Automated Fare Collection (AFC) rendszerek

Átírás

1 Automated Fare Collection (AFC) rendszerek Készítette: Török Dániel (B7461F) Tárgy: A biztonságos elektronikus kereskedelem alapjai Dátum:

2 Tartalomjegyzék Tartalomjegyzék... 2 Ábrajegyzék Bevezetés AFC rendszerek alapvető komponensei Felhasználói médiumok Mágnescsík vs. Smart kártya... 8 a. Mágnescsík technológia... 8 b. Smart kártya AFC rendszer architektúra a. AFC rendszer felépítése b. AFC rendszer működése Konklúzió Források Ábrajegyzék 1. ábra - Guangzhou város 4-es metróvonalának AFC infrastruktúrája * ábra - AFC eszközök 3. ábra - Mobil kártyaolvasó ábra - Felhasználói médiumok * ábra Pay-as-you-go TouchPoint * ábra - "Pay-as-you-go" működése * ábra - Utasok által használt készülékek az USA-ban [8] ábra - Menetdíj-fizetési módok fejlődése ábra - Kétirányú, contactless smart kártyás kapu ábra Tcard ábra - AFC architektúra felépítése * ábra - AFC rendszer működése (állomásokon) * ábra - AFC rendszer működése (járműveken) * / 14

3 1. Bevezetés A különböző tömegközlekedési eszközökön alapvetően két módja létezik a menetdíjak megfizetésére: az utas azelőtt fizeti ki a jegyét, mielőtt felszáll a járműre, vagy akkor fizeti ki, ha már a járművön van. A második eset kevésbé működik hatékonyan olyan esetekben, ahol a jármű nagy kapacitású, és kis távolságok vannak az állomások között, ugyanis ekkor könnyen előfordulhat, hogy a járművön tartózkodó jegykezelőknek nincs elég kapacitásuk lekezelni az összes felszállt utast a következő állomásra való érkezésig. Ilyen esetekben a legegyszerűbb és leghatékonyabb módszer az, hogy ha még a járműre való felszállás előtt beszedjük a menetdíjat az utasoktól. Ennek hatékony eszközei lehetnek az Automatikus Menetdíj-beszedő Rendszerek (Automated Fare Collection (AFC) Systems). Hagyományos menetdíj-beszedés hátrányai: Sok alkalmazottra van szükség a jegyek kibocsátásához és ellenőrzéséhez (pénztáros, ellenőr a bejáratoknál, ellenőr a járműveken) Új menetdíj-struktúra bevezetése erőforrás-igényes Az utasok és az alkalmazottak közötti közvetlen interakció következtében nagyobb az esélye a konfrontációnak a jegyek 100%-ának ellenőrzése belépéskor és kilépéskor egyaránt lehetetlen Az AFC előnyei: Kevesebb alkalmazottra van szükség Kevésbé van lehetőség a bliccelésre, a 100%-os jegyellenőrzést biztosító kapuk következtében Egyszerűen megvalósítható az új menetdíj-struktúrák bevezetése Pontos statisztikák készíthetők az utasok utazási magatartásáról 2. AFC rendszerek alapvető komponensei Egy AFC rendszer alapvető komponensei a következők: Méda típusok: Smart token (csak egy útra jó, a kijáratnál elveszi őket a gép), Smart card (több útra jó), Mágnescsík alapú jegyek 3 / 14

4 Kapuk: Különböző típusú kapuk lehetnek az állomások bejáratainál (Entry, Exit, Revesible, Disabled). Vannak egyirányú kapuk (vagy csak befelé, vagy csak kifelé engedik az utasokat), vannak kétirányú kapuk (állítható, hogy éppen melyik irányba engedje át az utasokat), valamint vannak nagyobb méretű, mozgássérülteknek fenntartott kapuk. Station computer, Central computer, AFC network: Minden menetdíj-gyűjtő eszköznek összeköttetésben kell lennie a Station Serverrel, mely vezérli az összes, az állomáson található eszközt. A különböző állomások Station Server-ei WAN linken keresztül összeköttetésben vannak egymással. Ez a központosított vezérlés lehetővé tesz különféle valósidejű adatelemzést, például aktuális bevétel, utasforgalom analízis, letiltott kártyák kezelése, stb. Ticket Office Machine (TOM): Az állomásokon elhelyezett, jegy/token kiadó automata. Ticket Reader: Az állomásokon elhelyezett eszköz, mely lehetővé teszi az utasok számára, hogy ellenőrizzék a kártájuk/tokenjük tartalmát. Az alábbi ábrán a kínai Guangzhou város 4-es metróvonalának AFC infrastruktúráját láthatjuk. 1. ábra - Guangzhou város 4-es metróvonalának AFC infrastruktúrája [3] 4 / 14

5 Az architektúra elemei a következők: - Central Computer System: Ez az AFC rendszer menedzsment központja, melynek feladata különböző ripotok készítése, jegy-adatok fogadása a Station Computer-től, vezérlő utasítások küldése és jegyárak listájának letöltése a Station Computer-ekre. - Station Computer (SC): elsődleges feladata, hogy biztosítsa az olyan szükséges működési adatokat a Station Equipment-ek számára, mint például a jegyek árainak listája. Kezeli a tranzakciókat, melyek az állomás eszközeiről érkeznek (Station Level Equipement SLE), emellett a Vonali Központi Számítógép (Line Central Computer LCC) által kapott utasításokat is végrehajtatja az SLE-kkel. - Automatic Gate Machine (AGM): egy esztétikusan megtervezett, felhasználóbarát beléptető eszköz. Fontos, hogy gyorsan lekezelje a jegyet, és hogy meggátolja a jegy nélkül való átjutás lehetőségét. - Booking Office Machine (BOM): az állomáson elvégzett tranzakciók alapján készíthet különböző analíziseket, kimutatásokat, statisztikákat. - Ticket Vending Machine (TVM): önkiszolgáló jegyautomata, melyen keresztül az utasok megválthatják a jegyüket. - Ticket Checking Machine (TCM): önkiszolgáló eszköz, mely lehetőséget biztosít az utasnak, hogy ellenőrizhesse a jegyén tárolt adatokat. - Portable Card Analyser (PCA): egy hordozható eszköz, mellyel a jegyek érvényességét lehet ellenőrizni akár a járműveken is. 2. ábra - AFC eszközök 3. ábra - Mobil kártyaolvasó 5 / 14

6 3. Felhasználói médiumok Felhasználói médium alatt azokat az eszközöket értem, melyeket az utas használ a menetdíj kifizetése, kifizetettségének bizonyítása érdekében. Alapvető igény ezekkel szemben, hogy az utasok elfogadják a használatukat, egyszerűen kezelhetőek legyenek, megvalósításuk költséghatékony legyen, és széles körben lehessen alkalmazni. A széles körben alkalmazhatóság alatt azt értem, hogy egyszerre legyen használható rövidtávú és hosszútávú utak esetén, valamint alacsony és magas költségekkel járó utak esetén egyaránt (pl.: repülőjegy). 4. ábra - Felhasználói médiumok [4] A jelenleg is elterjedt és legismertebb ilyen technológiák az úgynevezett buy before megoldások, melyek esetében az utas előre meghatározza az utazás célállomását, és ez alapján az induló állomáson kifizeti a menetdíjat. Ilyenek a különböző papír alapú jegyek, interneten megváltott jegyek, vagy napjainkban terjedőben lévő, mobiltelefon alapú fizetések. Azonban egy érdekes és új megközelítése lehet a menetdíjfizetésnek az úgynevezett Pay-as-you-go 5. ábra Pay-as-you-go TouchPoint [4] módszer. Ebben az esetben az utas az utazás megkezdésekor bejelentkezik a rendszerbe, elutazik a kívánt célállomásra, majd ott kijelentkezik a rendszerből. Fontos, hogy itt nem közvetlenül az utazás megkezdése előtt, vagy befejezése után történik meg a pénzügyi tranzakció, csupán az út, valamint annak költsége kerül rögzítésre egy központi szerveren. Ezután a fizetési periódus végén egy számla érkezik az utashoz, és így történik meg az egyenleg rendezése. 6 / 14

7 6. ábra - "Pay-as-you-go" működése [4] Ez a bejelentkezés/kijelentkezés praktikusan egy mobiltelefonnal végrehajtható, melyre egy speciális szoftvert telepítve kommunikálhatunk az állomásokon elhelyezett terminálokkal. Ez hatékony megoldást jelenthet, mivel a smart kártya alapú rendszerekkel szemben így nincsen szükség külön hálózati infrastruktúra kialakítására, mivel az adatok a mobil hálózaton keresztül továbbítódnak. Emellett mivel ma már szinte minden embernek van mobiltelefonja, ezért ez egy kézenfekvő, kényelmes megoldás lehet. 7. ábra - Utasok által használt készülékek az USA-ban [8] 7 / 14

8 4. Mágnescsík vs. Smart kártya Napjainkban sok nagyvárosban alkalmaznak a tömegközlekedési vállalatok mágnescsíkos technológiát, ám ez már kezd elavulttá válni. Modernebb megoldás a smart kártya alapú jegykezelés, azonban ehhez új hardware infrastruktúrára van szükség, amely egy nagyon költséges beruházás. Azonban ha a vállalatok megteszik ezt a lépést, akkor a felhasználók (utasok) számára sokkal kényelmesebbé tehetik a közlekedést. Az Egyesült Államokban jelenleg mind a mágnescsíkos, mind a smart kártya alapú technológia elterjedt, azonban a cél a mágnescsíkos rendszer teljes lecserélése smart kártya alapúra. Emellett terjedőben van a különböző úgynevezett contactless megoldások bevezetése, mint például a mobil alapú fizetés.[8] 8. ábra - Menetdíj-fizetési módok fejlődése Az Automatied Fare Collection technológia napjainkban legelterjedtebb megvalósításai a mágnescsík alapú, és a contact-based vagy contactless smart kártya alapú rendszerek. A hagyományos menetdíj fizetési módszerekkel szemben ezeknek a megoldásoknak sok előnyük van. A hagyományos papíralapú jegy, token vagy készpénz alapú rendszerekben nincs lehetőség olyan szolgáltatások kiépítésére, mint például a fare-by-distance szolgáltatás, azaz hogy a megtett távolság alapján fizetünk az utazásért, vagy például hogy egy saját, előre feltöltött számláról fizethessük ki a menetdíjat. a. Mágnescsík technológia A mágnescsíkkal ellátott kártyákon az adatok mágnesesen vannak tárolva, melyeket a megfelelő berendezéssel olvasni lehet, esetleg a fejlettebb típusoknál írásra is van lehetőség. Lehetőség van vele a tulajdonos különböző utazási tulajdonságainak a gyűjtésére, mint például hogy jellemzően mely útvonalakon halad, mely időpontokban. Előnyei: - alacsony előállítási költség 8 / 14

9 - mivel már több éve használatban van, ezért a technológia kellőképpen kiforrott, és megbízhatóvá vált - műanyag-alapú mágneskártya esetén hosszú élettartam Hátrányai: - relatív magas az üzemeltetési költsége a különböző beléptető kapuknak, kártyaolvasóknak, melyek koszolódhatnak, kophatnak, így csökkentve a működésük hatékonyságát - a mágnescsíkot könnyen lehet véletlenül törölni - korlátozott tárhely-kapacitás - a jegy kezelése relatíve lassú, így forgalmasabb beléptető kapuknál feltorlódhatnak az utasok - alacsony biztonságú, könnyen korruptálhatóak a mágnescsíkok b. Smart kártya A smart kártya technológiájának fejlődésével, és az ezekbe található chip-ek árának rohamos csökkenésével már elérhető alternatívaként jelenik meg a smart kártya a korábban használt mágnescsíkos technológia mellett. Alapvetően két típusú smart kártyát különböztetünk meg: contact-based és contactless smart kártyát. A contact-based smart kártya a hagyományos működésű kártya, melyet használatkor egy olvasó egységbe kell helyezni, és így történhet meg a kommunikáció. A contact-based smart kártya hátrányai a következők: - a mágneskártyával szemben nagyobb a költsége - a mágnescsíkhoz hasonló okokból szintén magas az üzemeltetési költsége, mert az olvasó koszolódhat, elkophat, így ezeket időnként cserélni kell (magas forgalmú állomásokon elég gyakran) - speciális esetekben, mint például télen egy nyitott állomáson, ahol hideg van, vagy egy mozgó, folyamatosan rezgő vonaton működési zavar léphet fel a smart kártya és az olvasó között - a jegy kezelése lassú lehet, mert minden utasnak bele kell helyeznie a kártyáját az olvasóba (ez a nagyobb forgalmú állomásokon torlódáshoz vezethet) 9 / 14

10 A contactless smart kártya a nevéből adódóan is nem igényel fizikai kapcsolatot a kártya és az olvasó között a tranzakció lebonyolításához, ehelyett az rádiós úton történik meg. Előnyei: - hosszú élettartam - gyors jegykezelést tesz lehetővé - alacsony üzemeltetési költség, mert a jegykezeléshez nincs szükség mozgó alkatrészekre, csak egy antennára - speciális helyzetekben is működőképes (hideg, rezgés, stb.) Ilyen contactless smart kártyát alkalmaz a sydney-i tömegközlekedési vállalat. Ez, a Tcard-nak elnevezett smart kártya RFID technológiát használ, 13,56 MHz-en kommunikál. Több nagyvárosban is megvalósítottak már ehhez hasonló RFID alapú contactless smart kártyás rendszereket, például Hong Kong-ban, Londonban, Melbourne-ben, Bostonban. 9. ábra Tcard 10. ábra - Kétirányú, contactless smart kártyás kapu 10 / 14

11 5. AFC rendszer architektúra a. AFC rendszer felépítése 11. ábra - AFC architektúra felépítése [2] A fenti ábra az AFC rendszer egy általános felépítését mutatja. A rendszerben az utasnak természetesen lehetősége van arra, hogy elektronikus úton rendezze a menetdíj befizetését, az úgynevezett Traveler Card segítségével, mely lehet például egy smart kártya. A járműveken elhelyezett szenzorok lehetővé teszik a rendszer üzemeltetői számára akár az egyes járművek terheltségének mérését is. A különböző adatok a járművekről a központba továbbítódnak, ahol feldolgozásra kerülnek. A Remote Traveler Support alrendszer feladata a menetdíj kifizetésének lebonyolítása. Ehhez ellenőrzi az utas fizetőképességét, kiszámolja a szükséges fizetendő összeget, ezt levonja az utas egyenlegéből, valamint az esetleg menet közben előforduló hibákat lekezeli. A Transit Management alrendszer fő feladata a járműflotta koordinálása, összehangolása. Emellett az utasokat is ellátja különböző naprakész információkkal, mint például a menetrend, menetdíjak, stb. Emellett közvetlen kapcsolatban van az egyes pénzügyi intézetekkel, hogy el tudja végezni a tranzakciókat. A Transit Vehicle alrendszer gyakorlatilag a járművekben található alrendszer, mely közvetlen kapcsolatban van az utasokkal, valamint a központtal. Feladatai közé tartozik a járműveken elhelyezett menetdíj-beszedő automaták működtetése, a tranzakciók irányítása a központ felé. 11 / 14

12 b. AFC rendszer működése A menetjegyek érvényességének ellenőrzése, valamint a menetdíjak befizetése alapvetően két helyen történhet: az állomáson, vagy a járművön. Az első esetben az utas kezdeményezi valamilyen módon a tranzakciót azzal, hogy utazási igényét jelzi a Remote Traveler Support (RTS) alrendszernek. Ezt az igényt az RTS továbbítja a Transmit Management (TM) alrendszernek. Ez után alapvetően két módja lehet a pénzügyi tranzakció lebonyolításának. Első esetben a TM közvetlenül a megfelelő pénzügyi intézettel lép kapcsolatba, és egy ott elhelyezett számláról real-time vonja le az utazás díját. Ha ez sikeres, vagyis volt elég pénz a számlán, akkor ezt jelzi az RTS-nek, az pedig jelzi az utasnak, hogy a tranzakció sikeresen befejeződött. A másik lehetséges megoldás, hogy az RTS nem egy pénzügyi intézetben elhelyezett számláról, hanem a kártyáról vonja le az utazás költségét. Ez nyilván azt igényli, hogy az utas az utazás megkezdése előtt töltsön fel pénzt a kártyájára. Biztonsági szempontból a legsebezhetőbb pont a kártya és a hálózati eszközök közötti kommunikáció. Ez contact-based smart kártya esetén nem is annyira gond, inkább contactless smart kártya esetén, ahol a forgalom könnyen lehallgatható, jammelhető, visszajátszható. 12. ábra - AFC rendszer működése (állomásokon) [2] A járműveken történő menetdíj-kezelés két módon történhet. Egyik lehetséges megoldás, hogy a járművek bizonyos időközönként letöltenek egy listát az érvénytelen jegyekről, kártyákról, tag- 12 / 14

13 ekről, és a járműveken elhelyezett szenzorok segítségével automatikusan ellenőrizhető, hogy tartózkodik-e a járművön ilyen érvénytelen jeggyel rendelkező utas. Egy másik megoldás pedig a járművön történő menetdíj-fizetést teszi lehetővé, mely hasonló a korábbi módszerhez. Az utas a járművön elhelyezett olvasóba helyezi a kártyáját, majd ez az olvasó automatikusan levonja az utazás költségét a kártyán elhelyezett összegből. 6. Konklúzió 13. ábra - AFC rendszer működése (járműveken) [2] Összességében elmondható, hogy ma már igen kifejlett AFC rendszerek léteznek a világban, melyek főleg a mágnescsík technológián alapszanak, azonban már több helyen találkozhatunk smart kártya alapú megoldásokkal is. A következő lépésként ezután a smart kártya alapú módszerekre való áttérés adódna, azonban a mobiltelefonok rohamos technológiai fejlődésének köszönhetően (lásd: okostelefonok), valószínűleg valamilyen mobil alapú fizetési megoldás fog elterjedni. Ez kényelmes az utasok, a felhasználók számára, mivel a szolgáltatók már szinte minden szolgáltatást próbálnak a mobil irányába terelni (útdíj-fizetés, menetjegy-fizetés, Internet, bolti fizetés, stb.). Így az utasok is jól járnak, mivel a saját, megszokott eszközüket (mobiltelefonjukat) használhatják a műveletek lebonyolítására, valamint az utaztató társaságoknak is jó, mivel a mobil hálózat használata révén olcsó az infrastruktúra kialakítása. 13 / 14

14 7. Források [1] Paola Capon (PhD), prof. Giovanni Longo (PhD), Luca Piasentier: AUTOMATIC FARE COLLECTION (AFC) FOR TRANSIT, [2] TTC Fare Collection Study (Toronto Transit Commission), [3] ST Electronics: AUTOMATIC FARE COLLECTION SYSTEM FOR GUANGZHOU METRO LINE 4, [4] DB Mobility Logistics AG - Dr. Marcus Gemeinder: Touch&Travel NFC based automatic fare collection using a passive infrastructure, 10/06/2008, [5] Wikipedia: Tcard, [6] Wikipedia: Automated Fare Collection System, [7] Railway Technical Web Pages Fare Collection, [8] Cindy Merritt: Can mobile payment adoption define the "end game" for technology investment?, October 25, 2010, 14 / 14