苏州轨道交通AFC系统智能化实践发展

梁 君，付保明，张 宁，温龙辉

（1.苏州市轨道交通集团有限公司，苏州 215006；2.东南大学 智能运输系统研究中心轨道交通研究所，南京 210018）

自动售检票（AFC ，Automatic Fare Collection）系统是城市轨道交通的重要组成部分，为乘客提供售票、检票和查询等服务[1]。随着移动支付方式的引入，AFC系统呈现出系统架构精简化[2]、交易数据实时化、票卡虚拟化、支付多元化、流程简便化、设备轻量化和服务智能化[3]等趋势。二维码购票/过闸[4]等技术已在城市轨道交通AFC系统中得到了广泛的应用，人脸识别[5]、智能客服[6]、语音购票等技术已在一些城市进行了试点。

中国城市轨道交通协会发布的《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》将智慧地铁划分为智慧乘客服务、智能运输组织、智能能源系统、智能列车运行、智能技术装备、智能基础设施、智能运维安全和智能网络管理8个层面[7]，其中，AFC系统至少涉及了智能乘客服务、智能技术装备、智能基础设施及智能运维安全4个方面。苏州轨道交通紧跟国内智慧地铁发展趋势，结合自身发展需要，积极落实智慧地铁的建设目标[8]，已实现移动支付在AFC系统的应用。作为直接与乘客信息进行交互的车站系统，AFC系统是智慧乘客服务体系、智能技术装备体系、智能基础设施体系及智能网络管理体系的重要组成部分，AFC系统的智能化对于推进票务智能化、管理智能化、运维智能化及乘客服务智能化有着重要的意义。

1 现状及发展思考

1.1 系统现状

苏州轨道交通AFC系统架构紧跟业务发展需求，在传统5层架构的基础上，设置了多线路中心（MLC，Multi-Line Central）计算机系统、互联网票务平台，以实现多条线路中央级数据及业务的集中管理及线网二维码支付业务，其系统架构如图1所示。

图1 苏州轨道交通 AFC 系统架构

第1层是各类车票，包括各类实体车票及二维码车票，是乘客的乘车凭证；第2层为车站终端设备，为乘客提供售票、检票和咨询等服务；第3层为车站计算机系统，监控车站终端设备的运行状态，收集、统计各类运营数据；第4层是线路中央计算机系统或MLC，对各线路交易数据进行处理，并将交易等数据文件上传至清分中心；第5层为轨道交通清分中心及互联网票务平台，其中，清分中心制定AFC系统运营的各项规则，并与各线路进行票卡收益清分、与市民卡及互联网票务平台进行收益结算及对账。

当前，苏州轨道交通AFC系统除传统现金购票乘车业务外，通过对既有系统进行改造，已实现二维码购票、二维码过闸业务。其中，二维码过闸业务已实现与长三角多个城市的互联互通，即乘客可直接使用异地城市轨道交通App实现苏州轨道交通乘车二维码的生成、过闸、计费等全业务流程。二维码购票采用聚合码技术，乘客可使用支付宝/微信等扫码购买单程票。

1.2 发展思考

AFC系统的智能化发展应以为乘客提供优质服务为根本，在持续推进各类新兴技术的同时，兼顾普通乘客的认知及AFC系统传统应用的保留；做好顶层设计的同时，兼顾乘客及管理人员使用需求；提升系统智能化的同时，兼顾人文精神，让创新、包容成为AFC系统智能化以外的重要特征。由此，AFC系统智能化发展应考虑功能延续性，多种技术、多种业务模式共存，为乘客提供多元化服务；研究技术先进性及可持续性，适应行业主流发展；思考既有线设备的处置，对既有线富余设备进行改造以满足新线需求；探讨系统间的融合，整合AFC系统、安检、乘客信息服务等需求的同时，兼顾“四网融合”的需求；优先采用成本低、效益好的技术方案。

2 关键技术及应用

生物识别、语音识别等技术的迅速发展，电子发票、数字人民币等应用的不断推广为AFC系统的业务更新提供了保障，为系统智能化的实现奠定了基础。

2.1 生物识别

生物识别是利用人的生物特征进行用户身份判别的一类技术的总称，具体包括人脸识别、指纹识别、虹膜识别和掌静脉识别等。基于生物识别技术，乘客无需任何操作即可通过车站检票机，完成乘车过程。各类生物识别技术中，人脸识别技术在轨道交通中的应用最为广泛。截止2021年4月，全国已有16家城市轨道交通上线人脸识别过闸功能。

应用人脸识别技术，需在设备终端增加相应的人脸识别模块，在车站新增设备用于乘客账户的注册/注销，还需搭建人脸票务平台以实现用户账户的管理。鉴于各线路AFC系统互联互通的业务需求，必须对既有线路的AFC系统进行改造升级。同时，人脸是用户重要的生物特征，一旦泄露必然会造成恶劣的社会影响，对系统的信息安全等级要求较高，而人脸识别在付费领域的应用尚未被广泛认可。因此，考虑到高昂的系统改造、建设成本以及乘客的接受度，使用人脸识别信息尚需进一步探讨。

2.2 智能语音技术

智能语音技术，又称智能语音人机交互技术，以语音作为主要信息载体，使机器具备能说会听、学习思考的能力，从而实现人与机器之间的信息交互过程[9]。当前，智能语音技术在城市轨道交通中的应用主要为智能问询、智能票务及客服热线3个方面，不仅可以代替部分人工服务，降低人力成本，还可提高运营服务水平。只需在AFC系统终端设备增加语音识别模块，并搭建或利用第三方语音识别平台即可实现相应的业务功能。该技术的硬件实现较为简单，语音识别软件的技术水平直接影响用户体验及服务水平。

2.3 电子发票

电子发票同纸质发票一样，采用税务局统一发放的形式给商家使用，发票号码采用全国统一编码，采用统一防伪技术。轨道交通电子发票系统可接收AFC系统上传的开票请求，开具电子发票，将电子发票推送至乘客邮箱、苏州轨道交通乘车App账户等地址，并将电子发票上传至税务局电子发票管理系统进行备案[10]。

相对于纸质定额发票，采用电子发票能有效地避免虚开、多开等问题，大幅度降低纸质定额发票的采购、保存成本。同时，将站务人员从发票管理的繁重业务中解放出来，对于减少车站人员配置，降低运营成本有着重要意义。

2.4 数字人民币

数字人民币作为国家法定货币，其推广使用是国家数字化发展的必然趋势[11]。通过改造AFC系统及互联网票务平台，新增与数字人民币的业务接口，实现数字人民币在轨道交通支付业务中的使用。数字人民币不仅可以满足乘客多元化支付需求，还可确保客票收益直接进入轨道公司银行账户，规避第三方支付账户存在的提现周期长、交易手续费等问题，有利于轨道公司的票卡收益管理。

3 智能化实践发展

苏州轨道交通在既有线运营及新线设计、建设过程中，密切关注行业发展趋势，积极探讨业务管理模式转变，适时采用新技术、新应用。在已实现二维码购票/过闸的基础上，持续对既有线路进行改造、升级，实现了语音购票、数字人民币购票/过闸等功能；此外，根据系统业务需求的变化，在新线设计、建设过程中对AFC系统进行更新、优化，以智能客服、智慧服务终端等智能化设备为载体，融合语音识别、电子发票等智能化技术，搭建智能客服系统，推进AFC系统的智能化发展。

3.1 语音购票试点

当前，自动售票机（TVM，Ticket Vending Machine）购票界面线路多、站点密集，购票流程复杂，购票时间长。为解决外地及老年乘客购票时线路和站点查询难度较大、购票效率低等问题，通过增加语音识别功能，优化TVM购票界面，并在苏州奥体中心站试点了TVM语音购票功能，语音购票界面，如图2所示。

图2 语音购票界面

如图2所示，采用语音购票，可简化购票流程，提高操作便捷性，提升购票效率。该功能的应用不仅为后续地铁线路语音购票服务功能的实施奠定了技术基础，也为既有线路终端设备的智能化改造积累了经验。

3.2 数字人民币购票/过闸

苏州作为使用数字人民币的试点城市之一，将数字人民币使用于轨道交通支付业务，便于乘客使用。当前，乘客可在TVM上使用数字人民币扫码购票或在苏州轨道乘车App内添加数字人民币支付方式扫码过闸，扫码购票流程，如图3所示。

图3 数字人民币扫码购票流程

3.3 智能客服系统

智能客服系统是私有云、人工智能、智能语音、数据挖掘等信息化技术的高度集成，是AFC系统与客运服务需求融合的产物，是提升AFC系统智能化水平、实现车站无人化服务、降低车站客运人员配置的重要手段。苏州轨道交通智能客服系统采用扁平化的架构，按线网层管理，线网层和现场层两级控制的模式进行建设。线网层为现场层所有客服设备提供后台支持，实现全线网的语音服务、乘客服务、数据管理和业务管理等功能；现场层则主要由智慧客服中心、智慧票务终端等智能服务终端设备构成，为乘客提供各种智能化自助服务。智能客服系统网络架构，如图4所示。

如图4所示，为提高智能客服系统的可靠性，保障实时性网络需求，确保车站终端设备服务质量，智能服务终端设备在接入AFC系统车站局域网的同时，利用车站客服交换机直接链接智能客服平台。除智能服务终端外，乘客还可通过地铁官方网站、热线电话渠道、微信公众号等多种渠道获取相关的服务。

图4 智能客服系统网络架构

3.3.1 乘客服务子系统

乘客服务子系统是智能客服系统的核心，可通过语音、文字、图片及视频等多种服务方式为乘客提供票务咨询、线网信息查询和失物招领等多样化远程服务。乘客服务子系统包含远程音视频交互、智能自动应答、客服自行选择、乘客信息可视化及呼叫同步转移等工能。

乘客可以通过车站现场智能客服设备、热线电话、官方网站以及公众号等与系统进行信息互动。系统分析乘客需求及业务场景，自动给予乘客拟人化的语音或者文本回复。若乘客对回复内容不满意，可申请远程人工服务，客服人员在解答乘客疑问的同时，可远程监控并辅助乘客操作客服设备，帮助乘客快速掌握和完成各种复杂业务。在人工音视频交互过程中，系统能够实时监控、识别乘客和客服人员的语音信息，从而自动为客服人员推荐合适的话术，提醒客服人员采用适当的语速和听说比例，提示最佳回复内容等。

3.3.2 语音服务子系统

语音服务子系统是智能客服系统的重要组成部分，为语音购票、乘客远程服务等提供技术支撑。语音服务子系统具备自动语音识别、自然语言理解、对话管理、自然语言生成、文本到语言合成等全过程语音服务功能；具备基于自然语言理解的城轨知识库建立、更新、管理等功能。

（1）支持语音购票

系统支持中/英文、全过程无接触语音识别购票；对苏州轨道交通具体站点名称进行精准识别；将乘客语音信号转换成文字，并在智能服务终端用户界面上进行显示；根据地名或车站周边兴趣点（POI，Point of Interest）实现站点模糊搜索，准确提供最近地铁站名称信息，提醒客户购买对应的地铁票。

（2）支持乘客远程服务

系统支持开放式语义环境下的问询输入，支持语音模糊问询、全局上下文分析处理、多轮对话处理，通过分析对话感知对话场景，预测对话意图，并基于城轨知识库返回拟人化的语音或文本文件，从而为乘客服务子系统提供语音技术支持。

3.3.3 智慧服务终端

随着移动支付的迅速发展，苏州轨道交通TVM发售的单程票使用率逐年走低，已由初期的48.3%降至当前的5.5%左右。乘客购买单程票需求的大幅降低导致TVM的使用率低下， 半自动检票机（BOM，Booking Office Machine）的单程票业务处理需求也同步降低。因此，在新线建设过程中，取消了TVM和BOM的配置，并增设智慧客服中心及智慧票务终端等智能服务终端设备以满足乘客票卡发售及票务处理需求。同时，为满足车站无人化服务需求，各智能服务终端增加了票务处理、信息查询、远程客服和电子发票等智能化自助服务功能。

（1）智慧客服中心

智慧客服中心是传统客服的智能化升级，将原有的BOM、票亭、客服人员的服务功能等进行了系统性整合，以乘客智能化自助操作实现原客服的各项人工服务。智慧服务中心由非付费区和付费区终端设备按照一体化理念进行设计，具有单程票出售、票务自助处理、电子发票开具、远程音视频交互、乘客资讯信息查询等功能，能替代车站票务客服人员及半自动售票机大部分工作量，有效地减轻客服人员压力，同时为乘客提供更加便捷的多元化服务。其中，非付费区配置了2台全功能设备，均可支持现金/非现金支付方式，支持智能语音提示及语音购票，其中1台支持单程票退票功能。付费区配置了1台全功能设备及1台非现金设备，全功能设备支持现金/非现金支付方式，支持智能语音提示及语音购票，支持打印纸质二维码单程票，1台非现金设备只支持二维码购票，打印纸质二维码单程票。

（2）智慧票务终端

智慧服务终端设置在车站非付费区，在取代传统的TVM的同时，兼具部分客服中心功能。设备由乘客自助操作，实现非现金支付单程票发售、票务自助处理、远程音视频交互服务和乘客资讯信息查询等功能，能替代车站票务客服人员及自动售票机的大部分工作量，有效地减轻客服人员压力，为乘客提供更加便捷的多元化服务。

3.4 电子发票系统

苏州轨道交通电子发票系统按照满足全线网电子发票开票量的需求进行配置，采用金税盘托管至第三方电子发票服务平台的模式进行建设，轨道交通业务系统与电子发票服务平台系统通过VPN专线直连，获取电子发票开具、存储、查验和推送等相关服务。采用第三方托管模式，轨道交通内部只需对自身业务系统进行适当的改造，不仅降低了系统建设、维护成本，而且缩短了系统建设周期，提高了系统的可靠性，保障了轨道交通公司开票业务顺利开展。

乘客可使用智慧服务中心、智慧服务终端、轨道交通App等提交开票请求。发票开具完成后，电子发票服务平台根据开票终端的差异，将电子发票PDF版式文件以不同的形式推送给乘客，如：乘客的轨道交通App、手机短信、电子邮箱等。

4 结束语

苏州轨道交通对AFC系统进行智能化实践是顺应轨道交通行业发展的必然结果，是满足乘客多样化需求的必然方法，是提高运营管理、服务水平的必然途径。未来AFC系统的技术更迭、应用更新仍将以为乘客提供更优质服务为核心目标，并兼顾运营、建设等各方需求。当前，苏州轨道交通AFC系统已朝着智能化迈出了关键一步，但在与安检系统融合、“四网融合”、智能运维、人脸识别等领域尚未形成明确的需求，也暂未有成熟技术方案，需在后续建设过程中持续完善。