根据公安部《公安交管部门进一步深化“放管服”改革提升交管服务便利化的措施》（公交管〔2018〕279号）文件要求，交管窗口实现“一窗式”办结业务，推广应用电子支付。
一直以来，公安网与互联网之间的数据交互是制约交管业务引入电子支付的主要问题，根据公安网络安全规定，互联网与公安网之间是完全物理隔离的两张网，通过互联网边界遵循互联网数据与公安网的单向传输“只进不出”原则，故公安交管业务的待收费信息无法交互到互联网上实现电子支付。
2019年公安部道路交通科学研究所发布了《交管业务窗口支付二维码技术规范》，解决了公安网至互联网信息传递问题。
榆林交警支队积极开展公安交警电子支付系统应用研究工作，使用电子支付系统满足群众多渠道支付的需求，解决群众办理业务交费二次排队问题、现金收款假币、找零数目不对问题、银行上缴国库每天16点前时间问题、每天送款至银行资金安全问题、延长业务办理工作时长（下班后也可交费）问题、窗口警力不足问题，杜绝现金对换产生的黄牛职业，方便群众办理交管业务。
1、公安交警电子支付系统的设计
1.公安交警电子支付系统的设计总体设计
总体思路：利用公安交通窗口二维码技术规范，实现公安网与互联网的数据单向传输，解决交警罚没款、规费收取的电子支付（微信、支付宝）应用难题，自动完成违法缴费、车驾管工本费、驾驶人考试费信息的录入工作，实现业务流程的自动化。需遵循以下具体设计原则：
（1）系统能够实现对业务缴费类型、缴费金额、支付链接的增加、标注、查看和删除等管理功能。
（2）窗口业务二维码解析进行脱敏处理，确保群众的隐私信息安全。
（3）需实现机动车和驾驶证工本费的电子支付。系统自动识别缴费二维码，匹配收缴标准，进行微信支付或支付宝支付。
（4）需实现考试费的电子支付。系统自动识别缴费二维码，匹配考试费的收缴标准，考试次数，进行微信支付或支付宝支付。
（5）需实现违法罚款的电子支付。系统自动识别缴费二维码，解析二维码数据进行微信支付或支付宝支付。
（6）需实现系统与微信、支付宝接口的无缝对接，满足加密支付等委业务场景的需求。
（7）需实现票据使用管理功能。对业务进行审核，生成票据、查询票据、作废票据。
（8）需具备生成交通违法“一站式”处理财务对账非现场报表功能。该功能主要是财务的对账报表，可以查询到每一个执法部门的处罚金额合计，导出符合条件的账务数据，生成Excel文件和报表文件满足财务部门账务管理需求。
（9）需实现违法部门的收款统计功能。该功能主要是财务的对账报表，可以查询到每一笔违法缴费情况信息，统计出每一个执法部门指定时间内，微信收款金额和笔数；支付宝收款金额和笔数；收款小计和笔数；已使用票据数量；未使用票据数量；作废票据数量；未打票数量等信息。并导出符合条件的账务数据，生成Excel文件和报表文件满足财务部门账务管理需求。
（10）需实现票号收费统计功能。该功能主要是根据票号查询收费信息的统计报表。
（11）需完整记录所有操作者在系统中操作的痕迹，配合业务检验位的使用，保障系统的安全性。
根据部署及应用方便原则，公安交警电子支付系统计划采用B/S架构，使用oracle+tomcat为运行环境。按照业务需求，系统的功能设计分为五个模块：信息管理模块、违法罚款电子支付模块、车驾管工本费电子支付模块、考试费电子支付模块、票据管理模块。公安交警电子支付系统功能结构如图1所示。
图1 公安交警电子支付系统功能结构图
2.系统网络架构设计
网络安全和数据安全是电子支付不可回避的问题。我们通过以下几个方面来加强系统的安全性。
（1）架设互联网安全防火墙，它的主要功能是加强互联网侧服务器的安全性，防止其他用户以非法手段通过网络入侵系统。
（2）设置数据库、应用程序的访问策略来防范其他用户的非法入侵。
（3）通过数据加密技术。数据加密被认为是最可靠的安全保障形式，它可以从根本上满足信息完整性的要求，是一种主动安全防范策略。数据加密原理是利用一定的加密算法，将明文转换成为无意义的密文，阻止非法用户理解原始数据，从而确保数据的保密性。
（4）数字时间戳技术。在支付过程中，时间是十分重要的信息，是证明数据有效性的主要内容，在签名时加上一个时间标记，既有数字时间戳又有数字签名，来保证支付的安全性。
公安交警电子支付系统分为互联网侧系统和公安网侧系统，通过公安交通管理综合应用平台二维码技术实现公安网至互联网数据的单向传输，通过市公安局的互联网边界实现互联网至公安网数据的单向传输。网络拓扑如图2所示。
图2 公安交警电子支付系统网络拓朴图
3.信息管理模块的设计
信息管理模块控制和管理着电子支付系统的用户权限分配、电子支付功能分部门的启用的关闭、银行帐号的关联、异常业务的预警和处理、日志的查询和分析等。信息管理模块包含用户管理、部门管理、角色管理、字典库管理、参数设置、日志管理、业务统计分析、异常数据预警等子模块。
4.电子支付模块的设计
电子支付模块分为违法罚款电子支付、车驾管工本费电子支付、考试费电子支付三种公安交警业务种类，根据财政部门相关规定违法罚款为非税收收入，车驾管工本费、考试费为普通规定业务收入，所使用的收款账号、上缴财政的方式都是不同的，但是业务流程基本相一致，只是有些细节方面的差异。如：违法处理有滞纳金的产生，工本费、考试费却没有。
主要业务流程为：（1）综合应用平台产生二维码（打印、窗口展示）；（2）用户使用微信、支付宝扫描二维码；（3）自动打开“公安交警电子支付系统”；（4）输入支付密码完成支付；（5）互联网边界摆渡支付数据至公安网；（6）“公安交警电子支付系统”收到交费信息调用综合平台接口完成缴款信息写入。（7）对应非税（规费）系统完成票号写入及票据打印。业务流程如图3所示。
图3 公安交警电子支付业务流程图
（1）违法电子支付的设计
违法电子支付包含微信支付宝账号的设置、滞纳金的设置、一站式处理统计报表、票号票据的录入打印、微信支付宝的收退款管理等功能。通过调取公安交通管理综合应用平台04C51接口写入缴款信息。
（2）车驾管工本费电子支付模块的设计
车驾管工本费电子支付包含微信支付宝账号的设置、车驾管业务工本费的设置、车驾管业务收费统计报表、票号票据的录入打印、微信支付宝的收退款管理等功能。通过调取公安交通管理综合应用平台01C74、02C84接口写入缴款信息。
（3）考试费电子支付模块的设计
考试费电子支付包含微信支付宝账号的设置、考试费的设置、考试费收费统计报表、票号票据的录入打印、微信支付宝的收退款管理等功能。通过调取公安交通管理综合应用平台02C78接口写入缴款信息。
5.票据管理模块的设计
票据管理模块包含票据发放、票据查询、票据作废、票据统计等功能。
6.数据库设计
数据库设计是软件开发过程中的关键环节，数据库设计的好与坏，直接影响着软件开发的质量，甚至于决定软件产品的成败。经过多年的经验总结，我们在数据库设计阶段，采用分步设计方法，即遵循自顶向下、逐步求精的原则，将数据库设计过程分解为若干相互独立又相互依存的阶段，解决不同的问题，从而将问题局部化，减少局部问题对整体设计的影响。
该系统按照数据种类划分，大体可以分为业务数据、基础数据、安全管理数据、日志数据，业务数据主要包括罚没款收费数据、罚没款统计数据、工本费收费数据、工本费统计数据、考试费收费数据、考试费统计数据、缴费信息对帐数据等。
基础数据主要包括用户数据、部门数据、限权数据、收费定义数据、字典表数据等，安全管理数据主要包括微信支付宝对接（密钥）数据、用户登录策略管理数据、标准时间换算数据、业务预警数据等，日志数据主要包括业务办理日志数据、用户操作日志数据、预警处理日志数据等。
根据功能及业务需求，选择数据管理功能强大、操作简单的Oracle 11G数据库，dzzf为数据库名，共建30张数据表。以下为公安交警电子支付数据库部分表关系图（图4）。
图4 公安交警电子支付数据库关系图（E-R图）
2、公安交警电子支付系统的应用
1.系统上线准备工作
公安交警电子支付系统经过2个多月的研发进入业务测试阶段。在进入测试阶段前，需完成以下几个方面的设置（申请）：
（1）支队互联网域名的申请及网站ICP的备案工作。
（2）微信服务号、商户平台的申请（appID、AppSecret、商户号）。
（3）支付宝商户号的申请。
（4）完成综合应用平台相关参数的配置。
2.系统部署应用情况
榆林市公安局交警支队采购8台服务器，两台存储，完成了公安交警电子支付系统的硬件配置，公安网、互联网各搭建一套电子支付系统，利用互联网安全边界传输数据，完成违法罚款、车驾管工本费、驾驶人考试费收费信息的录入工作，实现业务流程的自动化。自2019年6月上线运行以来，累计收款4653万元，带来直观的经济效益和社会效益。
经济效益：全市总共85个交管业务办理点，每个业务点都配置2到3名收费员，应用电子支付系统后，每个业务点只有一名收费员即可完成工作，减少了人员工资支出每年85*2*5=850万元，每个办理点每天16点之前都要去银行存入现金，交通费每次以40元计算，一年300个工作日，85*1*40*300=102万元。每年可节约资金952万元。
社会效益：解决群众交费难、业务办理慢，民警收费过程繁琐，易收错、假钱等问题。打破现金银行交款时间限制，延长窗口工作时长，快速完成收费信息的自动上传，减少群众的等待时间，可“一窗式”一次排队办结所有业务。措施简便，支付快捷，工作高效，人民满意。
3、应用中常见的问题
现系统已经运行了5个月，基本运行正常，但也出现了一些在原设计中没有考虑到的问题。
（1）重复扫码交费问题，群众在扫码交费后二次扫码交费，我们在系统中增加了交费校验功能，利用二维码中的唯一校验位数据进行比对，若在数据库中存在该校验位的成功交费记录，系统自动提示该业务已成功交费，不允许再次交费。
（2）违法滞纳金问题，根据《交安法》规定，违法裁决15天后未交费的记录在第16天起每日产生滞纳金，就是说当事人在处理完违法后，15天内需完成违法交费，否则会产生滞纳金。但是由于各种原因未能及时交费，到第15天以后再扫描二维码交费，因为已产生滞纳金，对账不成功。
为避免这种问题的出现，我们在支付过程中加入了校验，二维码的有效时间设置为4个小时，要求当事人在4个小时内完成扫码交费。
（3）公安网与互联网数据不同步问题。扫码交费成功，但公安网综合平台还显示未交费，这个问题主要是边界传输数据不及时造成的，一般我们会采取重启边界传输任务或手动拷贝数据完成数据同步。
4、下步计划
由于在本系统研发上线的过程中，省财政厅的电子非税系统也在升级改造，预计2020年5月正式上线，我们计划在电子非税系统上线后，完成电子支付系统与电子非税系统的对接工作，开通电子发票业务，进一步解放窗口业务民警，方便群众办理业务。
5、总结
本文主要从系统总体设计、网络架构设计、各个重要模块概要设计和数据库结构设计四部分内容来介绍系统整体的设计，后又阐述了系统开发应用情况及应用中存在的问题和解决办法。
（1）该系统是一个完全满足公安网络安全标准的公安交管业务微信、支付宝缴费系统，本系统研发涉及财政、银行等多部门，关联网络安全、非税收入对账和资金保障等多方面工作。
（2）该系统上线后，办理交管缴费业务时间由原来的15分钟左右缩短到20秒钟以内，而且缴费的同时业务系统自动结转该流程环节，比以前的缴费速度大幅提升，明显提高了窗口效率，缩短了群众等待时间。
（3）该系统的应用，解决了现存公安交通管理业务缴款渠道偏少、工作人员效率不高的问题，具有广泛推广实用价值，也是落实公安部“放管服”措施的有力保证和最坚实的支撑。
（4）该系统目前只拓展了：违法罚款、车驾管工本费、考试费的支付方式。通过该系统的应用实践，以后还可以推广到更多公安交管业务中去，真正实现交管业务缴费的全面电子化支付。
