“码”上乘车的背后

技术宅

扫码乘车——简单背后的不简单

说到扫码乘车，可能很多朋友并没有觉得这个操作有什么难度。以腾讯扫码乘车为例，我们只要在微信小程序中添加“乘车码”小程序，打开乘车二维码后对着公交车的扫码设备扫码，“嘀”一下后就完成乘车操作（图1）。

这简单的一声“嘀”，背后却需要各种复杂环节的配合。我们先来了解—下常规的微信绑定银行卡向商家付款的支付流程：开启网络→进入微信支付生成付款码→商家扫描付款码→向微信发起收款请求→银行处理款项→腾讯中转→支付款项转移到商家微信账户（图2）。

常规支付涉及到网络、银行处理、微信账户转移结算等流程，将其应用到超市、线下商铺等的付款时并没有觉得不便，可一旦移植到公交支付场景时就会有不少麻烦。举个简单的例子，如果遇到网络堵塞的情况，在超市、商业街等场景中，常规支付有时需要耗费好几秒的时间（微信支付时一直转圈），这对线下支付的影响并不大，但是对于公交支付却是不可避免的硬伤。因为公交通行效率要求非常高，一般整个支付流程需要在300毫秒内完成，一旦超时，不仅影响人们的出行体验，也会影响公交运营商的结算。

對症下药——公交支付背后的技术改进

针对上述问题，腾讯扫码乘车给出如下解决方案。

首先是网络问题，为了让每个用户都能够不受网络影响完成支付，微信为“乘车码”小程序开发了双离线技术，一方面在支付端微信允许“乘车码”小程序在离线的情况下生成支付二维码，这样确保每个用户在任何网络（即使离线）情况下都可以发起支付请求（图3）。另一方面，配置在公交车、地铁站的扫码设备也支持对付款二维码的离线扫描，确保在任何网络条件下都可以扫描，完成用户的支付操作。

双离线技术确保用户的支付不受网络影响，但是又会产生一个新问题，那就是微信支付如何完成结算，这是需要通过在线完成的。腾讯为这类离线扫描的用户使用垫付的措施，当用户在网络不好的情况下扫码无法完成支付时，公交公司会先收到腾讯的垫付款，而当用户到网络正常的区域时，微信则会向用户发起支付请求，收取垫付的资金。比如笔者—次离线扫码测试，乘车扫码后17秒开启网络才完成支付（图4）。

其次是支付系统的保障问题。扫码支付涉及资金结算系统，而大家知道只要是软件系统就不可避免会出现问题，如果一个城市的公交扫码支付出现问题，那么就会影响到这个城市千千万万的用户。为了提高支付系统的稳定性和可靠性，腾讯乘车码提供有多种保障方案。

一方面对每个城市的公交扫码系统进行了非常细致的调试和维护，使得系统可用性达到99.999%。另—方面为了应对极端情况下的（比如某地支付系统出现故障）系统正常运行，腾讯在多个城市搭建跨城容灾机房，可以做到分钟级的自动切换容灾，确保在极端情况下自动切换到其他城市容灾机房，保证支付系统的运行不会受影响（图5）。

最后是线下硬件设备使用问题。现在线下配备的是扫码设备，但是这个扫码设备在实际使用中还是会遇到各种问题。比如扫码效率，因为微信支付使用了双离线的扫码技术，这样支付二维码就比常规的多了几百个字节的数据，导致支付扫描时间过长。为了解决这个问题，微信团队和和业界顶尖厂商合作，通过对整个识别原理和环节的优化，最终将响应速度压缩在100毫秒内（图6）。

另外一个需要解决的是扫码设备的识别兼容性和维护难题。因为每个人扫码的习惯都不相同，比如有的人喜欢将手机贴在扫码器前扫描，有的人则喜欢横着手机扫描。为此腾讯专门设立了一个识别研究室，技术人员反复测试，确保用户的各种扫描习惯都可以被快速识别。此外由于二维码扫码头是高频使用设备，每天可能要遭受高达百万次的摩擦，为了提高设备可用性，微信对扫码设备配置了较为耐磨的蓝宝石玻璃（图7）。

由此可见，看上去—次简单的扫码，后台则包合软件（双离线技术、扫码识别优化、支付系统维护）和硬件（跨城容灾机房搭建、扫码头硬件配置）的各种优化和搭配（图8）。

并不只是扫码——公交扫码背后的更多应用

显然扫码乘车让我们从此出门不需要再准备零钱，给大家的生活带来更多便利。对于公交公司来说，无现金支付则能提升资金流通效率，快速完成支付和入账处理。

不过对于科技巨头们来说，扫码并不仅仅是为了乘车，它还实现了公交数字化变革，随着这项技术的普及将给我们带来更多便利。比如对于个人用户，我们出门乘车时最怕的就是遭遇爆棚的车厢，上车后连落脚的地方都没有。现在借助乘车码技术，我们就可以为车辆建立预警机制，可以通过小程序告诉我们每辆车的拥挤状况，让我们更有选择性地去乘坐车辆。对于公交公司则可以做线路优化，借助乘车码自身的大数据和智能调度能力，帮助相关部门提升交通工具的使用效率和线路优化。