基于MaaS 的智慧城轨官方APP 研究与应用

文：于百勇，杨旭，易危香，许涛丨南京地铁集团有限公司

官方APP 建设是智慧城轨建设和数字化转型的重要组成部分之一，南京地铁集团借鉴各地城轨官方APP 建设经验，以地铁出行场景为核心，基于“出行即服务”（Mobility as a Service，MaaS）理念，研究了适用于南京地铁的智慧出行服务体系，并通过官方APP 项目建设进行了实施应用。本文对项目主要研究内容、总体架构进行了详细阐述，总结了项目建设成效与建设经验，可为其他轨道交通城市建设官方APP 提供参考。

为全面贯彻“智慧地铁”发展理念，尽快适应“智慧出行”的新需求，南京地铁集团有限公司（以下简称南京地铁）立足自身实际情况，以刚需的地铁出行场景为核心，以打造城轨企业出行服务门户为目标，以H5、微服务、云计算等新一代信息技术为支撑，基于MaaS 理念，深入研究了适用于南京地铁的智慧出行服务体系，并依托南京地铁官方APP 项目进行实施应用。

一、项目主要研究内容

依据《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》，借鉴各地城轨官方APP 建设经验，基于MaaS 理念并结合南京地铁实际情况，进行智慧出行服务体系研究，具体包括多元支付无感通行票务体系研究、跨市域出行互联互通体系研究、地下车站智能导航技术研究、智慧出行信息服务体系研究以及数字化出行助手产品设计研究等。

（一）多元支付无感通行票务体系研究

传统AFC 系统的核心是实体票卡、单程票及其衍生出来的各种设备和系统，存在着乘客支付及过闸方式单一、票卡回收及售检票设备运维成本高等诸多问题，而移动支付普及后，由于APP 种类繁多，依然存在碎片化和多元化的局面，给乘客扫码支付带来不便。

针对上述问题，南京地铁对现有AFC 系统MCPP（移动支付）平台、ACC 平台配套设备及相关接口进行升级改造，在原有二维码过闸技术基础上，融入AI 人脸识别技术，并集成支付宝、银联、微信等多种支付方式，研发了面向实名的乘客多模身份认证与多元支付技术。整体业务流程分为用户信息采集、身份验证、匹配放行、第三方支付四个环节。

该技术支持脸码混合验证，实现了乘客快速无感过闸，极大提升了乘客出行体验和通行效率，同时也有效降低了地铁公司票务运营管理成本。该技术集成了支付宝、微信、银联等多种主流支付方式，并采用信用消费模式，让乘客享用“先乘后付”的便捷服务，后期还将引入数字人民币等创新应用，持续促进南京地铁票务服务向多元化、数字化升级。

（二）跨市域出行互联互通体系研究

随着区域经济一体化战略实施，乘客跨市出行的需求与日俱增，给城轨运营管理水平和乘客满意度提升带来了新的挑战。国家交通强国战略和数字交通规划都提出要大力推进交通出行的互联互通，让乘客出行更便捷、更高效。

南京地铁深入研究了行业内互联互通的几种模式，遵循最小改动原则，构建了适合南京地铁的互联互通体系（图1）。该体系既支持城轨易行互通模式，也支持点对点互通模式，具有良好的灵活性与可扩展性。

图1 南京地铁互联互通体系

通过乘车码互通模块向外开放南京地铁乘车码业务接口规范，将南京地铁乘车码输出赋能给其他城市地铁官方APP，同时集成外部接口，将其他城市乘车码接入赋能给南京地铁官方APP，从而实现乘车码的互联互通。

城轨易行互通模式：“一次接入、多城互通”。南京地铁官方APP 通过乘车码互通模块与城轨易行平台业务接口对接，根据城轨易行平台接入规范完成城轨易行SDK 的集成，实现南京地铁官方APP 到城轨易行互通城市的扫码乘车；城轨易行平台将南京地铁乘车码业务逻辑封装到易行SDK，输出给互通城市官方APP，以统一技术及业务标准实现城轨易行互通城市官方APP 到南京地铁的扫码乘车。

点对点互通模式：适用于未接入城轨易行平台的城市，如上海。南京地铁官方APP 通过乘车码互通模块与上海地铁官方APP 后台直接对接，根据双方商定的互通规范完成上海地铁乘车码SDK 的集成，实现南京地铁官方APP 到上海地铁的扫码乘车。上海地铁官方APP 根据互通规范集成南京地铁乘车码SDK，实现上海地铁官方APP 到南京地铁的扫码乘车。

本研究提出的互联互通体系适用于不同应用场景，可在不改造互联网票务平台与终端设备的前提下快速实现与其他城市的互联互通，不仅对票务运营工作起到了降本增效的作用，也节省了乘客跨城乘坐地铁的购票时间，对提升市民满意度以及城市形象具有良好的促进作用。

（三）地下车站智能导航技术研究

由于地铁站内空间结构复杂、服务设施多且人流密集，如何使乘客在下车后快速、准确地找到目的地，成为当前地铁出行的一个痛点。目前人们常用的导航系统，如百度、高德，依赖于北斗、GPS 等卫星定位系统，可以解决绝大多数场景下的出行问题，但是在建筑物内部，因卫星信号缺失导致手机无法准确定位，给乘客出行带来了困难。

新街口站是南京地铁1 号线、2 号线换乘车站，位于“中华第一商圈”新街口中心区域，为地下三层岛式车站，共有24 个出口，具有很强的代表性。南京地铁选择新街口站为试点，研发了一种新型的适合地下交通枢纽站场景的蓝牙高精度定位技术——地下车站智能导航技术（图2），通过iBeacon 定位配合APP 应用，为站内乘客提供智能导航服务，让乘客不在为辨别方向而烦恼，具有很好的示范意义。

图2 地下车站智能导航技术总体架构图

本研究提出的导航技术基于地图数据及蓝牙定位设备为乘客提供服务，其中地图数据提供空间信息支撑，蓝牙定位设备提供定位硬件基础。

地图数据格式为矢量数据格式，制图内容包括地理信息基础空间数据以及路网、通行节点的数据绘制，地图要素包含地铁站出入口、通道和路网、店铺、服务设施等，且数据支持根据起始点和终止点在导航地图路网中规划最优路径。

定位方式为在地铁站内安装部署一定数量的蓝牙定位信标，通过信标发射蓝牙信号，组成蓝牙网络，手机APP 通过打开蓝牙功能扫描周边蓝牙信号，结合定位算法计算出用户当前位置，实现站内的实时定位。该技术有效弥补传统导航系统在地铁站内的服务空白，未来将逐步推广至南京地铁其余站点，并对接第三方地图导航，实现站内外导航的自动切换，覆盖乘客出行全过程。

（四）智慧出行信息服务体系研究

随着城市轨道交通的不断发展，市民对轨道交通的信息需求也越发迫切，对信息服务的质量、时效以及真实性要求也越来越高。深入分析乘客出行需求，并以之为基础初步建立信息服务体系，进而实时、准确地将轨道交通信息传达至乘客，是保证城市轨道交通安全高效运营的关键。

南京地铁充分整合了现有信息资源，借助网络技术和数字化方式，集成出行服务类、文化宣传类等多类信息，其中出行服务类信息包括首末班车时间、线路信息、站点信息、票价、运营公告等；文化宣传类信息除地铁建设、运营、资源等最新资讯外，首次将全线网车站公共艺术品搬进线上，金陵风貌、节庆风俗、红楼艺术等众多主题艺术墙集美感与内涵于一体，承载了南京两千年的文化积淀与浓厚底蕴，方便乘客在出行过程中触碰历史与文脉，享受文化熏陶，徜徉其间。后续还将融入生活服务类信息，建立多元一体化综合信息服务体系，与官方微博、微信公众号、抖音等自媒体资源联动共享，并基于大数据技术，向用户提供精准化信息推送服务。

（五）数字化出行助手产品设计研究

围绕轨道交通出行场景，运用新一代信息技术，设计数字化出行助手产品，进一步丰富完善南京地铁智慧出行乘客服务体系，使乘客出行更便捷舒适。

一是路径规划。根据用户选择的起始站与终点站智能规划出行路径，并显示预估时间、票价、换乘次数等信息，让乘客在出行前对行程做到“心中有数”。支持多种策略方式，包括最短路径、最少用时、最少换乘等，用户可根据自己的偏好进行选择，定制个性化的出行路线。该功能有效提高了乘客出行效率与出行体验。后续将持续优化路径规划算法，增加拥挤度等判定要素，使出行规划更合理。

二是电子发票。将各支付渠道（如支付宝、微信、银联等）交易数据集中汇总在同一平台开具电子发票，方便用户查询下载，支持多个订单合并开票，以及前端发票冲红操作。

三是失物招领。实现失物招领信息（包括：失物类别、物品描述、拾获地点、拾获时间、物品状态等）录入、审核、展现、乘客查看、预约领取、领取、物品下线等功能。失物展现可按照物品类型分类，乘客可通过车站、线路等维度进行查找。

四是爱心雨伞。实现线上雨伞租借、雨伞库存管理等功能。租借后，要求在7 日内到任意站点归还，如果逾期未归还，平台将自动扣取押金。租借者因特殊原因无法按时归还，可通过APP 进行申诉，申诉成功后，可在规定时间内至任意站点退还雨伞，押金将按原路返回其账户。

五是致歉信。根据故障等级、故障范围、延误时间等信息自动生成致歉信，乘客可在APP 中进行领取，作为单位考勤延误的补充说明。

六是智能客服。按照南京地铁知识库审核制度建立客服知识库，提供集智能机器人自动回答、在线人工客服询问解答、在线电话客服于一体的智能客服服务。结合AI 语音识别技术，智能机器人可对乘客语音信息进行收集、识别与理解，快速匹配知识库，解答乘客疑问。客服知识库支持单条及批量修改、文件导入等更新模式，易于管理与维护。

二、项目实施过程与总体架构

在前期对城轨官方APP 相关业务深入调查研究的基础上，南京地铁于2021 年底开展官方APP项目（“与宁同行”APP）建设工作，推动智慧出行服务体系落地实施。

（一）业务框架、技术架构

项目采用“1+1+N”的业务框架体系，“1 个服务门户”和“1 个管理平台”是乘客数字化出行服务基础保障，“N 个服务场景”是为社会公众提供的围绕地铁出行资源开展的数字化场景服务建设。

1 个服务门户：提供基础服务、智能服务、便民服务、文化宣传、用户服务与推送管理等功能。依托服务门户，形成对外展示窗口，集乘客服务、行业新闻、运营信息、地铁文化等为一体的多样化、数字化、智慧化触点。

1 个管理平台：由统一应用管理、统一用户管理、统一支付管理、统一基础支撑、统一接口管理五部分组成。通过该平台支撑APP 多样化功能的实现，一方面可面向地铁出行服务场景协同资源调配，另一方面可面向乘客及企业提供协同配套服务。平台具备开放性与可拓展性，并提供标准接口与规范，为后期接入多样化资源与外部前端应用奠定基础。

N 个服务场景：以地铁出行场景为基础，提供开放的、多样化的轨道交通数字化场景服务能力，不仅可与公交车、出租车、共享单车等应用场景对接，也支持与“吃”“住”“游”“购”“娱”等本地生活服务资源对接，聚合商业生态，为用户提供全场景出行服务。

技术架构：项目采用当前主流的分布式服务框架（SpringCloud）、分布式事物框架（Zookeeper）、快速消息框架（RocketMQ）、分布式缓存框架（Redis）、分布式数据库集群（Mycat/DRDS）、对象化数据访问（MyBatis）、多层负载均衡（Nginx）等技术，确保系统的高可用、高安全、高可靠、高扩展性，追求硬件资源的最大利用率，提升系统性能。

（二）网络部署架构

“与宁同行”APP 服务端主要部署在华为云上，前端APP 应用通过公网同APP 后台进行交互，APP后台通过主备两条网络专线与南京地铁移动支付平台进行数据交互。APP 数据通过华为云WAF 防火墙后，由VPC 服务进行数据转发，将数据传输到后台K8S 集群及RDS 数据库服务，由集群中的容器提供相应的功能。通过购买华为云的云防火墙、Web应用防火墙、态势感知、企业主机安全等服务来保证系统的网络安全。

三、项目建设成效及经验总结

“与宁同行”APP 自2022 年4 月15 日正式上线以来，丰富优质的服务功能，得到了不少称赞与好评。微信支付渠道的引入解决了南京市民多年来的地铁出行诉求，新街口站内导航的实施应用让旅客彻底和“迷路地下城”说再见，地铁公共艺术品的展现带领用户开启一场轨道上的文化之旅……

上线仅半年，“与宁同行”APP 累计注册用户已突破18 万，行程订单数共计约67 万单，交易金额共计约290 万元，目前已实现与14 个城市轨道交通的互联互通。同时，“与宁同行”APP 的上线节约乘客出行时间，提升乘客出行满意度，缓解轨道交通运营压力，便捷百姓“低碳出行”，促进地铁智能化发展，提高车站周边商业服务活跃度，推动信息技术在出行领域的深度应用，实现软件和交通的数字化融合，取得较好的经济效益与社会效益。

项目建设经验总结如下：MaaS 的核心是精准理解乘客出行需求。从乘客体验的角度出发，关注乘客差异化诉求，改善乘客服务短板，提升出行服务品质，是吸引用户下载使用官方APP 的关键。

一是要建立覆盖乘客出行全过程的智慧服务体系。南京地铁通过官方APP 项目一期的建设已初步搭建智慧出行乘客服务体系，未来将根据用户的反馈及要求，不断丰富完善应用功能，让服务覆盖到乘客出行前、进站、候车、乘车、换乘、出站各个环节，持续提升用户体验。

二是要打造多层次一体化互联互通体系。加强业内的纵向沟通，推进与更多城市地铁互联互通进程，不断扩大南京的出行“朋友圈”；同时促进横向协调，以城市轨道交通为龙头，逐步突破与公交、出租车、共享单车等其它出行场景的互联互通，构建多层次一体化互联互通体系，这也与MaaS 整合不同交通出行方式的理念相一致。

三是构建基于出行场景的生态服务，实现多业态融合。在城市出行、跨区域出行的基础上，探索“出行+”模式，不断拓展出行服务边界。通过融入更多生活场景来激发满足用户多元化的出行需求，同时联动地铁沿线商业场景资源，运用大数据技术对用户进行画像，提供“千人千面”的精准营销服务，推进流量经济，实现“出行+生活+商业”的跨界聚合，使“与宁同行”APP 成为南京智慧出行生态服务门户，为用户带去更加丰富的高品质服务。