基于IC卡技術(shù)的城市信息平臺的建設(shè)

• 1.前言
  　　 隨著信息時代的到來，城市居民對提高生活水平和政府服務(wù)質(zhì)量的要求不斷提高，這使得城市管理現(xiàn)代化的需要也越來越迫切。
  　　 城市的管理是一種十分復(fù)雜的綜合性極強的管理活動，涉及的方面非常多，包括土地規(guī)劃管理、人口管理、經(jīng)濟財政管理、基礎(chǔ)設(shè)施能源水電氣管理、交通管理、社會保健福利管理等等。這些方面并不都適合也不都需要納入信息化平臺，對于城市的管理層來說，他們需要信息化平臺去做的，是將與城市居民生活息息相關(guān)的方方面面納入一個統(tǒng)一的平臺，既方便了城市居民的日常生活，又對城市的日常運作提供了科學(xué)的管理手段和第一手的原始數(shù)據(jù)。人口管理、社會保健福利管理需要保管大量居民的詳細資料，水電氣管理、交通管理需要方便的付費方式和消費數(shù)據(jù)的統(tǒng)計報表，如此大量的數(shù)據(jù)的采集、統(tǒng)計、查詢工作成為現(xiàn)有城市管理方式的癥結(jié)，而IC卡技術(shù)可以方便的實現(xiàn)這些工作并在此基礎(chǔ)上構(gòu)筑一個統(tǒng)一的城市信息化平臺。事實上IC卡技術(shù)已經(jīng)大量應(yīng)用于與城市居民生活息息相關(guān)的方方面面，基于IC卡技術(shù)的城市信息化平臺建設(shè)，已經(jīng)成為城市建設(shè)的重要方向，也是實現(xiàn)數(shù)字化城市的基石。
• 2.城市管理對信息的需求
  2.1 城市人口管理
  　　 目前我國的城市人口管理，主要是依靠政策法規(guī)的貫徹執(zhí)行來實現(xiàn)的。同時，通過戶籍制度和暫住證等方法來認證城市居民的身份、統(tǒng)計人口資料以及管理流動人口。
  我國現(xiàn)有的身份證明證件如身份證、戶口簿都是采用傳統(tǒng)的紙介質(zhì)，一方面無法表征相貌、住址等易變化的特性，常出現(xiàn)證件內(nèi)容與實際不符的情況；另一方面由于證件內(nèi)容沒有入庫，查詢困難，導(dǎo)致難以準確認證持證人的身份。
  2.2 水電氣管理
  　　 目前我國城市水電氣管理所面臨的主要問題是，一方面供水供電的資源嚴重不足，人均水電氣資源占有量與發(fā)達國家相差極大，另一方面又存在著水電氣資源的普遍浪費情況。造成浪費的原因不僅僅是由于使用者的主觀因素和相關(guān)設(shè)施的技術(shù)水平保養(yǎng)情況，還有城市配水配電的制度落后的因素。這其中的癥結(jié)在于城市水電氣的大量使用者散布在城市每個角落、經(jīng)濟水平個人素質(zhì)參差不齊，使得管理收費都成為十分棘手的問題，管理者無法及時取得整個城市水電氣消費的用量、分布等準確的第一手資料，水電氣費用拖欠也成為公共事業(yè)收費的老大難問題。
  2.3 交通管理
  　　 目前我國城市交通十分緊張，已經(jīng)成為城市發(fā)展的最大制約因素。其原因是多方面的，如月票不限次使用的不合理收費制度；道路面積的增長遠遠落后于客運量及車流量的增長；城市交通線網(wǎng)布局不合理，機動車、非機動車、行人搶道而行，混合交通等等。
  利用IC卡技術(shù)和統(tǒng)一的城市信息平臺，不僅從根本上改變現(xiàn)有收費制度，變不記次月票為限次月票，杜絕@@@@，避免找零的麻煩，而且通過信息平臺采集的乘客乘車記錄，能夠幫助城市公交系統(tǒng)建立起方便可靠的收費體系，以這些消費數(shù)據(jù)為原始資料整理統(tǒng)計出城市各地區(qū)各時間段的消費情況，供公交公司調(diào)配車輛及政府機構(gòu)決策道路建設(shè)、規(guī)劃城區(qū)建設(shè)、制定修改交通法規(guī)參考。
  2.4 社會福利保障管理 　
  福利保障管理主要包括老年人殘疾人孤殘兒童的救濟照顧、城市勞動者的就業(yè)失業(yè)管理、醫(yī)療保健制度管理這幾方面。
  在老年人殘疾人孤殘兒童的救濟照顧方面，我國目前主要通過政府撥款、慈善機構(gòu)募捐、個人承擔相結(jié)合的方式，由老人院、孤兒院等機構(gòu)執(zhí)行，同時發(fā)放老人證、殘疾證等身份證明證件在社會消費場合給予優(yōu)惠。在這一方面借助信息平臺可以提供更加嚴格可靠的個人身份認證手段，將多個部門的認證信息統(tǒng)一存儲在一張IC卡內(nèi)，以此代替原本繁瑣的手續(xù)。
  　　 在城市勞動者的就業(yè)失業(yè)管理方面，則是采用自主擇業(yè)為主、制定最低生活保障線與就業(yè)教育并行的政策。在這方面上信息平臺同樣可以起到身份認證的作用，此外由于可以將具備公證效力的個人身份信息、受教育信息、就業(yè)履歷存儲起來，我們便可以向錄人單位提供更加準確詳盡的個人資料。
  在醫(yī)療保健制度管理方面，當前不少城市都正處在改革階段，政策不一，基本上是由單位與個人按比例或按限額分攤為主，另外以醫(yī)療保險制度為輔。信息平臺在這一方面能夠起到的作用主要是幫助解決醫(yī)療費用分攤、指定醫(yī)院與非指定醫(yī)院間轉(zhuǎn)診所帶來的收費報銷困難的問題。
• 3.當前IC卡技術(shù)發(fā)展概述
  　　 IC卡全稱集成電路卡（Integrated Circuit Card），又稱智能卡（Smart Card），它是將一個集成電路芯片鑲嵌于塑料基片中封裝成卡的形式，用于儲存和處理數(shù)據(jù)。
  IC卡根據(jù)卡中所鑲嵌的集成電路的不同可以分成三類：
  存儲器卡
  卡中的集成電路為可編程只讀存儲器EEPROM。它不能處理信息，只能像磁卡一樣存儲信息，只是存儲容量比磁卡更大而已。因此它存在著與磁卡一樣的安全缺陷，只適用于沒有任何安全保障的應(yīng)用。
  邏輯加密卡
  卡中的集成電路具有加密邏輯和EEPROM，它保持了存儲卡的價格優(yōu)勢。一般應(yīng)用作電話卡、城市交通領(lǐng)域等儲值消費。
  CPU卡
  　　 卡中的集成電路包括中央處理器CPU、EEPROM、隨機存儲器RAM以及固化在只讀存儲器ROM中的片內(nèi)操作系統(tǒng)COS（Chip Operating System），因此不僅能夠存儲信息還能對數(shù)據(jù)進行復(fù)雜的運算，從而可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的加密，有效地防止卡片偽造、數(shù)據(jù)截取，安全性有了顯著提高。目前廣泛應(yīng)用于各種金融交易和其他安全性要求較高的場合如水電氣收費。
  IC卡根據(jù)與外界數(shù)據(jù)傳送的形式來分，可以分為接觸式卡與非接觸式卡兩種。接觸式卡在IC芯片上有8個觸點與外界接觸，需要插入讀卡器內(nèi)才能通過觸點傳輸數(shù)據(jù)。非接觸式卡的集成電路不向外引出觸點，除包括前述三種IC卡的電路外，還帶有射頻收發(fā)電路及其相關(guān)電路，只需接近讀卡器至一定距離即可傳輸數(shù)據(jù)。近年來又新推出了兼有兩種數(shù)據(jù)傳送方式的雙界面卡，即同時擁有外觸點和射頻收發(fā)電路，可適用于更加廣泛的應(yīng)用　
  IC技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)成為一項相當成熟的技術(shù)，相當多的技術(shù)細節(jié)已經(jīng)被國際標準化組織（ISO）和國際電子技術(shù)委員會（IEC）標準化。
  　　 目前IC卡的應(yīng)用十分廣泛，除了市政管理方面之外，在金融方面，IC卡除了直接作為信用卡使用外，還可以用作電子錢包支付較小數(shù)額的交易；在電信方面，IC卡可以用作電話儲值卡代替磁卡及投幣方式，還可以在移動通訊中作為SIM卡辨識用戶身份及號碼；在安全方面，IC卡可以用于門禁、考勤系統(tǒng)?，F(xiàn)在IC卡的應(yīng)用趨于多樣化，在許多信息系統(tǒng)中都作為其中一部分發(fā)揮著作用。
  　　 IC卡之所以獲得如此廣泛的應(yīng)用，是因為它具有以下優(yōu)點：
  良好的機器讀寫性能便于人－機－卡之間的會話。
  　　 IC卡是一種電路卡，它在機器讀寫性能上遠優(yōu)于磁卡和光卡，無需往復(fù)的機械動作即可完成人－機－卡之間的多次會話過程，使卡在應(yīng)用時更容易進行操作與相互驗證，給卡的應(yīng)用開發(fā)者和使用者都帶來了極大的便利。
  良好的安全防范技術(shù)使卡能脫離網(wǎng)絡(luò)使用。
  IC卡采用了為國際上各開發(fā)者與使用者所共同認可的半導(dǎo)體密碼存放與軟件加密技術(shù)，它可以有效地阻止卡的非法復(fù)制與數(shù)據(jù)的篡改。應(yīng)用設(shè)備可以在脫離網(wǎng)絡(luò)的情況下，不需人工干預(yù)即可對IC卡進行鑒別，以確定該卡是否是本系統(tǒng)所許可的，是否可在該應(yīng)用場合中使用等。通過持卡人輸入PIN（個人標識號），與卡內(nèi)一組密碼比較，可以確認持卡人的身份。這些特點，使IC卡能成為傳導(dǎo)媒體，再加上認證和數(shù)據(jù)加密等功能，使卡能脫離網(wǎng)絡(luò)使用。
  大容量的數(shù)據(jù)存儲能力使IC卡成為數(shù)據(jù)載體。
  　　 在一個應(yīng)用系統(tǒng)使用中，系統(tǒng)必需對所有持卡人建立一份身份與使用的檔案。在磁卡系統(tǒng)中這組檔案存放在中心數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內(nèi)，持卡人每次使用都必需通過終端以網(wǎng)絡(luò)形式從數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中提取與自己相關(guān)的檔案?，F(xiàn)在IC卡的存儲能力增加了，持卡人的使用檔案可以存放在IC卡中，終端設(shè)備無需聯(lián)網(wǎng)即可得到使用者的相關(guān)信息，使用的靈活性大大增強了，交易的實時性也明顯改善。
  　　 以上的三個特點的結(jié)合構(gòu)成了IC卡應(yīng)用的強大優(yōu)勢，它一方面降低了對網(wǎng)絡(luò)的依賴程度提高了響應(yīng)速度。另一方面它對發(fā)行商、應(yīng)用商和持卡人三方面的利益提供了有效的保護手段，解決了以前難以解決的問題，為IC卡的廣泛應(yīng)用鋪平了道路。
• 4.基于IC卡進行城市信息化平臺建設(shè) 　　
  基于IC卡技術(shù)的城市信息化平臺并不能覆蓋城市行政管理的每一方面，也不能在某一方面的管理中起到?jīng)Q定性的決策作用，它的定位應(yīng)該是一層構(gòu)建微觀居民日常生活與宏觀城市管理之間的平臺，向下為居民提供更為方便更為現(xiàn)代化的生活方式，向上為管理層提供更加及時準確更加綜合廣泛的城市運轉(zhuǎn)資料。
  　　 概括起來城市信息化平臺所涉及的行業(yè)和領(lǐng)域主要在以下幾方面：
  1)在城市人口管理：我國正籌備實施推廣第二代身份證方案，在原有的視讀信息基礎(chǔ)上采用IC技術(shù)存儲信息，進行身份識別和認證。
  2)在水電氣管理：將采用預(yù)付費IC卡水表、IC卡電表和IC卡煤氣表實現(xiàn)水電氣收費。
  3)交通管理：應(yīng)用將覆蓋地鐵、公共汽車、出租車等城市各種交通領(lǐng)域，實現(xiàn)統(tǒng)一IC卡收費。
  4)社會福利保?。簞谏绮磕壳耙呀?jīng)專門制定了《社會保障（個人）卡規(guī)范》，將個人基本信息、就業(yè)信息、社保和醫(yī)療資料統(tǒng)一記載在IC卡上，實現(xiàn)醫(yī)療費用收取及劃帳，勞動和社會保障、醫(yī)療保險、公安、民政、公積金管理等部門的聯(lián)通。
  　　 綜合上述城市信息化平臺的功能，大致可以分為個人資料認證與各種市政服務(wù)收費兩類，通過將這兩類功能的各個管理部分進行整合和統(tǒng)一規(guī)劃，將會免除城市居民生活在很多方面的不便，最大限度地減少現(xiàn)有人為認證與收費所帶來的失誤與漏洞，提高居民生活質(zhì)量、政府服務(wù)質(zhì)量，實現(xiàn)政府信息化和市民服務(wù)信息化。
  　　 基于IC卡技術(shù)的城市信息平臺具體實現(xiàn)機理是在前端以IC卡為載體，在后端建成統(tǒng)一的城市信息平臺，將各行業(yè)各部門連接成一體，徹底打破現(xiàn)存的信息孤島。城市信息平臺主要完成以下功能：
  ★ 卡管理：完成統(tǒng)一的制卡、發(fā)卡和卡片服務(wù)功能；
  ★ 信息管理：完成市民基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集、比對、整理和存儲功能；
  ★ 提供數(shù)據(jù)交換平臺：實現(xiàn)各部門各行業(yè)的信息交換，保證整個系統(tǒng)信息的一致性和各子系統(tǒng)的互通互連。
  ★ 清算帳務(wù)管理：實現(xiàn)各種消費類信息的統(tǒng)一清算和清分，清算內(nèi)容包括卡賬戶和各行業(yè)收入，系統(tǒng)會根據(jù)與各行業(yè)達成的劃帳規(guī)則進行統(tǒng)一劃帳。
  ★ 安全管理：包括統(tǒng)一的卡片密鑰管理，應(yīng)用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)訪問權(quán)限管理，系統(tǒng)關(guān)鍵數(shù)據(jù)和應(yīng)用加解密管理，通信鏈路加密管理等。
  由于各個城市的規(guī)模、資金等條件不一，其最終所實現(xiàn)的信息平臺在物理結(jié)構(gòu)上是不盡相同的，但是整個平臺邏輯結(jié)構(gòu)和信息流卻是基本一致的。其系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)和信息流圖如下：
   如上圖所示：以城市信息平臺為核心與IC卡服務(wù)系統(tǒng)、各業(yè)務(wù)管理子系統(tǒng)和消費子系統(tǒng)共同構(gòu)成基于IC卡的城市信息網(wǎng)絡(luò)平臺。其中
  ★ IC卡服務(wù)子系統(tǒng)：主要完成IC卡服務(wù)功能（如卡片申領(lǐng)、掛失等）和市民基礎(chǔ)信息采集，該子系統(tǒng)與城市信息平臺IC卡管理中心和數(shù)據(jù)管理中心直接相連；
  ★ 各業(yè)務(wù)管理子系統(tǒng)：以IC卡為信息載體，完成與之相關(guān)的各項業(yè)務(wù)功能，該子系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)交換平臺與城市信息平臺的數(shù)據(jù)管理中心和IC卡管理中心相連；
  ★ 消費子系統(tǒng)：提供各類消費場所，完成IC卡消費功能。各行業(yè)消費子系統(tǒng)通過行業(yè)中心與城市信息平臺的清算中心和IC卡管理中心相連。
  　　 綜合城市信息化平臺信息內(nèi)容，全部信息分為兩類：一類是市民個人基礎(chǔ)信息，它是整個系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)；另一類是與IC卡服務(wù)和業(yè)務(wù)相關(guān)的信息。
  第一類信息流向是：
  1.各行業(yè)將市民基礎(chǔ)信息內(nèi)容提供給城市信息平臺，城市信息平臺進行綜合、整理并定義出市民基礎(chǔ)信息內(nèi)容，然后制成表格下發(fā)到各服務(wù)網(wǎng)點；
  2.各網(wǎng)點將表格發(fā)給市民，由市民填寫完畢經(jīng)服務(wù)網(wǎng)點信息采集系統(tǒng)進行上傳；
  3.上傳的市民信息在安全隔離區(qū)進行安全檢測；
  4.檢測通過進入數(shù)據(jù)管理中心；
  5.市民信息在數(shù)據(jù)管理中心與來源于各行業(yè)的市民信息進行比對，校驗；
  6.信息比對校驗完畢存入市民基礎(chǔ)信息庫；
  7.將市民基礎(chǔ)信息通過數(shù)據(jù)交換平臺廣播給各行業(yè)。
  第二類信息流主要包括如下三支，流向分別為：
  1)卡片服務(wù)信息流：主要包括卡片申領(lǐng)、換卡、補卡、掛失和小額消費的充值信息等，該信息流經(jīng)安全檢測通過后直接進入系統(tǒng)的IC卡管理中心；
  2)各行業(yè)業(yè)務(wù)信息流：行業(yè)業(yè)務(wù)信息流包括兩部分。一部分是與IC卡相關(guān)的信息，這部分信息需要上傳給信息平臺數(shù)據(jù)管理中心，在進入數(shù)據(jù)管理中心前必須經(jīng)過安全隔離區(qū)的安全檢測；行業(yè)信息流的另一部分是各行業(yè)本身的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，這部分信息可直接存儲在各行業(yè)業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)。這部分信息來源主要是社保、公安、民政等部門業(yè)務(wù)網(wǎng)點。
  3)行業(yè)消費信息流：IC卡在各種聯(lián)機或脫機消費網(wǎng)點設(shè)備上劃卡消費，全部消費信息經(jīng)各行業(yè)匯總后統(tǒng)一上傳到城市信息平臺，經(jīng)安全認證后進入清算系統(tǒng)，進行統(tǒng)一清算，然后根據(jù)清算結(jié)果進行統(tǒng)一劃帳。這部分信息來源是交通行業(yè)消費終端如車載機、計價器；小額消費終端、IC卡表等。
  上述信息流將城市信息平臺、IC卡服務(wù)系統(tǒng)、各行業(yè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)和IC卡消費系統(tǒng)連成有機的整體，共同組成統(tǒng)一的城市信息網(wǎng)絡(luò)平臺，為實現(xiàn)數(shù)字城市和數(shù)字市民提供了一個基礎(chǔ)平臺。
• 5.總結(jié)
  　　 上面所述內(nèi)容只是從技術(shù)上描述了基于IC卡技術(shù)的城市信息平臺的框架。在城市信息化平臺實現(xiàn)過程中，還需要解決許多非技術(shù)上的問題，如需要建立修改一些相關(guān)的政策法規(guī)，需要政府各部門之間的相互協(xié)作才能實現(xiàn)。正因為目前政府部門的條塊分割才造成當前城市管理各部門建立各自單獨應(yīng)用系統(tǒng)的局面。但是我們應(yīng)當看到，綜合城市管理進行統(tǒng)一規(guī)劃信息共享、資源共享，建立統(tǒng)一的城市信息化平臺是社會發(fā)展的趨勢，是科技發(fā)展的必然。本文提出綜合性平臺框架的現(xiàn)實意義就在于為現(xiàn)時的建設(shè)者展示一幅綜合性平臺的藍圖，使得他們在城市信息平臺規(guī)劃時能夠考慮使自己的設(shè)計接近框架的設(shè)計，同時為其它應(yīng)用預(yù)留空間與接口，避免日后的重復(fù)建設(shè)。