手机支付在城市一卡通系统中的应用及实现研究

摘要：手机拥有通信、移动上网和携带方便等诸多特点，早已成为人们生活、工作不可或缺的随身携带工具。用手机实现城市一卡通已渐成现实，手机不仅可以拥有城市一卡通非接触智能卡的近距离支付功能，而且可以实现远程支付功能。手机支付主要包括身份验证和消费支付两个方面，这个特性使其可以同时应用于单位内部和社会，内部实现单位手机一卡通，外部可用手机坐公交、乘地铁和商场消费支付，极大地方便人们的工作、生活。

关键词：城市一卡通；手机支付；应用

Abstract: Mobile phone communications, mobile Internet access and convenient carrying and many other characteristics, has become the indispensable to people's life, work to carry tools. Using a mobile phone to realize city card has gradually become reality, mobile phone can not only have the city card contactless smart card proximity payment function, and can realize remote payment function. Mobile phone payment includes authentication and payment of two aspects, this feature so that it can be applied both internal and social, the internal implementation unit mobile phone card, external available mobile phone by bus, subway and shopping malls consumer payment, greatly facilitate people's work, life.

Key words: city card; mobile phone payment; application

中图分类号: TN929.53

二、城市一卡通系统简介

（一）城市一卡通的应用现状

自上世纪90年代初非接触式IC卡技术问世以来，以其使用方便、支付快捷的特点迅速在城市一卡通行业普及，形成了非接触式IC卡为支付载体、城市一卡通公司为发行主体的应用模式。用户持同一张IC卡能实现身份验证和消费支付的功能，市民使用简单快捷，极大的方便了公众出行，同时减少了现金交易带来的种种问题。

最初的城市一卡通主要集中在综合交通领域，包含公交、轨道、出租车、轮渡等。经过十余年的发展，在政府和产业界的努力和双重推动下，在中国已经形成主流，同时，城市一卡通行业呈现出新的发展趋势：

1.跨行业。

城市一卡通已不仅仅限于综合交通领域，随着人群普及程度的大幅提高，城市一卡通已逐步渗透至供水、电力、煤气、景区等城市公共事业领域，在单位门禁、考勤、停车场管理等方面也有初步应用。

2.多元化。

城市一卡通的发行主体已经不再由一卡通公司独立承担，正是由于前述城市一卡通的特点，吸引了其它发行主体的强烈兴趣，出现了银行联名卡、手机联名卡等相关单位联合发行的卡片。

3.城际通

城际通即临近数个城市之间一卡通的互联互通。在国家及省级经济区发展战略的指导下，在特定经济区覆盖的城市间实现一卡通的跨市域互联互通不仅使城市综合交通乃至区域交通的集合发展和综合服务水平得到提升，促进了区域旅游、商贸、经济等的发展，也为实现便捷出行、践行绿色生活、提高生活幸福指数的提供了有效的途径。

(二)城市一卡通存在的问题

城市一卡通逐渐发展的同时，也暴露了很多问题，亟待通过新的技术方案和管理手段加以完善，推动城市一卡通更快更好的发展。

1.公众体验方面。

非接触式IC卡只具备现场消费的功能，无法实现远程支付，一定程度上限制了城市一卡通突破综合交通领域的应用，无法充分发挥卡片普及率高的优势。

2.政府管理方面。

城市一卡通公司主要还是由政府投资与管理，充值网点建设需要大量的资金和人员。建设多了，政府负担加重；建设少了，市民退换卡不方便导致投诉增多，影响政府形象。

3.产业建设方面。

城市一卡通建设主要包括卡片制作、POS机具布放、清结算平台建设。建设完成之后，城市一卡通即形成了一个相对封闭的系统，主要参与方的收益相对固定，不利于引进新的投资方促进产业的共同繁荣与提升。

三、手机支付系统简介

随着我国电信业的快速发展，手机用户大量增加，中国的手机用户已达到9亿，位居世界第一，手机已然成为人们出行必备的通讯工具。将出行必备的手机与出行必刷的城市一卡通功能相结合，不仅方便了人民群众，更是起到了新兴产业发展催化剂的作用。

（一）手机支付的现状

手机支付起源于美国，之后逐渐发展到欧洲、日本和韩国。中国拥有庞大的手机用户群体，手机支付市场空间广阔。目前国内三大通信运营商、银联和第三方支付公司都建设有各自的支付平台，并在积极地与参与城市一卡通的建设，这一趋势必将带来整个手机支付产业链的繁荣，所以我们有必要研究手机支付如何在应用与城市一卡通领域系统。抽象的讲，手机支付就是指利用手机对所消费商品或服务进行财务支付的一种服务方式。我们可以从三个方面进一步了解手机支付：

1.从支付场景上可分为近场支付和远程支付。

手机支付可分为近场支付和远程支付两种方式。近场支付是指消费者在购买商品或服务时，用手机在商家的消费POS机具（一般为银联或银行终端）上直接刷卡消费的一种支付方式；而远程支付是指消费者利用手机进行支付，支付的处理是在远程的服务器中进行的，支付的信息需要通过移动网络送到远程服务器上才能完成支付。

2.从支付金额上可分为小额支付和大额支付

对于小额支付由于进行的频率很高，因此客户需要更注重支付方式的便捷，相对来说对支付安全性的要求较低；而对于大额支付进行的频率较低，因此客户可以接受较为繁琐的支付方式，但对支付的安全性要求很高。

3.近场支付的通信技术分类。

近场支付的通信技术决定着未来手机支付的走向和产业链的主导权，是手机支付的关键技术。目前基于手机的无线近距离通信主要有NFC, RF-（U）SIM,（U）SIMpass等三种技术解决方案。

（1）NFC

NFC（Near Field Communication）即近距离无线通讯技术。由飞利浦公司和索尼公司共同开发的 NFC 是一种非接触式识别和互联技术，可以在移动设备、消费类电子产品、PC 和智能控件工具间进行近距离无线通信。 NFC技术在移动支付中的应用是在手机中嵌入一块NFC芯片（相当于一个非接触智能卡的功能），之后与（U）SIM卡互联，实现通信管理。NFC技术主要基于13.56MHz的频率运行，操作距离从几厘米到20厘米不等，NFC手机内置NFC芯片，组成RFID模块的一部分。

（2）（U）SIMpass

（U）SIMpass技术融合了IC卡技术和SIM卡技术，又称为双界面(U)SIM卡,该技术是基于双界面移动通信卡技术实现。主要表现形式是一张(U)SIM卡内部只有一个芯片，但有两个接口：即接触式的金属接触接口和非接触RFID接口。两个界面分别遵循两个不同的标准，接触界面符合ISO/IEC 7816；非接触面使用13.56MHz的频段，符合ISO/IEC 14443协议。

（3）RF-(U)SIM卡

RF-(U)SIM技术采用将射频单元（包括射频模块、天线）直接集成到有源SIM卡上的方式，工作频率为2.4G 。RF-(U)SIM是基于移动通信卡为载体的解决方案，它不是双界面卡，而是一个(U)SIM卡中融合了三个独立芯片，分别是(U)SIM卡芯片、安全芯片以及射频芯片，这三个芯片经过连接可以实现内外信息交互。除此之外，与13.56Mhz技术不同的是RF-SIM工作频率是微波频段2.4GHz，该频段由于波长较短，容易通过反射或者折射从一个屏蔽较好的环境中透出，因此无须缠绕复杂的天线，易用性也较强。之前由于2.4GHz的工作频率使得作用距离很远，但经过特别的技术处理后，目前已能将距离控制在10cm以内，可以满足近距离移动支付的需求。

4.NFC、（U）SIMPass和RF-（U）SIM三种技术比较

手机支付的发展趋势

随着银联和中国移动的13.56MHZ标准和2.4GHZ标准以银联的胜利而告终，毫无疑问，近场支付通信技术的NFC和（U）SIMpass将会慢慢取代RF-(U)SIM。但目前NFC目前最大的问题就是集成它的终端太少，一般都需要定制；不过基本可以肯定手机中嵌入NFC芯片那是迟早的事，就像笔记本电脑上的GPS、蓝牙。目前的过度方案就是（U）SIMpass技术，它是一个特殊历史阶段的特殊产物，在NFC未被终端大量集成及RF-（U）SIM不兼容银联规范而无法大量推广的情况下，（U）SIMpass可以是一个不错的暂时替代方案。

四、运营商参与城市一卡通系统建设与运营的优势分析

手机城市一卡通，顾名思义，包括手机和城市一卡通两大主体，即移动运营商与城市一卡通公司。这两个公司在城市中都具有举足轻重的地位，是本地的龙头企业，服务市民通话通讯和出行支付的日常行为，各自拥有庞大的客户群。

手机城市一卡通项目将移动运营商、城市一卡通公司、各大银行等紧密联系起来，达到多方的合作共赢，具体可以表现在：

（一）共享客户资源，实现交叉营销。

发展城市一卡通不能依靠行政干涉，一卡通公司可以借助运营商、银行成熟多样的营销策略提高一卡通用户数量，减少现金支付占比。

（二）共同培育市场，扩大应用领域。

城市一卡通的未来发展趋势之一就是跨行业，不限于公交应用已是行业共识。利用手机通讯的便利性和携带的必要性，借助合作伙伴的力量将城市一卡通进一步渗透至教育、医疗、公共事业、企业和社区。

（三）共同培育客户，提升忠诚满意度。

利用企业在各自领域的应用优势提高客户忠诚度，进一步改善和提升各行业服务水准。城市一卡通集成在手机卡上，可以为移动运营商增加客户粘性；城市一卡通空中充值绑定了银行卡，可以提高银行用户用卡频次，降低卡片沉睡率。

（四）共享渠道和网络，提高服务质量

一方面，电信运营商有丰富的实体店面资源和电子渠道资源，为城市一卡通用户的充值、投诉、咨询、查询等服务提供了便利。另一方面，电信运营商有现成的通信网络资源覆盖到全国的各级城市、乡镇和村屯，为城市一卡通实现城际联网互联互通提供了低成本的基础网络保障。

五、手机支付系统与城市一卡通系统的对接原理及成功案例分析

手机支付系统与城市一卡通的对接可分为两方面，一是卡规范的兼容，二是空圈平台的对接。卡规范的兼容是指手机近场支付规范需兼容城市一卡通前端POS机，用手机实现费接触式智能卡功能。空圈平台是移动支付电子钱包的业务支撑和运营平台，提供卡管理、空中充值、在线交易、运营管理、银行接入、清算结算等服务，全面支持电子钱包支付应用。

城市一卡通以多业务应用融合为核心，通过与手机应用的结合，为城市居民的生活提供身份识别、个人信息记录和支付功能的一体化信息服务。手机深圳通项目是多业务融合的成功体现。

手机深圳通是在深圳市委市政府的大力推动下，为实现深圳城市信息化建设和交通智能化建设而开展的一个重要项目，基于RF-（U）SIM卡技术实现手机刷卡的服务。自2011年6月1日向全市市民推广以来，2012年底发卡量已超过100万张，其倡导的“余额查询，明明白白；空中充值，随时随地”获得了用户的一致好评，深受市民喜爱，刷手机深圳通出行已成为深圳城市生活的一道靓丽风景线。

（手机深圳通平台逻辑架构）

手机公交卡方面，手机深圳通除了可以通过在手机端操作实现绑定的银行卡进行充值，还可通过银联自助终端和POS进行充值。手机深圳通实现了公交、地铁、部分出租车的通刷，覆盖场景与普通深圳通卡无异。

校企一卡通方面，深圳移动为深圳大学、富士康深圳园区等大型学校和企业原有考勤、门禁及饭堂消费系统进行升级，实现了学生卡、员工卡集成至RF-（U）SIM卡的应用。

商户小额消费方面，手机深圳通可在全市1000多家小额消费商户进行受理，包括牛厨、可颂坊等知名连锁品牌。

手机加油卡方面，用户将加油卡与手机深圳通卡绑定，在全市45个中石化加油站中通过刷手机完成支付。

手机停车卡方面，用户可在深圳市南山区最大的购物商场海岸城的停车场直接刷卡进出，若消费达到一定金额，通过在特约商户处刷专用POS，还可实现停车费减免。相比原来需要车主随身携带车卡去专门地点进行集中缴费，便利性得到了极大的提升。

手机会员卡方面，手机深圳通卡可绑定华润万家超市会员卡，实现积分返利、零存整取的功能。

未来，利用手机丰富多彩的交互界面，包罗万象的各种功能，将远程支付与近场支付结合在一起形成闭环，可以产生更为多样的应用，让市民充分享受科技进步、自主创新带来的生活幸福感，极大促进行业融合与市场发展。

六、小结

借助手机良好的显示界面，城市一卡通可以一扫往日单调的卡片形象，为市民提供更丰富的表现界面和管理功能，消费之后可以立即查询卡片余额；更为突出的是，借助手机的通讯功能，市民可以随时实现城市一卡通的充值，免去往返充值网点的奔波之劳，更为开展其它行业的远程支付奠定了技术基础。城市一卡通发展面临的各方问题自然迎刃而解。

城市一卡通应用具有普及程度高、用卡频率高、用户忠诚度高的特点，在手机城市一卡通建设中，城市一卡通的应用是核心。手机城市一卡通是交通、电信、金融等行业交叉的产物，如何融合发展一直是困扰移动支付的大难题。政府应出台政策，鼓励有条件的机构根据自身情况，选择适合自身的技术方案，尽快独立发展业务，尊重并借助市场的力量将移动支付产业做大做强。建议通过政府下文，由交通行业主管部门牵头，要求公交、地铁、出租车、轮渡等相关单位配合项目推进与实施。

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