(敏感词汇-当局)Smart Card在抛弃型非接触式票证之应用
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2003-12-01 00:00
前言:
大众运输系统所使用的非接触车票,现已被大规模建置在世界各地的交通系统。可重复使用的非接触车票,其利益很少被质疑,但是其真正的挑战在于单次抛弃型车票。从简单的经济效益为评估标准,就可看出单价0.50美元的抛弃型车票无法与抛弃型磁条车票相抗衡。但若考量整个系统 – 就像我们将PC看作是一部商业设备,而不仅只是取代打字机的工具 – 其经济效益就立即浮现。
非接触卡式车票系统最初有两项因素吸引众人的目光: 较为可靠,以及让乘客能快速通过验票口。像是在东京、上海、香港、以及其它须处理尖峰时段大量人潮的大都会,这些特色尤其具备吸引力。将可写上资料的车票塞入卡片阅读机或将硬币投入验票口,必然会对机器造成磨损,难免会产生故障状况。定期的维护虽能减少故障的发生,但却会让营运成本大幅增加。第二个原因就是非接触系统处理速度较快,让每个出入口有更大的流量,或甚至可依流量来减少出入口的数量。流量控制的因素是非接触运输票证系统最初被采纳的主要原因。
在这些因素的推动下,我们看到许多新系统被规画与建置。但在单次型票证的成本限制下,大多数系统都是针对高频率使用者所设计,主管单位通常会鼓励乘客购买多次型票证。这些系统通常采用智能卡,里面存有票证软件,让乘客能更迅速通过系统。在典型的都会运输系统中,使用多次型智能卡票证的乘客占所有乘客的75%。这种环境为建置非接触系统带来强劲的商业动力,其余的25%则使用磁条票证或现金。
完全非接触的应用
系统真的能仅采用非接触式票证吗? 从技术层面而言,确实相当可行,且大多数都会运输系统的主管机构都想要建置这类系统,但却发现很难让成本合理化。
多次票证的纯粹且非接触系统已经被发展出来,相应的基础建设已经规划完成。只要读票机的基础建设符合ISO 14443的规范,就能读取所有ISO 14443 type A的票证,故抛弃式票证不须支出额外的基础建设成本。票证可采用由像是Magnadata、X-Ident 、以及ASK 等领导厂商所提供的Edmonson 与Eurosizes规格产品。
以一个普通的都会系统为例,轨道与公车运输系统每天处理200万运输人次,其中有25%使用抛弃型票证,1.37亿张票证,每张票证成本0.50美元,一年的费用就达到6850万美元。取代1.37亿张磁条票证并免除设备的维护成本,就可省下约300万美元(假设每张磁条卡成本为0.01美元,每年的维护成本为100万美元)。
随着非接触式票证的价格持续下滑,加上磁条卡片阅读机的维护成本持续上扬,上述商业型态亦会产生变化。
目前,现有的业者已能以低于0.50美元的成本生产抛弃型非接触式票证(这对于前两年的营运会产生极大的影响)。此种票证内含一组芯片、一组天线、以及底层的纸质材料。在以往芯片是最昂贵的零件,但随着芯片持续缩小,其价格亦大幅下滑。成本与每片晶圆生产的晶粒数量有关,因此随着晶粒持续缩小而晶圆不断增大,使芯片的价格亦持续下滑。一般而言,票证的制造量愈高其价格就愈低廉。
抛弃型非接触式票证的优点
从整体系统的角度来看,运输主管单位可获得更大的利益。乘客较喜好较新、较便利的系统。这点有助于推动运输系统的使用率,进而带来更多的营收,或达到其它目标,例如像减少车流量与污染。智能型票证(smart card)可提供一个很好的行销卖点。
在25%的可抛弃型票证方面,亦可采取有效的行销策略。25%的比率是反映目前的使用状况,但当局可鼓励乘客购买多次型票证 – 例如像在巴黎首度推行的Carnet票证。这类票证有许多型式 – 可抛弃型多次票证(10次)、智慧卡、信用卡、或像是手机等装置。但是,当局亦可发行成本价或免费的可重复使用型智能卡。另一种方案就是由第三者提供赞助 – 像是由当地的电信业者提供来回票以及预付电话卡。
智能型票证亦可拓展许多行销模式。例如像限制离峰时段专用的票证,避免乘客在傍晚尖峰时段上车,或将有效时间延长至一天以上。有效期限为三日的离峰时段票证可在三天中任何时间使用-- 不须事先规画出发的日期,乘客可在选定的日期使用。整套智能型系统可用来创造许多创新的使用模式,鼓励乘客使用预付型车票。根据保守的预估,在前几年内,业者可降低25%至10%的成本。业者可鼓励乘客使用双重接口型信用卡购买票证 – 若所购买的车票超过实际搭乘的距离,在离站时甚至能得到退费。
安全性的考量
伪造与冒用一直是磁条系统的考量因素,但两者衍生的成本可透过智能型票证大幅降低。像是季票等高价值票证已建置在智能卡系统中,用来降低伪造的风险以及更易于管理经常搭乘的旅客。但在抛弃型票证方面,主要的好处是在于增加安全性以及减少现金的使用机率。鼓励乘客购买多次型票证代表使用者须数次取出票证,并减少购买单程票证的习惯。
这种系统亦可以取消遗失或遭窃智慧卡的效力,尽管票证内可能已经加值,但只有特定的乘客才能使用该张票证。在这种系统下,偶而搭乘的旅客亦须为其重复使用的票证登记身份。
不同系统的成本比较
汇整上述所有理念,我们可建立一套强大的商业模式。以每天200万人次的大都会运输系统为例,假设50万人采用可抛弃式票证。其中有部份人是搭回程车,因此我们估计有每天会处理375,000张车票。第一年每张车票的成本为0.5美元,之后每年降低25%,第一年的车票成本为6850万美元。磁条票证系统每张车票成本为0.01美元,每年约需100万美元的维护成本(每年增加5%),故一直到12或13年才会看到成本降低。以上估算并没有考量伪造车票的因素,这种状况会在以下范例中出现。
如果我们另外加入两项因素来重新考虑;例如若我们每年减少20%的可抛弃票证,成本就会从第7或第8年开始降低。这方面可由发行重复使用型车票卡(甚至是可重复使用的抛弃型票卡),以及支持像是双重接口型票卡等其它智能卡来达到。
此外,若从营收成长的潜力来看,假设系统能吸引旅客使用,乘客的流量就可提高,进而增加运输系统的营收。乘客每增加1%就能额外增加700万美元的营收(以1美元车资为推算基准),让系统能在5年后就开始降低成本。
结语
可抛弃型非接触式票证的策略并不仅是财务上的考量。从表面看来似乎较为昂贵,但它能带来许多无法量化的利益,例如像提高可靠度、减少伪造的机会、增加乘客流量、更富弹性的行销模式、以及提高对顾客的吸引力。对于运输主管单位的好消息是完全非接触型系统以及部份非接触型票证系统,两者之间是可以并存的 – 只要符合ISO 14443标准,两者就可互通。从整体的角度来看,完全非接触型系统的吸引力已逐渐提高。在两年的时间内,系统的改进将让增加的成本完全合理化。
图1显示两种系统的成本预测。磁条型解决方案以黄色显示,趋势显示其维护成本逐步提高。蓝线显示非接触票证的成本,当单位价格每年降低20%时,其成本开始下滑。紫线显示产量增加所产生效应,抛弃型票证的使用量每年递减,而乘客流量的增加让乘客数量每年增加1%。
目前飞利浦的Mifare UltraLight IC,是市面上能提供低成本可抛弃票证的解决方案之一,它是市面上最小的ISO 14443兼容型智能芯片,采用飞利浦领先业界的Mifare技术,事实上这款IC是专为支持高产量系统所设计,尤其是大众运输系统的单程票证;同时亦可应用在活动入场券、会员卡、以及各种网络应用。
目前Magnadata 与X-ident皆推出采用Mifare Ultralight芯片的纸质票证卡;这种具备智能功能的低成本票证可使用标准型Edmonson/Eurosize票证打印机,可嵌入在简易型非接触卡片阅读机中,让原有的票证系统进行升级,它搭载512位的EEPROM以及一组32位的OTP。
Mifare UltraLight IC依据ISO 14443A cascade level 2的规范,每颗IC拥有一组独一无二的7字节序号,并搭载各种反伪造与防撞击功能,同时采用13.56MHz的运作时脉,并可搭配支持ISO 14443A规格的卡片阅读机。这套技术现已被建置在超过3.8亿套产品,是全球普及率最高的非接触式智能卡接口,同时也已售出超过200万组相应的卡片阅读机IC。