基于MaaS 的智慧城軌官方APP 研究與應用

文：于百勇，楊旭，易危香，許濤丨南京地鐵集團有限公司

官方APP 建設是智慧城軌建設和數字化轉型的重要組成部分之一，南京地鐵集團借鑒各地城軌官方APP 建設經驗，以地鐵出行場景為核心，基于“出行即服務”（Mobility as a Service，MaaS）理念，研究了適用于南京地鐵的智慧出行服務體系，并通過官方APP 項目建設進行了實施應用。本文對項目主要研究內容、總體架構進行了詳細闡述，總結了項目建設成效與建設經驗，可為其他軌道交通城市建設官方APP 提供參考。

為全面貫徹“智慧地鐵”發展理念，盡快適應“智慧出行”的新需求，南京地鐵集團有限公司（以下簡稱南京地鐵）立足自身實際情況，以剛需的地鐵出行場景為核心，以打造城軌企業出行服務門戶為目標，以H5、微服務、云計算等新一代信息技術為支撐，基于MaaS 理念，深入研究了適用于南京地鐵的智慧出行服務體系，并依托南京地鐵官方APP 項目進行實施應用。

一、項目主要研究內容

依據《中國城市軌道交通智慧城軌發展綱要》，借鑒各地城軌官方APP 建設經驗，基于MaaS 理念并結合南京地鐵實際情況，進行智慧出行服務體系研究，具體包括多元支付無感通行票務體系研究、跨市域出行互聯互通體系研究、地下車站智能導航技術研究、智慧出行信息服務體系研究以及數字化出行助手產品設計研究等。

（一）多元支付無感通行票務體系研究

傳統AFC 系統的核心是實體票卡、單程票及其衍生出來的各種設備和系統，存在著乘客支付及過閘方式單一、票卡回收及售檢票設備運維成本高等諸多問題，而移動支付普及后，由于APP 種類繁多，依然存在碎片化和多元化的局面，給乘客掃碼支付帶來不便。

針對上述問題，南京地鐵對現有AFC 系統MCPP（移動支付）平臺、ACC 平臺配套設備及相關接口進行升級改造，在原有二維碼過閘技術基礎上，融入AI 人臉識別技術，并集成支付寶、銀聯、微信等多種支付方式，研發了面向實名的乘客多模身份認證與多元支付技術。整體業務流程分為用戶信息采集、身份驗證、匹配放行、第三方支付四個環節。

該技術支持臉碼混合驗證，實現了乘客快速無感過閘，極大提升了乘客出行體驗和通行效率，同時也有效降低了地鐵公司票務運營管理成本。該技術集成了支付寶、微信、銀聯等多種主流支付方式，并采用信用消費模式，讓乘客享用“先乘后付”的便捷服務，后期還將引入數字人民幣等創新應用，持續促進南京地鐵票務服務向多元化、數字化升級。

（二）跨市域出行互聯互通體系研究

隨著區域經濟一體化戰略實施，乘客跨市出行的需求與日俱增，給城軌運營管理水平和乘客滿意度提升帶來了新的挑戰。國家交通強國戰略和數字交通規劃都提出要大力推進交通出行的互聯互通，讓乘客出行更便捷、更高效。

南京地鐵深入研究了行業內互聯互通的幾種模式，遵循最小改動原則，構建了適合南京地鐵的互聯互通體系（圖1）。該體系既支持城軌易行互通模式，也支持點對點互通模式，具有良好的靈活性與可擴展性。

圖1 南京地鐵互聯互通體系

通過乘車碼互通模塊向外開放南京地鐵乘車碼業務接口規范，將南京地鐵乘車碼輸出賦能給其他城市地鐵官方APP，同時集成外部接口，將其他城市乘車碼接入賦能給南京地鐵官方APP，從而實現乘車碼的互聯互通。

城軌易行互通模式：“一次接入、多城互通”。南京地鐵官方APP 通過乘車碼互通模塊與城軌易行平臺業務接口對接，根據城軌易行平臺接入規范完成城軌易行SDK 的集成，實現南京地鐵官方APP 到城軌易行互通城市的掃碼乘車；城軌易行平臺將南京地鐵乘車碼業務邏輯封裝到易行SDK，輸出給互通城市官方APP，以統一技術及業務標準實現城軌易行互通城市官方APP 到南京地鐵的掃碼乘車。

點對點互通模式：適用于未接入城軌易行平臺的城市，如上海。南京地鐵官方APP 通過乘車碼互通模塊與上海地鐵官方APP 后臺直接對接，根據雙方商定的互通規范完成上海地鐵乘車碼SDK 的集成，實現南京地鐵官方APP 到上海地鐵的掃碼乘車。上海地鐵官方APP 根據互通規范集成南京地鐵乘車碼SDK，實現上海地鐵官方APP 到南京地鐵的掃碼乘車。

本研究提出的互聯互通體系適用于不同應用場景，可在不改造互聯網票務平臺與終端設備的前提下快速實現與其他城市的互聯互通，不僅對票務運營工作起到了降本增效的作用，也節省了乘客跨城乘坐地鐵的購票時間，對提升市民滿意度以及城市形象具有良好的促進作用。

（三）地下車站智能導航技術研究

由于地鐵站內空間結構復雜、服務設施多且人流密集，如何使乘客在下車后快速、準確地找到目的地，成為當前地鐵出行的一個痛點。目前人們常用的導航系統，如百度、高德，依賴于北斗、GPS 等衛星定位系統，可以解決絕大多數場景下的出行問題，但是在建筑物內部，因衛星信號缺失導致手機無法準確定位，給乘客出行帶來了困難。

新街口站是南京地鐵1 號線、2 號線換乘車站，位于“中華第一商圈”新街口中心區域，為地下三層島式車站，共有24 個出口，具有很強的代表性。南京地鐵選擇新街口站為試點，研發了一種新型的適合地下交通樞紐站場景的藍牙高精度定位技術——地下車站智能導航技術（圖2），通過iBeacon 定位配合APP 應用，為站內乘客提供智能導航服務，讓乘客不在為辨別方向而煩惱，具有很好的示范意義。

圖2 地下車站智能導航技術總體架構圖

本研究提出的導航技術基于地圖數據及藍牙定位設備為乘客提供服務，其中地圖數據提供空間信息支撐，藍牙定位設備提供定位硬件基礎。

地圖數據格式為矢量數據格式，制圖內容包括地理信息基礎空間數據以及路網、通行節點的數據繪制，地圖要素包含地鐵站出入口、通道和路網、店鋪、服務設施等，且數據支持根據起始點和終止點在導航地圖路網中規劃最優路徑。

定位方式為在地鐵站內安裝部署一定數量的藍牙定位信標，通過信標發射藍牙信號，組成藍牙網絡，手機APP 通過打開藍牙功能掃描周邊藍牙信號，結合定位算法計算出用戶當前位置，實現站內的實時定位。該技術有效彌補傳統導航系統在地鐵站內的服務空白，未來將逐步推廣至南京地鐵其余站點，并對接第三方地圖導航，實現站內外導航的自動切換，覆蓋乘客出行全過程。

（四）智慧出行信息服務體系研究

隨著城市軌道交通的不斷發展，市民對軌道交通的信息需求也越發迫切，對信息服務的質量、時效以及真實性要求也越來越高。深入分析乘客出行需求，并以之為基礎初步建立信息服務體系，進而實時、準確地將軌道交通信息傳達至乘客，是保證城市軌道交通安全高效運營的關鍵。

南京地鐵充分整合了現有信息資源，借助網絡技術和數字化方式，集成出行服務類、文化宣傳類等多類信息，其中出行服務類信息包括首末班車時間、線路信息、站點信息、票價、運營公告等；文化宣傳類信息除地鐵建設、運營、資源等最新資訊外，首次將全線網車站公共藝術品搬進線上，金陵風貌、節慶風俗、紅樓藝術等眾多主題藝術墻集美感與內涵于一體，承載了南京兩千年的文化積淀與濃厚底蘊，方便乘客在出行過程中觸碰歷史與文脈，享受文化熏陶，徜徉其間。后續還將融入生活服務類信息，建立多元一體化綜合信息服務體系，與官方微博、微信公眾號、抖音等自媒體資源聯動共享，并基于大數據技術，向用戶提供精準化信息推送服務。

（五）數字化出行助手產品設計研究

圍繞軌道交通出行場景，運用新一代信息技術，設計數字化出行助手產品，進一步豐富完善南京地鐵智慧出行乘客服務體系，使乘客出行更便捷舒適。

一是路徑規劃。根據用戶選擇的起始站與終點站智能規劃出行路徑，并顯示預估時間、票價、換乘次數等信息，讓乘客在出行前對行程做到“心中有數”。支持多種策略方式，包括最短路徑、最少用時、最少換乘等，用戶可根據自己的偏好進行選擇，定制個性化的出行路線。該功能有效提高了乘客出行效率與出行體驗。后續將持續優化路徑規劃算法，增加擁擠度等判定要素，使出行規劃更合理。

二是電子發票。將各支付渠道（如支付寶、微信、銀聯等）交易數據集中匯總在同一平臺開具電子發票，方便用戶查詢下載，支持多個訂單合并開票，以及前端發票沖紅操作。

三是失物招領。實現失物招領信息（包括：失物類別、物品描述、拾獲地點、拾獲時間、物品狀態等）錄入、審核、展現、乘客查看、預約領取、領取、物品下線等功能。失物展現可按照物品類型分類，乘客可通過車站、線路等維度進行查找。

四是愛心雨傘。實現線上雨傘租借、雨傘庫存管理等功能。租借后，要求在7 日內到任意站點歸還，如果逾期未歸還，平臺將自動扣取押金。租借者因特殊原因無法按時歸還，可通過APP 進行申訴，申訴成功后，可在規定時間內至任意站點退還雨傘，押金將按原路返回其賬戶。

五是致歉信。根據故障等級、故障范圍、延誤時間等信息自動生成致歉信，乘客可在APP 中進行領取，作為單位考勤延誤的補充說明。

六是智能客服。按照南京地鐵知識庫審核制度建立客服知識庫，提供集智能機器人自動回答、在線人工客服詢問解答、在線電話客服于一體的智能客服服務。結合AI 語音識別技術，智能機器人可對乘客語音信息進行收集、識別與理解，快速匹配知識庫，解答乘客疑問?？头R庫支持單條及批量修改、文件導入等更新模式，易于管理與維護。

二、項目實施過程與總體架構

在前期對城軌官方APP 相關業務深入調查研究的基礎上，南京地鐵于2021 年底開展官方APP項目（“與寧同行”APP）建設工作，推動智慧出行服務體系落地實施。

（一）業務框架、技術架構

項目采用“1+1+N”的業務框架體系，“1 個服務門戶”和“1 個管理平臺”是乘客數字化出行服務基礎保障，“N 個服務場景”是為社會公眾提供的圍繞地鐵出行資源開展的數字化場景服務建設。

1 個服務門戶：提供基礎服務、智能服務、便民服務、文化宣傳、用戶服務與推送管理等功能。依托服務門戶，形成對外展示窗口，集乘客服務、行業新聞、運營信息、地鐵文化等為一體的多樣化、數字化、智慧化觸點。

1 個管理平臺：由統一應用管理、統一用戶管理、統一支付管理、統一基礎支撐、統一接口管理五部分組成。通過該平臺支撐APP 多樣化功能的實現，一方面可面向地鐵出行服務場景協同資源調配，另一方面可面向乘客及企業提供協同配套服務。平臺具備開放性與可拓展性，并提供標準接口與規范，為后期接入多樣化資源與外部前端應用奠定基礎。

N 個服務場景：以地鐵出行場景為基礎，提供開放的、多樣化的軌道交通數字化場景服務能力，不僅可與公交車、出租車、共享單車等應用場景對接，也支持與“吃”“住”“游”“購”“娛”等本地生活服務資源對接，聚合商業生態，為用戶提供全場景出行服務。

技術架構：項目采用當前主流的分布式服務框架（SpringCloud）、分布式事物框架（Zookeeper）、快速消息框架（RocketMQ）、分布式緩存框架（Redis）、分布式數據庫集群（Mycat/DRDS）、對象化數據訪問（MyBatis）、多層負載均衡（Nginx）等技術，確保系統的高可用、高安全、高可靠、高擴展性，追求硬件資源的最大利用率，提升系統性能。

（二）網絡部署架構

“與寧同行”APP 服務端主要部署在華為云上，前端APP 應用通過公網同APP 后臺進行交互，APP后臺通過主備兩條網絡專線與南京地鐵移動支付平臺進行數據交互。APP 數據通過華為云WAF 防火墻后，由VPC 服務進行數據轉發，將數據傳輸到后臺K8S 集群及RDS 數據庫服務，由集群中的容器提供相應的功能。通過購買華為云的云防火墻、Web應用防火墻、態勢感知、企業主機安全等服務來保證系統的網絡安全。

三、項目建設成效及經驗總結

“與寧同行”APP 自2022 年4 月15 日正式上線以來，豐富優質的服務功能，得到了不少稱贊與好評。微信支付渠道的引入解決了南京市民多年來的地鐵出行訴求，新街口站內導航的實施應用讓旅客徹底和“迷路地下城”說再見，地鐵公共藝術品的展現帶領用戶開啟一場軌道上的文化之旅……

上線僅半年，“與寧同行”APP 累計注冊用戶已突破18 萬，行程訂單數共計約67 萬單，交易金額共計約290 萬元，目前已實現與14 個城市軌道交通的互聯互通。同時，“與寧同行”APP 的上線節約乘客出行時間，提升乘客出行滿意度，緩解軌道交通運營壓力，便捷百姓“低碳出行”，促進地鐵智能化發展，提高車站周邊商業服務活躍度，推動信息技術在出行領域的深度應用，實現軟件和交通的數字化融合，取得較好的經濟效益與社會效益。

項目建設經驗總結如下：MaaS 的核心是精準理解乘客出行需求。從乘客體驗的角度出發，關注乘客差異化訴求，改善乘客服務短板，提升出行服務品質，是吸引用戶下載使用官方APP 的關鍵。

一是要建立覆蓋乘客出行全過程的智慧服務體系。南京地鐵通過官方APP 項目一期的建設已初步搭建智慧出行乘客服務體系，未來將根據用戶的反饋及要求，不斷豐富完善應用功能，讓服務覆蓋到乘客出行前、進站、候車、乘車、換乘、出站各個環節，持續提升用戶體驗。

二是要打造多層次一體化互聯互通體系。加強業內的縱向溝通，推進與更多城市地鐵互聯互通進程，不斷擴大南京的出行“朋友圈”；同時促進橫向協調，以城市軌道交通為龍頭，逐步突破與公交、出租車、共享單車等其它出行場景的互聯互通，構建多層次一體化互聯互通體系，這也與MaaS 整合不同交通出行方式的理念相一致。

三是構建基于出行場景的生態服務，實現多業態融合。在城市出行、跨區域出行的基礎上，探索“出行+”模式，不斷拓展出行服務邊界。通過融入更多生活場景來激發滿足用戶多元化的出行需求，同時聯動地鐵沿線商業場景資源，運用大數據技術對用戶進行畫像，提供“千人千面”的精準營銷服務，推進流量經濟，實現“出行+生活+商業”的跨界聚合，使“與寧同行”APP 成為南京智慧出行生態服務門戶，為用戶帶去更加豐富的高品質服務。