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1、公交IC卡收费系统技术设计方案1 综述1.1 系统设计目标概述甲方的公交IC卡收费系统的总体设计目标为：l 建设1个IC卡管理中心，负责系统安全管理、密钥管理、系统管理、IC卡发行、管理卡分配与设置、用户卡纠纷与退卡处理、黑名单管理、数据汇总与处理、数据查询统计、电子档案管理、报表管理及数据库备份与恢复等业务。l 下设多个IC卡充售站点，负责用户卡的发售与充值、余额查询等业务。l 下设多个数据采集站点，负责车载机的数据采集、黑名单下载等业务。1.2 技术设计遵循的相关标准本系统的设计遵循以下有关标准：l ISO/IEC 14443 TYPE A非接触式IC卡国际标准l ISO/IEC 7816
2、接触卡国际标准l CJ/T3807-1999建设部标准城市公共汽电车收费设备电子收费机应用技术条件l GB/T 182392000 集成电路（IC）卡读写机通用规范l 建设事业IC卡应用技术管理要求l 计算机软件产品开发文件编制指南1.3 技术方案的设计原则l 符合国家有关部门关于“统一规范、统一发卡、一卡多用”的指示精神。l 乙方提出符合甲方需求的、为其量身打造、贴近甲方的技术方案。l 模块化及开放式的软硬件设计，具有良好的可扩展性，便于系统升级和二次开发。l 系统运行与企业管理紧密结合的原则。l 保障技术的先进性，同时坚持系统性能价格比的优化设计。l 坚持长期服务，满足甲方的长远发展。l
3、具有向“一卡通”方向发展的兼容能力。2 系统总体构成2.1 结构示意图公交IC卡收费系统示意图中心机房磁带机数据库服务器主域服务器 刻录机 8小时电源管理工作站光纤交换机路由器防火墙管理中心 ISDN/DDN/PSDN/FDDI对内管理工作站数据采集工作站IC卡查询机站点计算机管理系统（163）IC卡查询机IC卡充值机站点计算机站点计算机IC卡充值机数据采集器数据采集器车载收费机(1)车载收费机(n)车载收费机(1)车载收费机(n)2.2 系统数据的总体流程系统控制数据自上而下传递，业务数据自下而上汇总，业务数据包括IC卡充值数据和IC卡乘车消费数据。数据总体流程如图所示。2.3 系统软件设计
4、平台系统软件设计思想，把三层体系结构和两层体系结构有机地结合起来，实现甲方的设计目标。后台管理系统采用分布式数据库和C/S模式，具有良好的人机界面，在达到功能要求的前提下，以尽可能简明的操作方式，实现非接触式IC卡的收费运作及管理。应用在该工程的操作系统和数据库系统是目前最流行和值得信赖的。在服务器上采用Windows Server 2003中文企业版作为操作系统，数据库采用SQL SERVER 2000中文标准版；在各管理终端和业务终端上采用Windows 2000P/98作为操作系统，数据库采用SQL SERVER 2000中文标准版和Microsoft Office Access 200
5、0中文版；应用层软件开发工具采用Microsoft Visual Studio 6.0。3 系统功能3.1 功能模块示意图公交IC卡收费系统管理中心对内管理工作站系统安全管理数据查询与统计子站管理黑名单管理数据库备份与恢复交易结算管理报表管理数据汇总与处理管理卡分配与设置IC卡发行系统管理密钥管理数据处理数据采集报表管理网络传输管理中心对外管理工作站电子档案管理数据采集用户卡挂失管理用户卡退卡管理用户卡纠纷处理用户卡发售与充值数据查询与统计用户卡发售与充值子站权限管理3.2 系统功能分析3.2.1 管理中心机房l 系统安全管理3.2.2 管理中心对内管理工作站l 操作员登录管理l 管理卡分配与
6、设置l IC卡发行管理l 数据汇总与处理l 数据查询与统计l 报表管理l 数据库备份与恢复l 黑名单管理l 系统管理l 密钥管理l 交易结算管理l IC卡信息管理l IC卡年检情况分析3.2.3 管理中心对外管理工作站l 操作员登录管理l 用户卡发售与充值l 用户卡纠纷处理l 用户卡退卡管理l 用户卡挂失管理l 数据查询与统计l 报表管理l 电子档案管理l 数据采集3.2.4 IC卡充售站点l 操作员登录管理l 子站权限管理l 数据查询与统计l 报表管理l 用户卡发售与充值l 数据采集l 数据处理l 网络传输3.3 系统功能实现流程3.3.1 操作员登录管理操作员分为系统员、对内业务操作员和对
7、外业务操作员三类。其业务范围有严格界定，系统员可以执行密钥管理、系统管理等全部业务；对内业务操作员可执行IC卡发行制作，管理卡分配与设置、电子档案管理、数据汇总与处理、用户卡纠纷处理、用户卡退卡管理、用户卡挂失管理、黑名单管理及交易结算管理等业务；对外业务操作员负责用户卡发售与充值、数据采集、网络传输等业务。此功能是整个系统的大门。登录人员必须输入操作员编号和对应的口令；同时，系统自动检测本地计算机配置的系统参数（如通讯端口设置等）。如果系统配置正确且操作员编号及对应的口令正确，系统将成功登录；否则系统将禁止登录，并提示操作员重新输入或进行系统配置。管理员登录后可以修改自己的口令。 IC卡发行
8、管理操作员用发行卡设置IC卡发行机的认证密钥后，即允许开始发行管理卡、用户卡。对IC卡的发行操作包括密钥生成、卡编号制作及信息写入等。l 密码卡发行：包括发行密码卡和发行卡。用户选择发行卡类后，分别输入两组8位系统密码，经系统加密运算后生成系统密钥或发行密钥，然后经过发行机写入密码卡或发行卡中。注意，输入的密码应书面封存。l 管理卡发行：包括发行驾驶员卡、信息设置卡和系统管理卡。用户选择发行卡类和发行号段后，输入卡的卡面印刷号，然后经过发行机写入密码、卡类、卡号等信息。l 用户卡发行：包括发行普通卡、纪念卡、老年优惠卡、老年免费卡、学生卡、职工卡和军残卡等。用户选择发行卡类和发行号段后，输入卡
9、的卡面印刷号，然后经过发行机写入密码、卡类、卡号等信息。3.3.3 管理卡的分配与设置管理卡包括信息设置卡、驾驶员卡、系统管理卡。可通过IC卡充值机进行读写操作。l 信息设置卡：用户选择收费线路并分别输入各种用户卡类对应的收费单价后，通过充值机将收费线路和收费单价等信息写入卡中。l 驾驶员卡：用户选择收费线路和驾驶员后，通过充值机将登录状态等信息写入卡中，并记录驾驶员卡的归属关系。注意，驾驶员卡只能分配给有效驾驶员，且一人一卡。l 系统管理卡：不需分配和设置。3.3.4 数据采集数据采集是将车载收费机的消费数据通过数据采集器传送到数据采集管理终端，并生成二进制加密数据文件。系统可提示用户应进行
10、数据采集的消费记录、挂失记录和锁卡记录的总数，及实际发送或接收的相应的有效记录数。3.3.5 数据汇总与处理及交易结算管理通过网络或U盘等媒介，把各子站系统的充售数据文件和采集点的消费数据文件上传到管理中心后，将文件内的数据解密导入中心服务器的数据库。当天的数据汇总完毕，可进行该天的数据综合处理，或称“日清算处理”，生成中间统计结果，作为后期数据查询统计分析的基础。数据处理将由数据库的任务管理器根据设定自行检测、启动并处理。此功能主要完成以下工作：用充值数据、消费数据、上传的挂失信息数据刷新用户卡的相关状态；将二次充值之前的消费记录转存为到历史消费记录；生成每天的消费交易记录的日统计记录；生成
11、用户卡的动态统计记录；生成最新的下发挂失名单和黑名单。3.3.6 数据查询与统计本系统的数据构成主要包括充值数据、消费数据、纠纷数据、退卡数据、黑名单数据、挂失数据、IC卡基础数据等。针对不同的数据可根据用户确定的数据查询条件和统计条件分别实现相应的查询统计，并生成打印报表。l 充售记录查询与统计l 消费记录查询与统计l 纠纷记录查询与统计l 退卡记录查询与统计l IC卡综合信息查询与统计l 坏卡信息查询与统计l 挂失卡信息查询与统计l 黑名单查询与统计3.3.7 用户卡纠纷处理对用户卡纠纷处理的申请，等待所有消费记录采集上传后，依据审核消费记录所确定的最新余额修正卡内电子钱包的数值。为了减少
12、纠纷处理错误和损失，纠纷处理过程必须延迟一段日期，等待纠纷卡的消费记录全部到位，核定出卡内余额真值。3.3.8 用户卡退卡管理对用户卡退卡的申请，首先读出用户卡的类型、编号、卡内最新余额等信息，并查询得到用户卡对应的所属用户、押金等信息，然后可执行退卡操作，清空卡内的电子钱包，并退还用户卡内的最新余额和押金。3.3.9 用户卡挂失管理对用户卡挂失的申请，设立挂失标志，并将挂失卡的卡号放入挂失名单，通过数据采集器下载到收费机，等待所有消费记录采集上传后，依据审核消费记录所确定的最新余额退还用户。为了减少挂失处理错误和损失，挂失处理过程必须延迟一段日期，等待挂失卡的消费记录全部到位，核定出卡内余额
13、真值。3.3.10 黑名单管理黑名单主要包括伪造卡、非法卡、未经审核的用户卡、丢失或失窃的管理卡以及其它甲方认为异常的卡等等，由于车辆运营的特殊性，车载机是离线式终端，不可能与管理中心实时通讯，因此每天必须通过数据采集器对车载机进行黑名单更新。系统黑名单分为三类：挂失生成止付名单、清算生成黑名单、控制卡产生的黑名单。l 挂失产生止付名单：由于乘客卡丢失，为了将乘客的损失降到最低，维护乘客和公交公司的合法利益，本系统可以将挂失的乘客卡的卡号存入数据库形成止付名单。l 清算产生黑名单：由于乘客卡的密钥被人破解或充值点的工作人员非法充值，使得一些乘客卡的卡内金额和数据库金额不符，严重损害公交公司的利
14、益，影响系统的正常运行，此类卡可在清算过程中将其发现，并记录其卡号，将卡号存入数据库中产生清算黑名单。l 控制卡产生的黑名单：由于工作人员疏忽大意将控制卡丢失将影响系统的运行，本系统设置了控制卡黑名单，用于存放这类卡的卡号。通过界面输入的方式，系统将操作员输入的卡号处理为黑名单；当遇到其中任何一种卡进行消费时，车载机就会发出警告，充值时售卡充值系统也会发出警告。在三类黑名单中，清算黑名单和控制卡黑名单记录的卡号数量非常少，但随着时间的推移，止付名单记录的卡号数量逐渐增多，最终会突破车载机的黑名单存储容量的限制。向车载机下载全部的止付名单和黑名单，当止付名单和黑名单数量超过车载机存储容量的限制时，系统首先将全部的黑名单下载到车载机中，然后从止付名单中选择最新的止付名单下载到车载机中。3.3.11 数据库备份与恢复为避免意外事件造成系统重要数据的损坏和丢失，要制订数据库的备份与恢复策略。由于系统数据量较大且数据更新较快，所以数据备份策略采用每周一次完全备份，其他各天进行差异备份。在系统严重错误或故障时，将用备份数据恢复数据库，尽量减少损失。此功能在服务器上的SQL SERVER上执行，数据库恢复由超级系统管理员执行。3.3.12 系统管理对支持系统运行的系统表进行管理和维护，同时具有系统表的浏览功能。此类表有各种IC卡卡表，驾驶员表，公司表、路队表
