

1.支持WH通指定卡片；

2.交易记录大于10000条：

3.电源：

220V市电，有掉电保护：

4.提示信息：

成功、失败、冲正、金额；

5.对操作流程有语音提示；

6.通讯方式：

RS232、485、TCP／IP、Modem、无线方式；

7.SAM卡座不少于2个；

8.显示屏：

类似ATM；

9.现金鉴别器：

可正确识别多种面值的纸币

10.打印功能（热敏、针打）；

11.工作温度（一15度至60度）：

12.湿度要求（－15～95％）：

13.密码键盘（类似ATM）

14.防暴、防水、防尘；

15.安装、维护方便；

3.4发卡设备：

3.4.1批量发卡设备：

支持WH通指定卡片；

3.4.2单张发卡设备：

1.支持WH通指定卡片；

2.容易和PC通讯；

3.PSAM卡座不少于2个（一对母卡）

4流程设计

4.1表具工作流程

上图描述的是水表插卡的主工作流程。

预付费表具使用的过程中涉及到如下卡片：

1、生产测试卡

在表具生产过程中，用来对表具进行设置、检测的生产用卡。

2、检测卡

在表具使用过程中，运营方，例如水司，使用检测卡来检测一用户表具的用卡，用此检测卡可以检测到水表、电表等表具运行的一系列参数。

供运营方检修，管理。

3、密钥下载卡

密钥下载卡用来更新表具中ESAM――嵌入式SAM卡中的密钥信息。

4、不记名（充值）卡

用于用户在来不及充值的情况下，买水买电。

本卡不记名。

5、用户（充值）卡

本用户卡为一卡多用，用户使用本卡，可以预付费购买水、电、气、暖。

上述流程为表具自动判断插入的卡型而进行相应的处理流程。

4.2POS机具

4.2.1公交车载POS收费机

1.工作模式：

车载POS收费机可在开机后直接进入消费状态，也可在司售人员刷卡上班后进人消费状态，由公交应用确定；

2.车载POS收费机可始终保持消费状态，也可在司售人员刷卡下班后退出消费状态进入待机状态，由公交应用确定

3.在消费状态下，车载POS收费机进行反复的询卡和按键查询当IC卡进入感应区并被识别后，进行合法性判断，排除黑名单卡。

失效卡及非系统卡

4.按不同的卡类型进行消费扣款或管理处理

5.对消费卡先进行月票扣次处理，如无合法的月票，则进行小　　额消费扣款，如无余款，则提示支付现金

6.对管理卡按管理功能进行处理的卡处理后，进行记录和数据备份并显示与语音提示

7.当按键被检测后，根据按键功能分别进行处理0查询等）

8.可用采集卡或其它方式启动通讯模式，实现与采集机之间的　　数据交换（传送刷卡记录、执行补采集、校正时间、下载黑名单等任务）

4.2.2公交数据采集机和数据回收设备

1.用授权采集卡或其它方式启动车载机进入数据采集状态

2.开启采集机开始采集

3.完成对车载POS收费机内记录数据的采集

4.执行补采集、校正时间、下载黑名单等任务

5.退出数据采集状态

6.采集机通过数据回收设备将采集的数据传送到站点计算机中　　并通过网络传送到结算中心

7.同时采集机接受补采集、校正时间、下载黑名单等任务

4.2.3公交路签设备

1.当IC卡进入感应区并被识别后，首先进行合法性判断，排除　　黑名单卡、失效卡及非系统卡

2.进行卡类型判断，如为司机卡则存储路签记录，相关车辆信息也可人工输入，或采用车辆卡与司机卡同时刷卡签到。

3.刷卡成功或失败，进行语音提示和声光提示。

4.2.4公交加油设备

手持式加油管理POS机主要处理司机加油的操作：

1.手工输入要加的抽号和油量并确认

2.当IC卡进入感应区并被识别后，首先进行合法性判断

3.从司机卡中油量存储区内扣除响应油量

4.进行成功或失败的显示和声音提示

4.2.5出租车税控IC卡计价器

1.空车状态显示实时时间

2.按下空车灯，语音提示欢迎提醒词，开始计程计时

3.到站抬起空车灯，打印行驶基本数据

4.此时，当IC卡进入感应区并被识别后，首先进行合法性判断

5.按计价器显示金额扣除卡内小额钱包区内相应费用

6.打印卡号、扣除金额、卡内余额，返回空车状态

7.如IC卡非法或卡内无金额，提示现金付款

8.按现金键结束打印并返回空车状态

4.2.6出租车采集设备

为方便用户使用，车载采集设备采用单按键设计。

按下此按键，车载采集设备主动搜索与其连接的设备。

如发现出租读写模块，首先检测是否有记录。

如有记录则进行记录采集。

然后检测模块内各控制信息版本是否为旧版本，如为旧版本则使用采集设备内当前版本对其升级。

最后报告采集完成，显示当前车辆总营收。

站点采集设备仅将红外信号转换为RS232接日信号，完成车载采集设备与站点采集PC机之间的连接。

4.2.7出租车读写模块

1.司机卡签到和控制参数下达。

通过司机卡签到解决不同司机　　使用同一辆出租车时帐务清分问题。

2.交易（含卡交易和现金交易人其中卡交易包含卡片扣款和记　　录存储两部分。

如卡片位于黑名单中，则将发生锁卡交易。

3.数据采集。

4.2.8公交手持POS收费机

1.工作模式：

手持POS收费机可在开机后直接进入消费状态，　　也可在司售人员刷卡上班后进入消费状态，由公交应用确定：

2.手持POS收费机可在司售人员刷卡下班后退出消费状态，也　　可不退出消费状态，由公交应用确定

3.在无按键操作或刷卡操作完成后，手持POS机进入休眠状态，　　以节约用电

4.在休眠状态下，按任意键即唤醒收费机

5.司售员设定票价，并将IC卡在刷卡感应区刷一下卡：

6.收费机对JC卡进行合法性判断，排除黑名单卡、失效卡及非系统卡

7.不同的卡类型进行消费扣款或管理处理、存储刷卡记录。

进行交易成功或失败的相应提示（流程与车载POS收费机基本相同）

8.规定时间内如无后续操作，收费机进入休眠状态，直止关机。

4.2.9脱机消费设备的工作流程

1.工作模式：

a）消费：

脱机消费设备可在开机后直接进入消费状态，也可在使用管理人员刷卡上班后进入消费状态，由具体应用确定；

b）数据采集：

采集方式可以根据设备的类型设定具体采用直联方式或通过其他采集设备，无论采用那种方式，都应该按照定时定量的方式传送到结算中心；

c）黑名单下载：

在数据采集时同时进行；

2.为了节省用电，脱机消费设备可以退出消费状态进入待机状态，由应用确定

3.在消费状态下，用户将卡插入卡片读写器；

4.SAM卡和设备对卡进行合法性判断，排除黑名单卡、失效卡及非系统卡

5.卡片合法进行消费扣款或管理处理，如果非法则退出，并对卡进行非法标记处理；

6.卡处理后，进行记录和数据备份并显示与语音提示

7.打印交易记录；

8.当按键被检测后，根据按键功能分别进行处理帕查询等）

9.可用采集卡或其它方式启动通讯模式，实现与采集机或后台之间的数据交换（传送刷卡记录、执行补采集、校正时间。

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