销售和查检电子车票的系统及其装置 【技术领域】
本发明涉及计算机程序控制的销售和查检电子车票的系统及其装置。采用网络新技术，可将分散于各地的国家机关或者事业企业等单位的各个内部局域网(LocalArea Network，LAN)，通过因特网(Internet)构建成一个该单位的专有广域网(Wide AreaNetwork，WAN)。采用大规模集成电路和液晶显示相结合的技术，制造的电子车票是新型的无纸化车票；制成的检票装置是智能化的检票机。
背景技术
目前的现有技术中，分散于各地的某个单价的自动化销售车票站点可以通过昂贵的租用专线或者虚拟专网(Virtual Private Network，VPN)技术建立内部专有的销售车票系统(广域网)。作为车票或者代替车票作用的集成电路(IC)卡，没有将现有纸质车票包含的信息显示出来，不是真正意义上的车票。现有的自动化检票技术无法辨认实名制车票的持票人的真伪，也无法确认车票是伪造的或者失效的。现有的购票技术无法满足需要中途转车的旅客一次性同时购买同一个单位的不同客车的有座位车票的要求。飞机、火车、汽车或者轮船的客票销售和查检都存在这些问题或不足。
【发明内容】
本发明任务是通过采用网络新技术，将国家机关或者事业企业等单位的各个内部局域网，利用因特网组建一个该单位的专有广域网。
单位的内部局域网中能够提供该单位允许的对外服务内容最多和服务功能最佳的服务器类计算机(server-class computer)，称为单位的该局域网优势计算机，简称优机。在同一个局域网中，可以有几台同样的优机。
单位的专有广域网中，具有将任意一个局域中计算机送往(或者接收)另一个局域网计算机的信息经加密(或解密)后转发给因特网(或者该局域网)的程序和该单位对外的客户机(或者浏览器)的程序的主机，称为丛机。丛机可以含有防毒软件或者处理各种不同形式信息流等程序，也可以具有并发(concurrency)运行多个客户(client)和服务器(server)。
某个国家机关或者事业企业等单位的各个内部局域网中的一台优机，各自都通过输入/输出接口与一台丛机相连接。各个丛机都通过路由器与因特网连接。这就组建成该单位专有的广域网。单位内部局域网的某台计算机发送的通信内容都送往与该网的优机相连接的丛机；通过加密处理后，通信内容通过因特网进行传输，然后在接收端的另一个内部局域网的丛机解密，还原成原来的通信内容，转发到此网的接收计算机。外部计算机给各个内部局域网计算机发送的信息，通过接收方丛机检查病毒安全后，转发给局域网计算机，保证信息安全性。
若干个票务浏览器(Browser)、自动存款机、优机和数据库服务器等，采用局域网技术，组成一个车站的销售电子车票装置(下称购票站)。每个购票站的优机通过丛机，与因特网上的路由器相连接(附图)，就构建成一个安全可靠的销售电子车票的单位专有广域网。
票务浏览器是提供给购票者使用的装有浏览器软件和微处理器等的装置(例如触摸屏)。其中装有存取和显示万维网(WWW)信息的计算机程序(包含多个应用程序，并利用对象名所确定的程序来解决该对象)。
自动存款机(Automatic Depositor，AD)是只作存款用的终端机。它可以与票务浏览合并成具有存款功能的票务浏览器。
优机有其局域网中最强的中央处理器(CPU)和强大容量地内存贮器。它的主要功能：不断检测本机的端口(如TCP80号端口)状态；随时接收来自浏览器等局域网计算机和丛机的请求信息，对各个请求进行相应的处理，并且把处理结果的响应信息发送给浏览器等局域网中计算机和丛机。它还包含有对购票站进行管理并且保证其安全可靠等程序。它除了可以给浏览器等局域网中的计算机或者丛机发送文档之外，还可行根据浏览器等局域网中的计算机或者丛机的具体请求的需要，去做一些其他的事情(如把购票者所输入的数据写入数据库或者对数据进行查询、添加、修改和删除等处理，并把需要的结果发送给浏览器或者丛机等)。它的内存储器中含有需要经常使用的数据库中的数据。
数据库服务器存贮单位(例如某客运公司)在各地的所有客运班次和价格等信息文件。它对数据库文件操作之后，及时关闭该库文件，以免人为的误操作或者发生其他故障而导致当前库文件的损坏。数据库的表结构定义之后，可以根据需要进行修改。例如列车(或者客车)的班次和价格发生变化等。
每一个购票站(一个局域网)都通过丛机和因特网相隔离。所以所有购票站都能确保购票的安全性和信息的真实性、可靠性与保密性。
电子车票具有微处理器装置(Microprocessor Unit)和存储器，并装有读写设备、液晶显示器和电源。其内存储的安全控制软件，具有检验个人身份证识别号(personalidentification number)而确定持卡人合法性的功能。由于其存储量高，足以将旅客每次购票的交易记录都保存在存储器中。它不需要联机授权处理，因此允许它脱机使用。
电子车票按读写方式可分为接触式和非接触式两大类别。接触式电子车票的表面上有若干镀金的触点。检票装置将通过这些触点进行电子车票的辨认。非接触式电子车票还有射频收发电路，与检票装置在一定的距离内可以进行数据通信，实现验票。
电子车票制作容易、成本低、使用寿命长，可以重复使用，若丢失可以补发。
检票装置装有识别和控制软件的微处理器以及液晶显示器等。它具有读、译电子车票的所有逻辑功能，能独立检验电子车票的合法性和持卡人的身份。合法的电子车票通过时，验票装置会发出一种提示声音，并在液晶显示器上用文字表明。伪造的或者失效的电子车票通过时，验票装置会发生警报声音，并在液晶显示器上表明是伪造或失效的文字。整个查检过程中，车票不用离手，使用方便、快捷。这种验票装置可以制成各种形状和不同尺寸；一般制成固定式的小巧形状或者手提式验票机。
旅客通过购票站的票务浏览器进行购买电子车票(或者通过因特网进行网上购票)的一般流程如下：
1、旅客将空白的或者用过的电子车票插在购票站的票务浏览器的专用插孔上，并且点击票务浏览器上的网页(或者在因特网上用Web浏览器进入乘车起点的购票站的网页)，根据页面提示，输入乘车的终点和时间等信息后，在自动存款机上存入购票款或者选择网上支付的结算工具，如信用卡、电子钱包、电子现金、电子支票或网络银行账号等，并且得到银行的授权使用。网上购票者输入自己的居住地址。
2、旅客对银行支付信息进行加密，网上购票者核对自己居住地址信息。
3、购票站的优机对旅客的购票信息进行检查、确认，并把相关的经过加密的旅客支付信息等转发给支付网关，直到银行专用网络的银行后台业务服务器确认，以期从银行等电子货币发行机构验证得到支付资金的授权。
4、银行验证确认后，通过建立起来的经由支付网关的加密通道通信，给购票站的浏览器(或者网上购票的Web浏览器)发送确认及支付结算成功信息。
5、购票站的优机收到银行发来的结算成功信息后，给旅客发送网络付款成功信息和购票完毕通知。旅客拔掉电子车票(或者购票站按照旅客居住地址，通过快速邮递系统或者配送中心给网上购票旅客送达电子车票。
【附图说明】
浏览器、客户机、服务器、数据库服务器和优机组成一个购票内部局域网。各个购票内部局域网都通过丛机和因特网的路由器相连接，就组成一个购票专有广域网。
【具体实施方式】
每个购票站都采用浏览器/服务器模式工作，特点：用户端用相对统一的浏览器取代客户机。由于浏览器的应用程序只是一些最基本的要求。这样各个购票站(局域网)的开发、维护和升级仅在优机上进行，不需要对浏览器逐个重新安装其应用程序。
浏览器是一个存取和显示信息的计算机；其包含多个应用程序，并根据对象名确定哪个应用程序解决该对象。它把输出信息集中成叫作“数据包”的信号小块，并按次序发给优机。为了确保没有多台浏览器同时向优机传输信号；所有浏览器客户机和丛机都采用一种叫做多路存取载波侦听/冲突检测(Carrier Sense Multipte Access With Collision Detect，CSMA/CD)的分布协调方案和二进制幂重发(binary exponential backoff)技术。当一台浏览器向优机传输信号时，其他浏览器可以检测传输信号，并等待输入完成后再输入。每个“数据包”都很小，每台浏览器都不会经历长时间的等待。这就保证每台浏览器都能够迅速、及时的进行业务处理。
优机随时接收来自浏览器的请求信息，对该请求立即进行相应的处理，并把处理结果的响应信息送给浏览器等。它除了可以给浏览器发送静态的Web文档以外；还可以根据浏览器的具体请求，去处理交互式表单中的数据。优机输出信息，也采用多路存取载波侦听/冲突检测和二进制幂重发技术。它不但具有一个快速的处理器和足够的存储器，能够同时运行多个客户和服务器程序，而且具有允许多个应用程序并发(concurrency)执行的操作系统。优机对各种不同的服务都相应有一个服务器程序在运行。也就是说，它能够同时运行不同服务器程序。优机的设计中，主任务(task)为每个客户创建一个新的任务。服务器程序由两部分组成：一部分负责接收请求和生成新线程，另一部分包含处理单个请求的代码。当一个并发服务器开始执行时，只有第一部分在运行。也就是说，服务器主任务运行第一部分，等待请求达到。当请求到达时，主任务创建一个新的任务来处理它。处理请求的任务运行第二部分代码，然后终止。同时主任务保持服务器处于活动状态。
客户(或者浏览器)/服务器方式的最有用的功能在于客户与服务器之间的任意交互。它的特点是提供某种服务的服务器能成为另一个服务的客户。多个客户可以访问一个服务；一个服务的服务器也能成为另一个服务的客户应用。程序接口(ApplicationProgram Interface，API)适应于并发程序工作。优机通过超文本浏览信息检索(HTTP)方式把需要的结果发送给浏览器，浏览器将置于其上的电子车票写上数据，由液晶显示器显示。
数据库服务器允许一个用户同时查询一个以上数据信息。它也允许多个用户同时查询数据信息。其中应用程序从磁介质(如磁盘)中读入数据，进行数据处理，然后输出到优机。数据就是这样从数据库服务器的输出文件传输到优机的输入文件中去。传输服务使用文件传输协议(File Transfer Protocol，FTP)。该协议允许传输任意文件并且允许文件具有所有权与访问权限。它适用于异构体系——能在任意的计算机之间传输文件。其中的一些命令，允许用户指定远程计算机，提供许可权、查询远程文件是否可得到以及请求传输一个或者多个文件。因特网协议系列(TCP/IP协议)包含了一个文件访问(file access)服务。文件访问服务允许远程计算机只复制或者改变小片段文件而不用复制整个文件。
网络文件系统(Network File System，NFS)允许应用程序打开一个远程文件，在文件中移动到一个指定位置，并且在该位置开始读写数据。
优机可以根据浏览器(或者丛机)具体请求的实际需要，去执行一些其他程序，例如把用户所输入的表单数据写入数据库。它运行一个公共网关接口(common gateway interface，CGI)程序，可以处理交互式表单中的数据；可以对数据库进行查询、添加、修改和删除记录等处理；可以把处理的结果用超文本标记语言(Hyper Text Markup Language，HTML)，即时生成一个动态地生成网页文档，并把该网页文档返回给优机，再通过超文本传输协议(HyperText Transport Protocal，HTTP)，把由公共网关接口程序所动态生成的该网页文档发送给浏览器(或者丛机)。
丛机安装各种防病毒软件，对因特网系统进行实时监控；定期更新防病毒软件的病毒信息库，以便最大限度地保障系统免遭病毒的攻击。万一某个内部局域网遭到病毒攻击，也只有丛机瘫痪，并不会影响到该局域网的正常运行。丛机还会详细记录所有的外部访问；同时防止因特网上外部信息的非法访问。它使外界对内部局域网的访问，只能先集中在丛机上。这就保证内部局域网上其他所有计算机的可靠和安全。丛机还允许与其相连的。优机通过因特网传送和接收本系统其他内部局域网的加密数据包。
一个内部局域网发送数据包到另一个内部局域网时，该包内容首先被发送方的丛机加密，然后由路由器检查目的地址后，通过因特网送往另一个内部局域网的丛机上。当数据包到达时，接收方的路由器根据发送方的IP地址来判断数据包是否允许通过。接收方的丛机验证数据包并且解密后，将数据包转给内部局域网处理。显然这种网络新技术允许有多个分散的内部局域网的单位，使用因特网作为线路，组建属于该单位的专用广域网。
丛机不但含有浏览器的程序，而且还可以采用信息验证码(message authenticationcode，MAC)技术对传输数据进行编码，确保受到恶意攻击的信息的完整性。其典型的编码机制是密码散列(cryptographic hashing)机制。它装有票务浏览器的程序和一些应用程序。丛机上检验病毒的程序，允许符合条件的因特网上的用户访问；也允许内部的优机直接访问外部；并记录所有的访问。它含有文件传输协议客户程序，可以建立一个与指定的服务器之间的连接来进行文件传输。为了获得授权，用户必须提供登录名和口令。
各个内部局域网和因特网通过丛机相连接，共同构建成一个专有的网络，能够提供远程访问，内部局域网和因特网的安全互相访问等。
电子车票含有微处理器、存贮器和液晶显示器等，实质是单片式微型计算机。它的存储容量高达64～256KB，足以存储一次购票的全部信息和多次购票的所有记录。它的硬件有电压和时钟检测器、曝光自动死机逻辑、防解剖等加密措施；软件有密码保护、安全加密算法等加密方法。它可以显示乘车的时间、地点、车次、座位、类型等信息。按其与外界数据交面不同分为接触式和非接触式。
接触式电子车票的集成电路芯片被连接到一块含有电路板的金色接触片上。它在使用时，通过芯片上的八个(或六个)接触点与提供电源的检票装置上读头接触。检票装置读入电子车票上的数据后，由微处理器判断电子车票是否有效。经过相应的程序处理，微处理器对电子车票发出读(写)指令；电子车票收到指令后，经过自身的中央控制器运算，判断是否为非法用户。若不是非法用户，验票装置则进行读(写)，否则它拒绝电子车票的读(写)指令，并发出警报声音，在液晶显示器上出现“非法用户”等文字。
非接触式电子车票增加了射频识别技术。不带高能电池的非接触式电子车票可由检票装置，通过无线方式供电，再经过电子车票内的稳压电路产生芯片工作所需的直流电压(2～3伏特)；并通过射频接口电路接收来自(或发送至)检票装置的无线信号。内装高能电池的电子车票在查检时，检票装置不用配备电池，可由电子车票通过无线方式供电。射频卡中的芯片电路由射频接口、存取控制和存储器三个模块组成。
检票装置具有电子车票软件的解密码软件，还具有对电子车票的安全加密算法的解密软件。它采用个人标识码(PIN)来识别持卡人的身份。电子车票中的重要数据，经加密后还增加信息识别码MAC。检票装置检验识别码，可辨认电子车票是否被篡改，并在液晶显示器上显示。
售检电子车票服务系统应用现代计算机技术、通信技术和因特网技术，能为旅客提供、方便快捷的购票服务。它所提供的网上购票和自动购票，充分体现公平、公开、公正。本系统各种加密防伪和安全保密技术，可以彻底防范车票倒卖和制假的问题；对旅客的个人信息和资金信息确保安全可靠和不泄露。电子车票才是真正的可重复使用的无纸化车票。