中圖分類號(hào)： 學(xué)校代碼： 10055 密級(jí)： 碩 士 專 業(yè) 學(xué) 位 論 文 城市軌道交通一卡通系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 文作者 張子博 指導(dǎo)教師 韓智 申請(qǐng)學(xué)位 工程碩士 培養(yǎng)單位 軟件學(xué)院 學(xué)科專業(yè) 軟件工程 研究方向 軟件工程 答辯委員會(huì)主席 劉曉光 評(píng) 閱 人 程仁洪 王超 胡清華 南開(kāi)大學(xué)研究生院 二一三年十一月 南開(kāi)大學(xué)學(xué)位論文使用授權(quán)書(shū) 根據(jù)南開(kāi)大學(xué)關(guān)于研究生學(xué)位論文收藏和利用管理辦法，我校的博士、碩士學(xué)位獲得者均須向南開(kāi)大學(xué)提交本人的學(xué)位論文紙質(zhì)本及相應(yīng)電子版。 本人完全了解南開(kāi)大學(xué)有關(guān)研究生學(xué)位論文收藏和利用的管理規(guī)定。南開(kāi)大學(xué)擁有在著作權(quán)法規(guī)定范圍內(nèi)的學(xué)位論文使用權(quán)，即： (1)學(xué)位獲得者必須按規(guī)定提交學(xué)位論文 (包括紙質(zhì)印刷本及電子版 )，學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印或其他復(fù)制手段保存研究生學(xué)位論文，并編入南開(kāi)大學(xué)博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)； (2)為教學(xué)和科研目的，學(xué)?？梢詫⒐_(kāi)的學(xué)位論文作為資料在圖書(shū)館等場(chǎng)所提供校內(nèi)師生閱讀，在校園網(wǎng)上提供論文目錄檢索、文摘以及論文全文瀏覽、下載等免費(fèi)信息服務(wù)； (3)根據(jù)教育部有關(guān)規(guī)定，南開(kāi)大學(xué)向教育部指定單位提交公開(kāi)的學(xué)位論文； (4)學(xué)位論文作者授權(quán)學(xué)校向中國(guó)科技信息研究所及其萬(wàn)方數(shù)據(jù)電子出版社和中國(guó)學(xué)術(shù)期刊 (光盤(pán) )電子出版社提交規(guī)定范圍的學(xué)位論文及其電子版并收入相應(yīng)學(xué)位論文數(shù)據(jù)庫(kù)， 通過(guò)其相關(guān)網(wǎng)站對(duì)外進(jìn)行信息服務(wù)。同時(shí)本人保留在其他媒體發(fā)表論文的權(quán)利。 非公開(kāi)學(xué)位論文，保密期限內(nèi)不向外提交和提供服務(wù)，解密后提交和服務(wù)同公開(kāi)論文。 論文電子版提交至 校圖書(shū)館網(wǎng)站： 。 本人承諾：本人的學(xué)位論文是在南開(kāi)大學(xué)學(xué)習(xí)期間創(chuàng)作完成的作品，并已通過(guò)論文答辯；提交的學(xué)位論文電子版與紙質(zhì)本論文的內(nèi)容一致，如因不同造成不良后果由本人自負(fù)。 本人同意遵守上述規(guī)定。本授權(quán)書(shū)簽署一式兩份，由研究生院和圖書(shū)館留存。 作者暨授權(quán)人簽字： 年 月 日 南開(kāi)大學(xué)研究生學(xué)位論文作者信息 論文題目 城市軌道交通一卡通系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 姓 名 張子博 學(xué)號(hào) 2220110706 答辯日期 2013 年 11 月 16 日 論文類別 博士 學(xué)歷碩士 碩士專業(yè)學(xué)位 高校教師 同等學(xué)力碩士 院 /系 /所 軟件學(xué)院 專業(yè) 軟件工程 聯(lián)系電話信地址 (郵編 )：天津市河西區(qū)圍堤道 106 號(hào)增 2 號(hào) 備注： 是否批準(zhǔn)為 非公開(kāi)論文 否 注：本授權(quán)書(shū)適用我校授予的所有博士、碩士的學(xué)位論文。由作者填寫(xiě) (一式兩份 )簽字后交校圖書(shū)館，非公開(kāi)學(xué)位論文須附南開(kāi)大學(xué)研究生申請(qǐng)非公開(kāi)學(xué)位論文審批表。 南開(kāi)大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行研究工作所取得的研究成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文的研究成果不包含任何他人創(chuàng)作的、已公開(kāi)發(fā)表或者沒(méi)有公開(kāi)發(fā)表的作品的內(nèi)容。對(duì)本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。 學(xué)位論文作者簽名： 年 月 日 非公開(kāi)學(xué)位論文標(biāo)注說(shuō)明 (本頁(yè)表中填寫(xiě)內(nèi)容須打印 ) 根據(jù)南開(kāi)大學(xué)有關(guān)規(guī)定，非公開(kāi)學(xué)位論文須經(jīng)指導(dǎo)教師同意、作者本人申請(qǐng)和相關(guān)部門(mén)批準(zhǔn)方能標(biāo)注。未經(jīng)批準(zhǔn)的均為公開(kāi)學(xué)位論文，公開(kāi)學(xué)位論文本說(shuō)明為空白。 論文題目 城市軌道交通一卡通系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 申請(qǐng)密級(jí) 限制 ( 2 年 ) 秘密 ( 10 年 ) 機(jī)密 ( 20 年 ) 保密期限 20 年 月 日至 20 年 月 日 審批表編號(hào) 批準(zhǔn)日期 20 年 月 日 南開(kāi)大學(xué)學(xué)位評(píng)定委員會(huì)辦公室蓋章 (有效 ) 注： 限制 2 年 (可少于 2 年 );秘密 10 年 (可少于 10 年 );機(jī)密 20 年 (可少于 20 年 )中文摘 要 I 中文摘要 城市軌道交通在一般情況下主要采用電能作為動(dòng)力來(lái)源，采取輪軌運(yùn)轉(zhuǎn)方式并且兼顧了快速和大運(yùn)量特點(diǎn)?，F(xiàn)階段的城市交通包含了市郊鐵路、地鐵、輕軌、有軌電車等諸多種類， 而隨之帶來(lái)的則是交通出行管理以及結(jié)算收費(fèi)等一系列問(wèn)題。 智能一卡通是一種能夠解決長(zhǎng)期使公共交通行業(yè)和某些非公共交通行業(yè)困擾的自 動(dòng)收費(fèi)問(wèn)題的實(shí)際方法。智能交通一卡通系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)，不但可以促進(jìn)我我國(guó)金融發(fā)展還能加快我國(guó)金融邁向現(xiàn)代化的腳步，一定程度上提高社會(huì)運(yùn)作效率，為人民生活、工作提供方便。 本文從實(shí)際需求出發(fā)，以軟件工程的思想，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了城市軌道交通一卡通系統(tǒng)。系統(tǒng)在功能架構(gòu)上主要實(shí)現(xiàn)了管理結(jié)算子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)（數(shù)據(jù)復(fù)制子系統(tǒng)）、數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)子系統(tǒng)以及用戶自助子系統(tǒng)四大子系統(tǒng)，其中最主要的部分是實(shí)現(xiàn)了管理結(jié)算子系統(tǒng)中的用戶管理功能模塊、系統(tǒng)管理功能模塊、消費(fèi)管理功能模塊、充值管理功能模塊、賬戶管理功能模塊、交易結(jié)算功能模 塊、信息發(fā)布功能模塊以及短信提醒功能模塊。 系統(tǒng)的主要特色在于能夠滿足用戶的便捷交通刷卡、自助管理、卡片信息管理、交通站點(diǎn)管理、智能化信息統(tǒng)計(jì)以及卡片充值等功能。從而最終達(dá)到緩解城市交通壓力、方便人們出行、提升交通服務(wù)效率，改善交通服務(wù)等應(yīng)用價(jià)值。從技術(shù)路線上來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)選用 B/S 開(kāi)發(fā)模式，采用 005 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，通過(guò) 005 數(shù)據(jù)庫(kù)引擎安全可靠的存儲(chǔ)功能， 搭建一套智能交通一卡通管理系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞： 智能交通管理，城市軌 道交通一卡通系統(tǒng)， B/S 開(kāi)發(fā)模式，三層架構(gòu) I in as a of At of is a to to to to in s to of of In of of to of on , of is to a of on MS of is to s to a / S 005 005 II to a of B/S 錄 錄 第一章 緒論 1 第一節(jié) 選題的背景及意義 1 第二節(jié) 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 3 第三節(jié) 本文的主要研究?jī)?nèi)容 4 第四節(jié) 本文的組織結(jié)構(gòu) 5 第二章 城市軌道交通一卡通系統(tǒng)需求分析 6 第一節(jié) 系統(tǒng)總體需求概述 6 第二節(jié) 系統(tǒng)功能需求分析 7 通用戶功能需求 7 理員功能需求 9 服人員功能需求 14 第三節(jié) 系統(tǒng)非功能性需求 16 行性能需求 16 障處理要求 16 活性需求 16 據(jù)處理要求 16 統(tǒng)輸入輸出數(shù)據(jù)要求 17 統(tǒng)安全需求 17 統(tǒng)接口需求 18 第四節(jié) 本章小結(jié) 18 第三章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 19 第一節(jié) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則與目標(biāo) 19 第二節(jié) 系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì) 19 第三節(jié) 系統(tǒng)功能架構(gòu)設(shè)計(jì) 21 第四節(jié) 系統(tǒng)總體業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì) 22 目錄 V 第五節(jié) 系統(tǒng)物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 23 第六節(jié) 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) 26 據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 26 據(jù)庫(kù)總體 27 第七節(jié) 本章小結(jié) 31 第四章 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 32 第一節(jié) 系統(tǒng)主要開(kāi)發(fā)環(huán)境與運(yùn)行部署 32 第二節(jié) 管理結(jié)算子系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 33 第三節(jié) 數(shù)據(jù)采集處理子系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 42 第四節(jié) 數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)子系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 45 第五節(jié) 用戶自助子系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 47 第六節(jié) 城市軌道交通一卡通關(guān)鍵技術(shù) 51 鑰管理技術(shù) 51 程計(jì)費(fèi)技術(shù) 52 式識(shí)別及不停車收費(fèi)技術(shù) 52 據(jù)庫(kù)技術(shù) 53 第七節(jié) 本章小結(jié) 54 第五章 系統(tǒng)運(yùn)行測(cè)試 55 第一節(jié) 系統(tǒng)測(cè)試環(huán)境 55 第二節(jié) 系統(tǒng)測(cè)試內(nèi)容用例 55 第三節(jié) 系統(tǒng)性能測(cè)試 57 第四節(jié) 進(jìn)行測(cè)試之后的結(jié)果處理 58 第五節(jié) 本章小結(jié) 59 第六章 總結(jié)與展望 60 第一節(jié) 工作總結(jié) 60 第二節(jié) 展望 60 參考文獻(xiàn) 62 目錄 謝 64 個(gè)人簡(jiǎn)歷 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果 65 第一章 緒論 1 第一章 緒論 第一節(jié) 選題的背景及意義 城市交通通常以電能為動(dòng)力，采取輪軌運(yùn)轉(zhuǎn)方式的快速大運(yùn)量公共交通之總稱。目前城市交通有地鐵、輕軌、市郊鐵路、有軌電車以及懸浮列車等多種類型，號(hào)稱“城市交通的主動(dòng)脈”。城市交通和其他公共交通相比，具有以下特點(diǎn)：用地省，運(yùn)能大，軌道線路的輸送能力是公路交通輸送能力的近 10 倍。每一單 位運(yùn)輸量的能源消耗量少，因而節(jié)約能源；采用電力牽引，對(duì)環(huán)境的污染小。噪聲屬集中型，人均噪聲小，易于治理；乘客乘座安全、舒適、方便、快捷 2。由于交通的諸多優(yōu)勢(shì)，因而目前正逐漸成為人們出行的主要交通方式。 我國(guó)在多年的吸取教訓(xùn)結(jié)合實(shí)際的發(fā)展過(guò)程中，已經(jīng)進(jìn)入了城市化發(fā)展各個(gè)階段中的高速階段。城市化水平的快速提高，不但預(yù)示了城市數(shù)量的增加，還表明了城市規(guī)模的大幅度增大，為了能夠更好的與實(shí)際相適應(yīng)，對(duì)城市的規(guī)劃、建設(shè)、管理還有服務(wù)等方面都提出了更高的要求，由于經(jīng)濟(jì)、科技等必要條件的進(jìn)步，傳統(tǒng)的城市規(guī)劃、管理、建設(shè) 和服務(wù)，已經(jīng)不能滿足要求，需要盡快得到變革，營(yíng)造現(xiàn)代化城市需要運(yùn)用到科學(xué)、整體、系統(tǒng)的思維已經(jīng)成為了時(shí)代發(fā)展所理所應(yīng)當(dāng)?shù)谋厝?。于是通過(guò)結(jié)合信息技術(shù)和 技術(shù)的高速發(fā)展，一卡通的實(shí)現(xiàn)不但可以在城市進(jìn)行規(guī)劃。建設(shè)、服務(wù)和管理工作全面展開(kāi)的過(guò)程中發(fā)揮效用還能為其提供便利和詳細(xì)可靠的相關(guān)數(shù)據(jù)和歷史信息，便于參考借鑒，除此之外還在一定程度上提高了社會(huì)運(yùn)作的整體效率，為人民群眾的工作和生活提供了方便，為了我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)能夠持續(xù)健康快速的發(fā)展夯實(shí)了穩(wěn)定扎實(shí)的基礎(chǔ)。 成立城市軌道交通一卡通系統(tǒng)的主要目標(biāo)在于將交通一卡通管理 中心設(shè)定為核心和重要樞紐，將智能 作為關(guān)聯(lián)主線，使之同地鐵、輕軌、城鐵等多種公共交通行業(yè)；用戶；銀行相互聯(lián)系，用戶信息主要是通過(guò)終端機(jī)進(jìn)行獲取的，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)支付、結(jié)算、以及劃轉(zhuǎn)等具體的信息管理和操作。交通一卡通系統(tǒng)是作為信息系統(tǒng)工程項(xiàng)目的一種存在的，主要是以信息化交通管理的實(shí)現(xiàn)作為基礎(chǔ)的。城市一卡通在實(shí)際應(yīng)用中可以直接的解決使公共交通行業(yè)和某些非公共交通行業(yè)頭痛不已和困擾已久的自動(dòng)收費(fèi)的問(wèn)題，最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)“一第一章 緒論 2 卡在手，走遍全城”的夢(mèng)想。 由于交通具備單位運(yùn)輸量大、人流密集、運(yùn)輸效率高、運(yùn)輸速度快等諸多特點(diǎn)，而面對(duì)如此高密集、高運(yùn)輸量、高速度的交通特點(diǎn)，就對(duì)智能交通一卡通系統(tǒng)提出了諸多更高的要求，在系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的安全性，系統(tǒng)的實(shí)用易用性，以及大量用戶信息的存儲(chǔ)等方面都需要進(jìn)行更加完善的設(shè)計(jì)。由此，設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)一套針對(duì)交通的一卡通系統(tǒng)對(duì)于緩解城市交通壓力、方便人們出行、提升交通服務(wù)效率，改善交通服務(wù)等方面具有重要的意義。此外，對(duì)于城市的規(guī)劃建設(shè)以及城市的穩(wěn)定發(fā)展，促進(jìn)城市和諧等方面也起到了一定的輔助意義。 一個(gè)城市的文明窗口的具體表現(xiàn)就在與公共交通系統(tǒng)，交通一卡通的實(shí)現(xiàn)有利于使城市的整體形象得 到顯著的提高，在一定程度上極大的促進(jìn)了城市的精神文明建設(shè)。除此之外，“交通一卡通”的實(shí)施，還具有以下所列的幾方面的重大意義： 1、 在一定程度上使公共交通系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益得到相應(yīng)提高，能夠縮減政府一部分財(cái)政補(bǔ)貼，從而節(jié)省財(cái)務(wù)費(fèi)用。 2、能夠有效的使社會(huì)的現(xiàn)金流通量減小，加快市場(chǎng)中的資金周轉(zhuǎn)和運(yùn)作，除此之外，“一卡通”系統(tǒng)當(dāng)中的卡內(nèi)儲(chǔ)值也是不容忽視的一筆數(shù)額不小的預(yù)售資金，如果將這些資金得以充分利用，可以帶來(lái)相當(dāng)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。 3、從實(shí)際中，直接使公共交通的服務(wù)水平得到提高。只要乘客持一張 就具 有乘坐地鐵、公共汽車和出租汽車這三種交通工具的權(quán)利，一卡通系統(tǒng)能夠以方便乘客的出行，和提供更靈活的出行方式的角度考慮，從實(shí)際出發(fā)，落實(shí)了乘客的出行條件的改善，價(jià)格政策也隨之更加靈活，為乘客提供更加合理的優(yōu)惠服務(wù)，節(jié)省了不必要的開(kāi)支； 4、提高客票管理的服務(wù)和水平，也使客運(yùn)計(jì)劃邁向了現(xiàn)代化的科學(xué)水平，使現(xiàn)有客運(yùn)管理信息系統(tǒng)所具有的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)得到了充分發(fā)揮和利用，減少了車站售票人員的售票、退還零錢(qián)等手工勞動(dòng)，縮減了乘客的等待時(shí)間，真正意義上實(shí)現(xiàn)理想的客票的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)管理； 5、交通一卡通具有及時(shí)獲取當(dāng)前經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)的能 力，對(duì)于收入狀況進(jìn)行分析和評(píng)估，有效縮減了公司花費(fèi)在票務(wù)銷售、查詢和統(tǒng)計(jì)方面的一系列費(fèi)用，從根本上使勞動(dòng)力成本得以控制和縮減。具有有效地解決現(xiàn)金管理繁瑣困難等問(wèn)題的能力，能夠有效控制和預(yù)先防止非法的資金的流失。 第一章 緒論 3 6、交通一卡通系統(tǒng)所包括的眾多功能中的電子貨幣功能的具體實(shí)現(xiàn)，不只在公共交通領(lǐng)域得以應(yīng)用，在其他的 應(yīng)用領(lǐng)域還得到了利用和相應(yīng)的擴(kuò)展。 第二節(jié) 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 就具體的一卡通而言，國(guó)內(nèi)目前比較成功的有香港八達(dá)通，八達(dá)通的芯片被放置于只有信用卡大小的塑膠卡片當(dāng)中，它的作用就是能夠代替卡 片在完成充值的操作后放在接收器上立即可以完成付款的操作過(guò)程。八達(dá)通早在 1997 年9 月 1 日就已經(jīng)開(kāi)始使用，最初八達(dá)通也只能應(yīng)用于乘坐巴士、鐵路等公共交通工具上，后來(lái)隨著技術(shù)的進(jìn)步和研究的深入陸續(xù)擴(kuò)展至其他行業(yè)。 八達(dá)通系統(tǒng)使用了 片及其一系列與其具有密切聯(lián)系的軟件技術(shù)。香港是世界上首個(gè)將此技術(shù)應(yīng)用于八達(dá)通的 用在公共交通工具的職能收費(fèi)系統(tǒng)的地區(qū)。八達(dá)通當(dāng)中的非接觸式的智能性卡片設(shè)計(jì)，令使用者不再需要直接的物理接觸，例 如將整張卡片插入讀卡器的操作，只需接近八達(dá)通讀卡器即可進(jìn)行交易，以往的物理接觸操作被八達(dá)通的先進(jìn)技術(shù)省略掉了。而從資料進(jìn)行傳送時(shí)的速度方面來(lái)看，八達(dá)通可以達(dá)到每秒鐘傳送 212 訊息的速度。而已被香港市場(chǎng)淘汰的以往使用的電子貨幣系統(tǒng) 算是接觸式的智能卡，每秒鐘也僅僅能夠傳送 9.6 訊息，在操作上和性能上遠(yuǎn)不如八達(dá)通，所以理所應(yīng)當(dāng)?shù)谋话诉_(dá)通取締。 但是八達(dá)通也存在著它的弊端，比如只能固定付款，上車刷卡不管多少路程都是一個(gè)價(jià)格。我們實(shí)際生活中需要開(kāi)發(fā)一套可以按 路程計(jì)費(fèi)的程序。 國(guó)外比如美國(guó)的智能化建設(shè)比中國(guó)早 30 年，他們包括身份證一起，所有證件都是一張卡。他們的這張卡內(nèi)包括了個(gè)人的全部信息，讀書(shū)經(jīng)歷，工作經(jīng)歷，出生年月，姓名，性別，籍貫，個(gè)人賬戶，所獲得的證書(shū)等。使用起來(lái)非常方便，比如證件方面，也更加的安全，不會(huì)出現(xiàn)假證件。交通同樣可以使用這張卡，無(wú)售票人員 11高峰期和淡季都能清楚的計(jì)算出來(lái)。 在國(guó)外來(lái)說(shuō)，公共交通一卡通系統(tǒng)主要在兩方面被廣為應(yīng)用 :一種是在公共交通方面被廣為使用，而且能夠?qū)崿F(xiàn)區(qū)域互通或是對(duì)全國(guó)互通。另外一種則是將一卡通和金融卡進(jìn)行綁定 ，實(shí)現(xiàn)既能付交通費(fèi)用又能在銀行、商店以接觸的第一章 緒論 4 方式完成交易付款的操作。同時(shí)一卡通可以實(shí)現(xiàn)在 上進(jìn)行圈存，完成自動(dòng)充值。但由于國(guó)外對(duì)用卡的環(huán)境同國(guó)內(nèi)的環(huán)境相比具有更多的優(yōu)勢(shì)，所以在一卡通的系統(tǒng)安全防范等方面所進(jìn)行的研究，并沒(méi)有國(guó)內(nèi)所研究的完善。 由于技術(shù)水平的制約，我國(guó)現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)城市的一卡通系統(tǒng)的建設(shè)剛剛起步，尚未全面發(fā)展，相對(duì)于各個(gè)城市而言，建設(shè)一卡通系統(tǒng)的方法和規(guī)劃尚沒(méi)有一個(gè)具體實(shí)際可用來(lái)參考的標(biāo)準(zhǔn)模型，各地交通一卡通系統(tǒng)都需要適應(yīng)當(dāng)?shù)氐慕煌ㄌ攸c(diǎn)，具有很高的地方特色，由于具體情況的不同，導(dǎo)致的實(shí)際系統(tǒng) 架構(gòu)、管理模式、技術(shù)應(yīng)用的具體標(biāo)準(zhǔn)、業(yè)務(wù)模式等等各有差異。但是，各個(gè)城市在系統(tǒng)建設(shè)中所使用的方法和積累的經(jīng)驗(yàn)都是一筆寶貴的財(cái)富，雖各有差異，但是核心卻始終相同，在這其中，必然會(huì)有一卡通系統(tǒng)的某種最終發(fā)展方向。北京作為我國(guó)的首都，是我們國(guó)家的心臟 ，已經(jīng)將實(shí)現(xiàn)交通一卡通提上議程定為發(fā)展目標(biāo)，最終目的在與以此來(lái)改善首都公共交通形象，為市民出行提供方便。 綜上所述，國(guó)內(nèi)的城市交通一卡通系統(tǒng)尚處于在摸索中不斷發(fā)展的階段，對(duì)各城市而言，由于在政治、經(jīng)濟(jì)、文化、區(qū)域位置上存在著差異，城市交通一卡通系統(tǒng)的建設(shè)方法和各類規(guī) 范都沒(méi)有統(tǒng)一的能夠提供實(shí)際參考和有效借鑒的標(biāo)準(zhǔn)，由于不同的城市所具有的獨(dú)特的地域特點(diǎn)和民族習(xí)慣，致使交通一卡通也有很明顯的地方特性，交通一卡通的組成系統(tǒng)、相應(yīng)的業(yè)務(wù)流程、運(yùn)營(yíng)的特點(diǎn)和各種技術(shù)接口的規(guī)范性要求都存在了很大的差異。但是，各個(gè)城市在交通一卡通系統(tǒng)的建設(shè)過(guò)程中所采用的方式和積累的經(jīng)驗(yàn)都是相當(dāng)?shù)膶氋F，具有很高的參考和研究?jī)r(jià)值，在眾多方案中，必然存在了能夠使城市交通一卡通得到全面發(fā)展和發(fā)揮作用的某種方案，也會(huì)有相應(yīng)的發(fā)展趨勢(shì)。 第三節(jié) 本文的主要研究?jī)?nèi)容 本文課題研究的主要內(nèi)容主要是針對(duì)城市軌道交通一卡 通系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過(guò)程中用到的相關(guān)理論知識(shí)以及工程技術(shù)和開(kāi)發(fā)工具等進(jìn)行深入地研究，具體來(lái)說(shuō)，本文課題的研究?jī)?nèi)容主要有以下幾點(diǎn)： 1、調(diào)研了解城市交通運(yùn)行現(xiàn)狀以及交通管理業(yè)務(wù)流程，并閱讀分析相關(guān)文獻(xiàn)了解、分析和對(duì)比各類一卡通系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。 2、深入研究城市軌道交通一卡通系統(tǒng)的整體框架結(jié)構(gòu)，分析了解各類框架技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合本文課題的特點(diǎn)進(jìn)行框架技術(shù)選型。 第一章 緒論 5 3、對(duì)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中涉及的工程技術(shù)以及開(kāi)發(fā)工具和設(shè)計(jì)工具進(jìn)行深入的研究，具體主要包括： （ 1）深入研究 術(shù)，了解 術(shù)的開(kāi)發(fā)特點(diǎn)， 總結(jié) 發(fā)模式上強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)所在。 （ 2）研究 架技術(shù)，深入了解 層框架將整個(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用劃分為表現(xiàn)層（ 業(yè)務(wù)邏輯層（ 數(shù)據(jù)訪問(wèn)層（ 意義和優(yōu)勢(shì)。研究明確 架分層“高內(nèi)聚，低耦合”的思想。 （ 3）研究 005 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，研究如何利用 005數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行安全可靠的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，以便幫助 構(gòu)建和管理用于業(yè)務(wù)的高可用和高性能的數(shù)據(jù)應(yīng)用程序。 第四節(jié) 本文的組織結(jié)構(gòu) 第一章 緒論，簡(jiǎn)單介紹研究背景和研究意義、研究的目的和 主要工作。 第二章 智能交通一卡通系統(tǒng)需求分析，對(duì)系統(tǒng)主要角色分類及其功能進(jìn)行深入分析。 第三章 智能交通一卡通系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)，包括其構(gòu)成的各個(gè)子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。 第四章 智能交通一卡通系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，介紹系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)通訊協(xié)議以及傳輸報(bào)文設(shè)計(jì)，并給出系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程以及界面展示。 第五章 系統(tǒng)運(yùn)行測(cè)試，介紹系統(tǒng)的運(yùn)行測(cè)試的測(cè)試環(huán)境以及測(cè)試過(guò)程。 第六章 總結(jié)與展望，探討前面工作的結(jié)論、優(yōu)點(diǎn)和不足，并對(duì)經(jīng)后提出建議。 第二章 城市軌道交通一卡通系統(tǒng)需求分析 6 第二章 城市軌道交通一卡通系統(tǒng)需求分析 正確精準(zhǔn)的需求分析能夠確保系統(tǒng) 開(kāi)發(fā)的正確性和針對(duì)性，準(zhǔn)確了解用戶的需求和想法，做好需求分析工作能夠?yàn)橄到y(tǒng)的建設(shè)奠定成功的基礎(chǔ)。 第一節(jié) 系統(tǒng)總體需求概述 經(jīng)過(guò)調(diào)研，可以確認(rèn)城市軌道交通一卡通系統(tǒng)的主要使用者有三種身份：普通使用者、客服人員和管理員。普通使用者即一卡通持卡者以及主要使用者，也就是該系統(tǒng)的主要用戶；管理員則為 結(jié)算和管理中心，即一卡通管理部門(mén)，也就是該系統(tǒng)的管理人員；客服人員是協(xié)助普通使用者使用該系統(tǒng)的支持人員。需要說(shuō)明的是，本文所說(shuō)的用戶是指一卡通系統(tǒng)的普通使用者，不包括采用臨時(shí)卡或者現(xiàn)金進(jìn)行結(jié)算乘坐交通工具的市民。 系統(tǒng)功能總體用例圖為圖2 普 通 用 戶客 服 人 員管 理 員個(gè) 人 信 息 管 理個(gè) 人 消 費(fèi) 管 理信 息 管 理解 決 用 戶 問(wèn) 題增 值 服 務(wù)用 戶 管 理消 費(fèi) 管 理數(shù) 據(jù) 分 析系 統(tǒng) 管 理智 能 交 通 一 卡 通圖 2統(tǒng)總體功能需求用例圖第二章 城市軌道交通一卡通系統(tǒng)需求分析 7 第二節(jié) 系統(tǒng)功能需求分析 經(jīng)過(guò)對(duì)系統(tǒng)總體需求份額概述，我們明確了城市軌道交通一卡通系統(tǒng)的主要用戶包括了普通使用者、客服人員和管理員三類角色，本節(jié)將針對(duì)該三類用戶進(jìn)行詳細(xì)的功能需求分析。 通用戶功能需求 在城市軌道交通一卡通系統(tǒng)中，普通用戶為該系統(tǒng)的直接使用者，而普通用戶在使用該系統(tǒng)的時(shí)候最基本的要求是便利和安全。 首先用戶在使用在一卡通 的時(shí)候，最基本的需求就是能 夠方便的享受整個(gè)城市交通帶來(lái)的服務(wù)。用戶可以憑借手中的一卡通 ，方便的享受不同交通工具帶來(lái)的方便。另外還要盡可能地降低用戶使用一卡通的門(mén)檻，真正做到老少咸宜的地步。再次要做到無(wú)論何時(shí)何地可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)手機(jī)和電話對(duì)自己的系統(tǒng)賬號(hào)進(jìn)行管理。 其次用戶在使用一卡通系統(tǒng)的需求是保障自己的個(gè)人信息和財(cái)產(chǎn)安全。用戶需要確保自己在使用一卡通的時(shí)候自己的個(gè)人信息不被泄露，一卡通的個(gè)人財(cái)產(chǎn)能夠得到保護(hù)。用戶的基本功能其主要可以分為個(gè)人信息管理和個(gè)人消費(fèi)管理兩個(gè)大功能模塊，如下圖 2示： 普 通 用 戶個(gè) 人 信 息 管 理個(gè) 人 消 費(fèi) 管 理帳 號(hào) 管 理信 息 查 詢修 改 資 料業(yè) 務(wù) 設(shè) 置I n c l u d eI n c l u d eI n c l u d eI n c l u d 結(jié) 算充 值 管 理I n c l u d eI n c l u d 通用戶功能需求用例圖 第二章 城市軌道交通一卡通系統(tǒng)需求分析 8 根據(jù)上圖對(duì)一卡通系統(tǒng)用戶的具體功能劃分，詳細(xì)的功能需求描述如下： 1、個(gè)人信息管理 用戶的個(gè)人信息管理主要包括賬號(hào)管理、信息查詢、資料修改以及業(yè)務(wù)設(shè)置等幾個(gè)小的功能模塊。 （ 1）帳號(hào)管理 帳號(hào)管理包括一卡通用戶的注冊(cè)、注銷和掛失等功能。注冊(cè)時(shí)首先需要用戶在指定的充值 /發(fā)卡點(diǎn)憑借相關(guān)身份證件辦理相關(guān)的一卡通 ，然后登陸到該一卡通系統(tǒng)的站點(diǎn)進(jìn)行賬戶注冊(cè)操作。該功能可由城市交通服務(wù)部門(mén)安排客服或者技術(shù)支持人員進(jìn)行協(xié)助操作。注冊(cè)時(shí)候需要填寫(xiě)用 戶的個(gè)人身份驗(yàn)證信息和其他相關(guān)信息（如手機(jī)號(hào)、郵箱等），并設(shè)置對(duì)應(yīng)的登陸密碼。用戶可以選擇是否綁定銀行賬戶以及開(kāi)通轉(zhuǎn)賬業(yè)務(wù)，若開(kāi)通銀行轉(zhuǎn)賬業(yè)務(wù)，則還需要設(shè)置相應(yīng)的轉(zhuǎn)賬密碼等。同時(shí)還可選擇一些相關(guān)的增值服務(wù)如是否開(kāi)通短信通知業(yè)務(wù)、電話語(yǔ)音服務(wù)和廣告推介服務(wù)等。通常，用戶的賬號(hào)需要和用戶的個(gè)人身份證明、一卡通卡號(hào)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。即通過(guò)用戶的個(gè)人身份證明，就可以對(duì)賬號(hào)密碼進(jìn)行重置，對(duì)用戶賬號(hào)和卡號(hào)等信息進(jìn)行管理。 注銷賬戶則用戶可以憑借相關(guān)的身份證件到一卡通系統(tǒng)指定的地點(diǎn)或者登陸系統(tǒng)網(wǎng)站進(jìn)行一卡通賬號(hào)的注銷。進(jìn)行注銷的 用戶如果卡內(nèi)還有余額，則會(huì)將余額返回給綁定的賬號(hào)或者指定的賬戶，然后即可進(jìn)行注銷。如果卡內(nèi)有欠費(fèi)情況，則需要補(bǔ)齊欠費(fèi)后方可進(jìn)行注銷。注銷后用戶將不可再使用已注銷賬號(hào)登陸系統(tǒng)網(wǎng)站和使用一卡通系統(tǒng)的相關(guān)服務(wù)，且其手中持有的 也不可繼續(xù)使用。注銷后，用戶賬戶中的一切信息隨之銷毀，盡可能地保障用戶的信息安全。 一卡通掛失時(shí)用戶可以憑借相關(guān)的身份證件到一卡通系統(tǒng)指定的地點(diǎn)或者登陸系統(tǒng)網(wǎng)站對(duì)卡號(hào)進(jìn)行掛失處理。登陸系統(tǒng)可以進(jìn)行的操作是停用已丟失的一卡通 。如果需要進(jìn)行其他的掛失，則需要到指定的位置重新辦理新卡，并 轉(zhuǎn)出已丟失的一卡通 中的余額，其他的操作則與辦理新卡時(shí)一致。然后可以通過(guò)登錄網(wǎng)站將注冊(cè)的賬號(hào)與新卡進(jìn)行綁定。 掛失操作還包括注冊(cè)用戶的賬戶和密碼丟失等情況，用戶可以憑借相關(guān)身份證明到指定地點(diǎn)進(jìn)行賬戶追回和密碼重置。 （ 2）信息查詢 用戶可以到一卡通系統(tǒng)指定的營(yíng)業(yè)點(diǎn)或者憑賬號(hào)和登陸密碼自行登陸系統(tǒng)第二章 城市軌道交通一卡通系統(tǒng)需求分析 9 網(wǎng)站查看自己賬戶的相關(guān)信息，包括充值和消費(fèi)清單，具體的消費(fèi)情況等信息。如果用戶是選擇到指定的查詢點(diǎn)或者要求客服人員協(xié)助進(jìn)行查詢，則需出示指定的身份證件信息進(jìn)行驗(yàn)證后才能夠進(jìn)行查詢，進(jìn)一步確保用戶信息的安全。 （ 3）資料修改 用戶可以到一卡通指定地點(diǎn)或登錄系統(tǒng)網(wǎng)站對(duì)用戶的個(gè)人信息進(jìn)行修改，比如修改登錄密碼、更換綁定銀行卡、修改一卡通消費(fèi)安全保護(hù)措施、修改消費(fèi)密碼以及修改綁定的手機(jī)號(hào)等服務(wù)功能。但是有些信息為了方便整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析比如用戶的充值和消費(fèi)記錄等客觀信息則不可修改，只可以進(jìn)行查詢。 （ 4）業(yè)務(wù)設(shè)置 一卡通系統(tǒng)為了方便用戶更好的使用該系統(tǒng)進(jìn)行消費(fèi)，提供了各種業(yè)務(wù)設(shè)置的選項(xiàng)來(lái)供用戶進(jìn)行選擇，比如是否設(shè)置每天刷卡次數(shù)限制、每天限制刷卡金額限制、設(shè)置消費(fèi)記錄短信提醒、設(shè)置是否允許廣告推介等業(yè)務(wù)信息。這些設(shè)置都可以根據(jù) 用戶的需要自行的添加、修改和刪除。 2、個(gè)人消費(fèi)管理 個(gè)人消費(fèi)管理主要包括充值的管理和刷卡消費(fèi)管理兩個(gè)方面。 充值的管理是用戶在辦理相關(guān)的 之后，首先向其中充值一定金額對(duì) 以后的充值中，用戶可以根據(jù)自己的實(shí)際情況，可以選擇是否在指定充值點(diǎn)充值或者通過(guò)網(wǎng)上銀行的方式進(jìn)行充值。 刷卡消費(fèi)管理是用戶在乘坐城市交通一卡通系統(tǒng)允許的交通工具時(shí)，只需要通過(guò)在指定的結(jié)算終端進(jìn)行刷卡即可。此處根據(jù)不同的交通工具采用不同的刷卡機(jī)制，如公交車等固定金額的交通工具，采用上車即刷卡的機(jī)制；如計(jì)程車等根 據(jù)路途計(jì)算金額的交通工具，則根據(jù)達(dá)到目的地后的相關(guān)消費(fèi)情況進(jìn)行刷卡操作；如地鐵則會(huì)根據(jù)乘坐路程的長(zhǎng)短進(jìn)行不同金額的消費(fèi)等。由于用戶對(duì)刷卡消費(fèi)的需求以及安全性不一致，可登陸一卡通系統(tǒng)選擇不同的消費(fèi)限制機(jī)制，如限制規(guī)定時(shí)間內(nèi)的刷卡次數(shù)和金額、對(duì)于高出指定金額的刷卡消費(fèi)需要刷入指定的消費(fèi)密碼等相關(guān)的安全措施。 理員功能需求 城市交通一卡通系統(tǒng)的管理員則由城市交通規(guī)劃部門(mén)管理中心相關(guān)人員進(jìn)行擔(dān)任，管理員的主要職責(zé)是管理所有涉及到城市交通服務(wù)工作的 結(jié)算管理中心，對(duì)整個(gè)城市交通一卡通應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一 指揮、統(tǒng)一結(jié)算、統(tǒng)一管理、第二章 城市軌道交通一卡通系統(tǒng)需求分析 10 統(tǒng)一維護(hù)和統(tǒng)一監(jiān)控等功能。整個(gè)管理職責(zé)除了結(jié)算和管理中心外，還需要涉及到多個(gè)參與實(shí)體，包括各個(gè)交通應(yīng)用業(yè)主和運(yùn)營(yíng)公司、合作銀行以及持卡用戶。那么涉及到的業(yè)務(wù)則包括面向用戶的基本服務(wù)、賬戶管理和消費(fèi)管理；面向交通應(yīng)用業(yè)主和運(yùn)營(yíng)公司的結(jié)算分配管理；面向銀行的結(jié)算與投資合作等功能；面向整個(gè)城市交通一卡通的結(jié)算管理中心的數(shù)據(jù)采集、收益結(jié)算和分析、系統(tǒng)安全管理和各種統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表。 在城市交通一卡通系統(tǒng)中，管理員的主要功能有：可以對(duì)普通用戶的信息進(jìn)行管理和查看。同樣也可以對(duì)客服和管理員信息進(jìn)行 修改與查看。管理員子系統(tǒng)部分是涵蓋了用戶管理、消費(fèi)管理、數(shù)據(jù)分析、系統(tǒng)管理的四大主要功能模塊。具體的功能需求用例如下圖 2示： 管 理 員用 戶 管 理消 費(fèi) 管 理數(shù) 據(jù) 分 析系 統(tǒng) 管 理帳 號(hào) 管 理狀 態(tài) 管 理權(quán) 限 管 理信 息 管 理I n c l u d eI n c l u d eI n c l u d eI n c l u d 管 理充 值 管 理I n c l u d eI n c l u d 結(jié) 算結(jié) 算 分 析I n c l u d eI n c l u d 器 維 護(hù)終 端 監(jiān) 控?cái)?shù) 據(jù) 安 全服 務(wù) 支 持I n c l u d eI n c l u d eI n c l u d eI n c l u d 理員功能需求用例圖 根據(jù)上圖管理員主要功能模塊的劃分，詳細(xì)的功能描述如下： 第二章 城市軌道交通一卡通系統(tǒng)需求分析 11 1、用戶管理 管理員對(duì)用戶管理主要是對(duì)一卡通系統(tǒng)用戶的信息進(jìn)行維護(hù)管理，權(quán)限分配等。主要包括賬號(hào)管理、狀態(tài)管理、權(quán)限管理和信息管理幾個(gè)部分。其中： （ 1）賬號(hào)管理：主要是對(duì)一卡通系統(tǒng)用戶的賬號(hào)和密碼進(jìn)行管理，如果該用戶還綁定了銀行卡 充值、手機(jī)提醒等增值服務(wù)，則還需要對(duì)其銀行卡賬號(hào)、手機(jī)號(hào)等進(jìn)行隱私保護(hù)。通常用戶的身份證明、用戶賬號(hào)和一卡通對(duì)應(yīng)卡號(hào)是相互關(guān)聯(lián)的，那么賬號(hào)管理也會(huì)涉及到關(guān)聯(lián)的各個(gè)信息。比如用戶出現(xiàn)賬號(hào)泄露、密碼遺忘等情況，則用戶可以憑借手中的個(gè)人身份證明材料進(jìn)行密碼重置等手段進(jìn)行個(gè)人用戶信息的保護(hù)。 （ 2）狀態(tài)管理：主要用于用戶的當(dāng)前賬號(hào)的狀態(tài)，比如一卡通是否欠費(fèi)、是否過(guò)期、是否停用等狀態(tài)。通常為了方便用戶使用，允許一定權(quán)限的用戶可以提前消費(fèi)，這樣會(huì)出現(xiàn)用戶欠費(fèi)狀態(tài)，當(dāng)超出欠費(fèi)臨界點(diǎn)的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)一卡通不能進(jìn)行消費(fèi)的情況，這 個(gè)時(shí)候需要用戶及時(shí)進(jìn)行充值以解禁當(dāng)前 。另外一卡通可能會(huì)出現(xiàn)停用的狀態(tài)，比如用戶在長(zhǎng)期欠費(fèi)禁用狀態(tài)下，一卡通可能會(huì)被設(shè)置為停用狀態(tài)。另外若出現(xiàn) 丟失的情況下，用戶可以登錄到一卡通系統(tǒng)網(wǎng)站對(duì)丟失的 進(jìn)行停用設(shè)置，確保自己的財(cái)產(chǎn)安全等。處于停用狀態(tài)的 ，需要用戶憑借相關(guān)身份證明材料到指定地點(diǎn)或者通過(guò)網(wǎng)絡(luò)及電話的方式進(jìn)行重新激活。 （ 3）權(quán)限管理：權(quán)限管理是設(shè)置用戶在使用一卡通系統(tǒng)的權(quán)限。前面我們說(shuō)到整個(gè)一卡通系統(tǒng)主要由普通用戶、客服人員和管理員三類角色。由于整個(gè)一卡通系統(tǒng)的龐大，各類角色的人員數(shù) 量也會(huì)隨著需要進(jìn)行改變。首先是對(duì)普通用戶的權(quán)限，僅僅可以對(duì)自己的賬戶信息進(jìn)行查詢更改，對(duì)自己的消費(fèi)記錄進(jìn)行查詢，對(duì)一卡通相關(guān)使用狀態(tài)進(jìn)行查詢更改等個(gè)人操作。其次對(duì)應(yīng)客服人員，主要的權(quán)限是在用戶授權(quán)的情況下可以協(xié)助用戶查詢自己的個(gè)人信息，憑借用戶賬號(hào)密碼的輸入可以對(duì)用戶信息進(jìn)行修改等，主要的權(quán)限范圍可以針對(duì)所有的普通用戶。管理員的權(quán)限則可以查看以及修改用戶的信息和相關(guān)的客服人員的信息，并對(duì)這兩類角色進(jìn)行權(quán)限的分配和管理，可以收集整個(gè)系統(tǒng)所有的用戶消費(fèi)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和數(shù)據(jù)分析等。不過(guò)根據(jù)職權(quán)不一樣，