清华同方城市通卡解决方案.docx
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清华同方城市通卡解决方案
方案稿
2002年8月22日
清华同方“城市通卡”解决方案
背景
近来，伴随金卡工程的启动和发展，IC卡的广泛应用已成为我国信息化建设一大热点。
而在我国许多大中城市，以智能卡为基本工具的城市IC卡数字网络工程也正在蓬勃发展之中。
所谓城市IC卡数字网络工程，就是对城市公交行业、自来水行业、燃气行业、热力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，受到政府优惠政策的大力支持的数字网络平台。
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。
例如在公交、社保、保险等领域，许多城市都进行了许多尝试。
但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，而且给百姓的生活也带来了诸多不便。
如何解决这个问题？
答案是建立数字化城市，搭建统一的信息化平台。
清华同方提出的“城市通卡”正是基于这个目的。
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，建立城市管理基础信息的采集平台。
市民每日的生活信息、生活需求和生活的偏爱，通过使用IC卡进行数字化记录，反映到城市的相关信息系统中。
有了这些信息，辅以其他手段，如：
发表统计，间接测算等方法。
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、企业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。
“城市通卡”工程项目通过建设一个大型数字网络平台采集大量的基础数据，这些数据将通过城域网进行传输。
根据项目的实施进展情况，在“城市通卡”工程项目的初期，对网络的可靠性和安全性的要求可能会较低，但随着项目的深入和扩展，将加入数据分析、信息查询（如：
公交线路预报、水电信息）等其他增值服务。
市民和企业的网络使用量将增加，这样就会对网络的安全性和可靠性提出更高的要求。
因此，通过“城市通卡”工程项目的实施，对城市网络化建设会起到巨大的支持和推动作用。
“城市通卡”工程项目初步建立了城市的信息处理中心。
从短期来讲，系统将对各个应用业主进行运营结算，并对多个运营方提供运营和管理信息的查询。
从长期来讲，可以加入统计分析系统、决策支持系统，进行进一步的数据挖掘。
为城市的管理提供建议和论证支持；为当地的企业提升管理水平、发现市场契机提供建议，为市民的生活提供进一步的指导建议。
最终，通过城市的信息化建设实现数字城市。
提升城市管理水平，企业运作水平及市民的生活质量。
方案说明
那么，到底如何建立一个完整的“城市通卡”工程呢？
在城市通卡领域，清华同方经过理论研究和实践探索，逐步形成了以自主研制开发的智能IC卡技术为基础，多行业应用技术为核心的城市通卡解决方案，为城市的自来水、燃气的统一收费管理、公交售票等公共交通事业、金融消费、社会保障等领域建立全面完善的IC卡管理系统。
在系统的设计搭建上，逐步研究形成了“二级管理”，“三层结构”的实现方式，支持“一卡一用”“多卡多用”，“一卡多用”的应用模式，同时还可根据用户的要求从“一卡一用”向“一卡多用”应用模式转换，提供完整的城市通卡解决方案。
便于城市管理者分步实施项目，同时也为先期投资兴建“城市通卡”项目的业主提供了扩展应用、服务增值的空间。
总体设计思想
清华同方的建设城市通卡的设计思想核心是一个中心、两类网点、星形架构。
（图表错误！
文档中没有指定样式的文字。
1系统总体结构）
一个中心：
系统中将建立一个总中心，“IC卡清算管理总中心”（简称IC卡总中心），由该中心负责两方面的工作:
统一的资金清算,整个一卡通系统管理。
相对于持卡者，IC卡管理总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：
系统中将建立覆盖全市的营业网点，为持卡者和提供IC卡收费服务。
第一类网点：
“售卡/充值营业网点”，主要负责用户交费充值和其他辅助IC卡管理业务，与“IC卡清算管理总中心”之间主要采用联机交易方式。
它直接面对持卡者，提供城市通卡的服务，作为“系统前台”一部分。
第二类网点为“消费/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“IC卡清算管理总中心”之间主要采用脱机交易方式，它同样直接面对持卡者作为“系统前台”一部分。
系统总体结构
星形架构：
系统以IC卡清算管理总中心为城市通卡中心节点，各售卡/充值营业网点直接连接到IC卡管理总中心，消费/数据采集网点根据需要直接或间接连接到IC卡总中心，各应用行业内部的管理中心（应用行业分中心）直接连接到IC卡总中心。
将来，上级政府管理系统和其他城市信息化基础平台，也直接连接到IC卡总中心。
需特别说明，在“售卡/充值”业务实现上，清华同方的城市通卡从高安全的需要出发，主要以金融系统普遍采用的联机交易方式实现。
该系统也可根据用户的实际安全控制和管理需要，支持脱机充值系统，降低业主成本，方便持卡人使用。
此外，系统支持自动圈存机，实现持卡者自助充值。
在“消费/数据采集”业务实现上，城市通卡系统采用PSAM安全模块实现安全的脱机消费，根据应用行业和一卡通股份公司实际需要，灵活采用城域网、专用POS机或IC卡等方式直接方式或间接通过特定的数据汇总采集网点（或分中心）实现可靠的数据传输。
经过分析比较，清华同方认为一个中心、两类网点、星形架构的总体设计思想，符合招标文件中提出的系统设计原则，有利于保证资金清算的一致性和完整性；关键数据集中管理，有利于保证系统的安全性；中心系统集中维护，有利于保证系统的可靠性和可用性。
城市通卡系统在服务对象（市民和公共事业行业）、服务方式（收费和服务）和安全管理要求上与银行系统相似，参考银行业发展，采用一个总中心的设计方案，切实可行且符合应用技术的发展方向。
清华同方在实践一个中心、两类网点、星形架构的设计思想过程中，克服了每日几十万笔联机交易并发处理，每日500万笔消费数据清分，海量交易数据高速有效性检验，各个应用行业单位信任和监督方式等技术和管理问题，实现了上述城市通卡的设计思想。
总体技术路线
清华同方建设城市通卡项目的总体技术路线是：
以非接触IC卡为基础，支持多卡共用，交易流程遵守建设部规范，采用先进的三层结构，实现“一卡一户、一表一帐”安全可靠的城市通卡运营管理系统。
当前，随着IC卡技术的发展，非接触逻辑加密卡、双界面CPU卡技术已经逐步成熟,进入实用阶段。
清华同方城市通卡系统面向城市基础信息平台建设，根据不同城市和行业的需要，在系统中兼容非接触逻辑加密卡和双界面CPU卡，目前已经实现了IC卡发卡投入使用以后，根据持卡人要求，新增应用功能（俗称：
二次发卡），为城市通卡应用提供了良好的扩展支持。
无论对于逻辑加密卡和CPU卡，清华同方都有一套完整的解决方案，是清华同方从现实出发，支持“多卡通用”的扩展功能之一。
为了切实维护各行业利益、维护持卡人的利益，清华同方城市通卡系统的交易流程设计遵循《中国金融集成电路（IC）卡规范》（V1.0）和《中华人民共和国建设部建设事业IC卡应用技术》要求。
《中国金融集成电路卡（IC卡）规范》已经在金融等领域经过实践检验并被广泛采用，被证明能够实际保护银行和持卡人双方的利益。
由于在系统交易的各个方面严格遵守金融规范，清华同方城市通卡系统能够确保交易的安全和可信。
许多城市通卡项目要求高度的安全性，要求IC卡总中心的系统设计应尽可能地减少由于IC卡在安全上和可靠性上出现问题，给用户和提供服务业主造成经济上的损失。
如：
IC卡的安全密码被攻破，有人自己向IC卡内充值；或者IC卡突然损坏，卡内有用户大量的现金。
为了解决这些问题，IC卡总中心系统设计思想上，采取了“一卡一户”的方式，每张IC卡对应建立的用户帐户内记录IC卡的所有交易信息，在用户进行交易时进行核对。
如果发现数据不一致，系统自动报警提示有关管理人员采取相应措施。
另外，当用户的卡发生意外损坏时可以通过查询帐户得到用户的消费信息，部分减少用户损失。
通过“一卡一户”的帐户跟踪，实现万一IC卡在安全上和可靠性上出现问题时，持卡人和应用行业单位的利益得到有效保护。
当前国内存在严重的水、电、气盗用现象，部分用户通过短接线路破坏表具等方法，达到少交或不交费的目的。
在具体通卡项目的建设中，清华同方能够采用“一表一帐”的设计思想，系统为表具逐一建立了帐户，统计跟踪用户的用水、用电和煤气使用情况，定期检查。
当用户的使用情况发生异常变化时，系统报警并提示有关管理人员进行核对。
“一表一帐”的管理方式，即使用于前期的POS机收费方式，也适用于后期的IC卡表具收费。
在应用系统搭建方面，考虑到部分城市通卡项目的设计原则和项目涉及领域广泛、分步实施的实际情况，清华同方认为应用系统采用中间件和引入三层客户机/服务器体系结构，是最为理想的解决方案。
与两层结构系统相比，三层结构的应用系统在性能、扩展、系统安全和维护等方面具有巨大的优势。
实现三层结构，IC卡总中心只需搭建应用服务系统，由应用服务系统完成业务逻辑，访问数据库，具体负责完成售卡/充值交易服务和消费/数据采集业务等主要的业务逻辑。
此外，应用服务系统实现城市通卡系统与各个应用行业单位管理系统的数据交换，与市政府的管理信息系统的数据交换，提供全市持卡者网上查询业务等。
将来，保持前台系统不变，只需对应用服务系统进行扩充，对后台数据库进行辅助调整，即可实现与银行、城市GIS、城市GPS之间的扩展。
需指出的是，目前国内一些承建单位，从原有的单一行业IC卡应用出发，采用两层结构搭建城市通卡系统，这些系统实现两、三个行业的一卡多用勉强可以，但是实现整个城市真正意义的通卡，将是会遇到难以克服的技术障碍，给整个项目带来巨大的风险。
三层结构以其层次清晰、维护方便、扩展能力强等应用软件业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。
清华同方在城市通卡领域较早采用三层结构进行系统开发，积累了大量的实践经验。
综上所述，系统采用的技术路线符合各应用行业的运营管理，安全，低成本，平台扩展能力强、系统设计先进合理。
应用系统功能
在“城市通卡”项目中，使用IC卡实现如下行业领域的收费：
●公共汽车收费
●煤气管理收费
●园林门票收费
●自来水收费
●出租车收费
●小区物业管理收费
●停车场、停车点收费，路桥收费
●轻轨系统收费
清华同方提出：
“城市通卡”系统应以IC卡支付为核心，结合各业主应用特点，搭建的“城市通卡”应用信息平台。
该平台汇集了多个业主的应用需求，由IC卡实现了多个应用。
具体说来，“城市通卡”系统方案由以下子系统组成：
●IC卡的售卡/充值系统；
●IC卡的消费交易系统；
●IC卡清算管理总中心系统；
●公交IC卡应用系统；
●煤气IC卡应用系统；
●园林门票IC卡收费系统；
●其他IC卡应用系统；
整个应用系统的结构为：
城市通卡应用系统结构图
厂商服务提供
“城市通卡”系统是一复杂的建设工程，包括网络、系统、管理、安全、应用、高可用性等多个方面，无论在技术复杂性上还是在规模上都是非常庞大的。
因此，在系统建设工作开展之前，制订有效的项目实施计划书是必不可少的。
通过对项目实施过程进行管理与控制，协调各方面的力量，预见可能发生的问题，并预先准备好试探性的解决方法，从而保证系统建设工作得以有效、按部就班地开展。
清华同方应用信息系统本部以打造数字城市为己任，肩负着把最先进的计算机与网络技术充分应用到国民经济各领域的责任的清华同方应用信息系统本部，针对各领域的具体应用都提供了一整套包括计算机网络和应用系统在内的全面信息系统解决方案。
针对数字城市的核心层，本部提供了包括电子政务、数字电力、数字水利、数字税务等全面的各行业解决方案和全套数字家园解决方案。
同时，本部提供了全面的计算机技术、网络产品技术、智能存储产品技术、智能控制产品技术、互操作产品技术；作为国内知名服务提供商，本部提供的全套产品线和全面行业解决方案，较好实现了数字城市的资源整合和标准统一。
为保证系统顺利实施、尽快开通，清华同方将结合方案采取如下措施：
◆成立“城市通卡”系统项目组，由公司里领导任项目组负责人，充分发掘及调动公司内部力量，保证项目实施进度。
通过双方的合作实现对项目的技术支持和售后服务支持，我们将在城市通卡领域的丰实经验带给客户、
◆可以获取厂商对该项目的最大支持，表现在缩短设备采购周期、安排派驻现场高级工程师、加强技术培训力度等方面。
◆充分发挥公司强大的资金保障优势，充分发挥在系统集成领域的技术优势，对可能出现的问题采取预防为主的策略，出现问题集中力量解决，防止问题扩大，从而保证平台系统安装、调试、试运行的顺利进行。
◆充分利用项目参加人员在行业的经验，利用其熟悉业务的特点，可充分理解用户需求，便于沟通；
◆充分利用我们丰富的项目管理经验，杜绝出现重大问题及偏差，例如：
要求及时的文档编制及阶段审核等。
◆充足的开发人员投入。
成功案例
清华同方“城市通卡”工程已经在？
进行了实施。
其中辽宁省鞍山市“城市通卡”工程具有典型意义。
鞍山市“城市通卡”工程介绍
辽宁省鞍山市，我国东北地区的名城之一。
过去的近半个世纪，鞍山因鞍钢而闻名全国，素有“钢都”之美誉。
进入二十世纪末，随着我国市场经济的完善和产业结构的调整，鞍山像全国许多工业城市一样，也面临深刻的城市转型。
2002年，鞍山决定实施“城市通卡”工程。
用市政府的话说，这是因为“通卡工程”所带来的“数字城市”概念带来的不仅是城市生产、生活方式巨大变革的机遇，而且也是政府决策和市政管理革命性发展的契机。
鞍山通卡一期工程预计总投资在1000万元左右。
工程从1月28日招标，到2月8日（2002年大年三十）的上午与清华同方签定协议，5月23日系统配置已接近完毕——整个过程，仅仅用了不到半年的时间。
鞍山“城市通卡”是建立在多个应用基础上的IC卡支付系统，目标系统应涵盖公交、煤气、自来水、出租车、小额消费、小区物业管理、电业、房费等城市各个方面。
通过“城市通卡”实现以上多方面社会公用事业的结算等一卡化，统一规范，信息共享，一卡多用，方便使用，为城市居民提供方便的优质服务，提高整个城市的生活质量。
政府：
解围公用事业
为什么要实施“城市一卡通”工程？
对鞍山市政府来说，这是一个解围工程。
鞍山市公用事业管理局技术负责人认为，鞍山通卡工程的建设是鞍山公用事业发展的自身需要。
鞍山市公用事业管理局下辖煤气公司、自来水公司、公交公司、出租车公司。
但这三个行业每年亏损额加起来，一年鞍山市政府要补贴公用事业4922万元左右！
怎么办？
2000年，政府已明确表态，三年内将逐步取消对公用事业的补贴。
公用事业只有向主动创新服务要效益。
惟一的办法是提高服务质量、增加技术含量，最大限度地满足用户的需求。
因此，公用事业经营必须由粗放型的管理向集约型、科学型管理转变。
以公交为例，公交公司分析发现，月票是制约公交公司发展的瓶颈，不记次公交月票的使用大大超出了企业的承受能力。
因为月票无法统计准确的客流量，没有准确的数据，公交公司内部就无法核算成本收益；假币的使用以及现金票款的流失、纸制票证易于仿冒等也是重要问题。
另外，对客流掌握不及时，调度车辆不科学，无法保持车辆合理的满载率。
在鞍山，市公交公司现有投入使用的各种公交车辆1053辆，有41条运营线路，其中市内公交线路19条，实行无人售票的有17条线路。
现有七种月票并存，票价实行分段票制。
年客流量为2.7亿人次，2000年运营收入1.3亿元，亏损534万元。
针对这种情况，鞍山市政府采用“城市通卡”，通过车载电子收费设备，实现公共交通运营管理中的计费、收费、统计、清算等业务的全过程无现金自动化管理。
采用该系统后，市民只要手持一张卡，就可以方便地乘坐大巴、中巴、小巴、出租车、地铁、轮渡等各种交通工具，并且大大减少了现金的流通。
相关的公交运营单位不仅可以使自身的正当权益受到保护，同时还可以通过统计数据来分析客流状况，改善运营线路以实现高效率的运营模式。
实施鞍山城市通卡的实质是，先交钱后消费。
公交、水、煤气公司进入城市通卡系统后，可实现自负盈亏。
如：
公交预计每年将增收2000万元；鞍山市将每年节省对公用事业4922万元的政府补贴；IC卡管理中心公司化经营，每年收入在300万元以上；市民零风险进入“数字化生活”。
针对自来水、燃气应用现状，在智能IC卡本身具有的储值功能和表具自动控制功能的基础上，先充值后使用的智能IC卡自来水、燃气预收费运营及管理系统，适用于城市自来水公司、天然气公司。
据鞍山通卡公司介绍，7月份城市通卡一期工程——公交IC卡应用正式运行后，8月将启动煤气和自来水IC卡应用工程。
过去，煤气和自来水的欠费是老大难问题，症结就在于过去的收费方式，先消费后交钱。
上了IC卡应用以后，要求用户先交钱后消费。
如果不交钱，系统会自动停水、停煤气。
由此，煤气公司和自来水公司可以减少成本，减员增效，解决欠款的问题。
该系统的应用不仅顺应了国家“金卡工程”和“安居工程”的要求，同时也解决了长期以来存在的入户扰民和费用拖欠问题。
另外，该系统还可根据行业特点对不同消费群体加以细分，帮助分析各类消费统计数据，为自来水、燃气公司的运营决策提供准确的数字依据，提高运营管理的现代化水平。
市民：
一卡通到底
“城市一卡通”工程对政府有利，对市民来也没有什么损失，或者应该说有更多的好处。
仍以公交为例。
目前鞍山的月票价格是每月50元，与大城市如北京的月票价格不相上下。
实行IC卡计次乘车后，每次乘车需0.9元钱。
鞍山市区范围一般一趟公交车就可达到目的地。
也就是说，市民上下班一天平均乘车2次，IC卡交费1.8元人民币。
一个月乘车下来也是50元上下。
而且，使用IC卡将非常方便，无须每月到月票兑换点去排队换月票。
市民随时可以到充值点去给IC卡充值，金额可多可少。
未来，一张城市通卡搞定所有公交、水、煤气、电等费用，甚至公园门票都可凭卡消费。
目前鞍山的月票发行在10万张左右。
公交IC卡发行后，估计要发行10万到15万张。
未来加上水和煤气功能，将会达到50万张。
鞍山人口130万，平均每家就会有一张城市通卡。
到那时，“数字化生活”的美景将真正到来。
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