北京电子近场扫描应用北京地铁支持二维码支付，然而真的方便吗？|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

北京地铁支持二维码支付，然而真的方便吗？

各式各样的卡片已经开始逐渐从人们的生活中消失，“卡奴”这样的所谓流行语也逐渐变成了上世纪的词汇，取而代之的是手机应用中集成这些卡片的数据信息。

人们的生活中用到最多的卡片无非三种：公交地铁卡、身份证以及银行卡。随着移动支付以及电子个人信息的普及，后两种卡片退出历史舞台已经成为了趋势。然而，公交地铁卡究竟可不可以被取代，依旧是一个争议满满的话题。

二维码支付进站（图片来自于谷歌）

就在最近，北京地铁五号线全线已经安装了扫描二维码乘车的装置。预计到今年5月份的时候，北京地铁各站所有闸机将实现刷手机二维码乘车的功能。此类扫描二维码进站的方式不需要手机具备近场通讯功能（NFC），乘客的手机只要是智能手机即可。

事实上，并非仅仅北京地铁有着相关的计划，上海广州等一线城市都在努力的推行地铁进站无卡化。这些地方都将在今年实现手机扫码进站的全线贯通。各地地铁将推出相应的App来支持支付，但支付宝和腾讯支付这样的第三方平台并非所有地区都支持。

公交和地铁的电子一卡通服务已经愈发成为普通用户所接受的支付进站形式。根据北京市政交通一卡通公司官方给出的数据显示，选择使用“手机一卡通”应用乘坐公交、地铁的用户已达到了130余万人，日均交易量突破60万笔。3月23日（周五），北京地铁公司所辖16条运营线路日客运量为1035.77万人次。也就是说，“手机一卡通”用户基本占到了北京地铁用户总量的十分之一。

有着这样用户基数的地铁手机扫码进站究竟方便与否呢？笔者亲身在五号线观察发现，扫码的速度依旧是这种支付方式的硬伤。扫码支付平均每人都需要4到5秒钟，这远远高于只需要1秒钟的刷卡进站，甚至比NFC通信扣款进站也要慢上两三秒钟。

根据笔者的测算，一些闸机口在增加扫码支付之前，是不会出现拥堵状况。闸机改造之后，这些站点也开始排起了队。虽然浪费的时间并不长，但因为笔者观察的是小站点，因此像西直门这样人流量大的站点是否会出现安全问题还不得而知。

通常这些采取扫码进站方式的城市为国内一线城市，工作日客流量一般会在近千万人次。扫码进站的速度首先就把大部分的上班族挡在了门外。这些上班族需要赶时间，原本北京地铁在一些站点就极易发生拥堵状况，全线使用扫码支付之后很有可能加剧隐患的发生。

除了扫码速度以外，地铁站内网络信号的状况也是制约扫码支付普及的一个重要方面。以北京为例，较老的地铁站基础设施还不够完善，站内经常会出现网络不佳的状况。这样的问题进站时并不明显，因为大部分的老地铁站点闸机都会选择建在地上。然而，出站的时候事情就变得有些复杂了。各个站点网络质量和二维码闸机数量参差不齐，也给二维码进站的前景蒙上了一层阴影。

一些大站会发生拥堵状况（图片来自于谷歌）

尽管有着种种的弊端，但是中国的公共交通正在迈进一个全新的“无票时代”。智慧城市可以让人们生活更方便、出行更快捷、环境更宜居，而城市公共交通的互联网化正是其中一个重要的体现。大部分城市轨道交通互联网技术应用已经基本成型。

对于公共交通的主管部门来说，推广地铁与公交的移动支付化是他们目前的主要工作。相比于地铁，公交上使用扫码支付推进程度更加的迅速。目前，已经有55个公交都市创建城市提供了基于互联网的定制公交服务，地铁上的试点也正在进行之中。

主管部门推广移动支付，一方面可以便民服务，另外一方也可以获得技术方面的红利。在这个大数据时代，用户的出行数据越来越受到人们的重视。公交与地铁公司获得了这些数据，可以为用户提供更加智能的系统调度，同时实现信息化和移动互联网化。

移动支付的发展让无票时代变为了可能，全线铺开之后扫码进站的用户数量相比刷卡进站是否会发生逆转呢？让我们拭目以待吧。

进展多探针扫描隧道显微镜分时复用切换技术研发进展

科学仪器的发展，不断促进对新材料的探索，从而直接或间接影响各科技领域的方方面面。工欲善其事必先利其器，深化与落实科学仪器的自主研发，更是科技攻关的桥头堡。扫描隧道显微镜（STM），及一系列扫描探针显微镜（SPM）：原子力显微镜（AFM）、扫描近场光学显微镜（SNOM）等，掀起一场纳米技术革命，广泛应用于材料表面纳米尺度局域电子态、形貌以及分子振动等丰富物性的研究。电输运性质作为材料的关键参数，被广泛关注。集成多个独立STM的多探针STM系统，通过施加电/力等调控手段，实现纳米尺度、原位表征材料局域电子态与局域电输运性质，有望加速后摩尔时代新器件的基础研究。四探针 STM 可实现微观体系的四端法测量，有效消除接触电阻带来的测量误差，获得材料的本征电导率。

图1：分时复用切换方案

多个独立探针的协同操纵和成像，往往需要相同数量的多套STM控制系统。随着STM探针／压电驱动部件的增加，多探针控制系统的成本和复杂度急剧增加。 因此，发展低成本、高效率、可扩展的通用控制解决方案，实现STM控制系统分时操纵多个探针、乃至探针阵列的技术十分必要。

图2：分时复用系统硬件设计

中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心高鸿钧研究团队多年来一直致力于扫描探针显微学及其在低维量子结构方面的应用，在前沿科学研究取得一系列重要成果。同时，他们也在相关高精尖仪器自主研制方面不断积累，奠定了扎实的基础。物理所技术部郇庆/刘利团队一直致力于科研仪器设备的自主研发，与所内外多个课题组紧密合作，在核心关键部件、成套系统等方面取得了一系列成果（包括一台商业化四探针系统的彻底升级改造 【Review of Scientific Instruments, 88(6):063704, 2017】、光学-低温扫描探针显微镜超高真空联合系统 【Review of Scientific Instruments 89, 113705 (2018)】和新一代高通量薄膜制备及原位表征系统 【Review of Scientific Instruments 91, 013904 (2020)】的自主研制）。两个团队再次密切合作、联合攻关，共同指导N04组博士生严佳浩（已毕业，爱尔兰科克大学博士后）、马佳俊、王爱伟（已毕业，国家纳米中心博士后）、马瑞松（已毕业，物理所关键技术人才）等同学成功研制并搭建了一台多探针STM分时复用切换系统 ， 完成单个STM控制系统依次操纵多个探针在纳米尺度下的成像与定位，以及维持探针位置后的局域电输运测量。 该系统采用的核心思路为研发团队首次提出，软硬件均完全自主研发，采用了ARM + DSP + FPGA多核数字平台来兼备复杂切换逻辑、多路高精度高速并行采样与数据处理，涉及C/C++与Verilog HDL编程语言，并提供图形操作界面以提高易操作性，具备多项独特优点：1）单个探针内大、小扫描管及多个探针间的无缝切换，无瞬态抖动；2）皮安级电流切换；3）任意单个探针具备毫米级移动范围与原子级空间分辨；４）多个探针可无限靠近，最小距离仅取决于针尖曲率半径；５）原位、纳米尺度、相同区域内，STM成像与电输运测量。

图3：分时复用切换系统软件架构

该联合研发团队用６年多时间对系统进行了反复地设计优化和改进，并进行了全面性能测试。该研发成果所涉及的多项关键技术，如微弱信号的放大与切换 、高稳定电压保持 、复杂控制逻辑 等，是未来大规模探针阵列应用的重要技术基础。分时切换的核心思路具有可扩展性强、成本低廉的特点，有望在材料基因组研究高通量表征领域有广泛的应用。

图4：分时复用切换系统部分图形用户界面

该系统的详细介绍发表在近期的《科学仪器评论》杂志上【Review of Scientific Instruments 92, 103702 (2021); doi: 10.1063/5.0056634】。该工作得到了中国科学院关键技术研发团队项目(GJJSTD20200005)、国家自然科学基金国家重大科研仪器研制项目(11927808)和国家自然科学基金委青年基金项目(12004417)等的支持。