天津银行：“智慧通”分布式跨行卡系统场景支付实践

来源：鑫智奖·2024第五届金融机构数智化转型优秀案例评选

获奖单位：天津银行

荣获奖项：移动支付优秀案例奖

一、项目背景及目标

我行积极践行“支付为民”理念，依托银联支付，通过支持银联云闪付、微信、支付宝等建立客户连接，实现小微商户实时入账业务，多维度赋能小微商户，打造“智慧通”场景支付生态。“智慧通”场景支付业务规模化发展，带动跨行卡系统交易量呈现指数级爆发性增长，但我行传统的跨行卡系统基于小型机单体架构设计，存在着数据库陈旧、应用扩展性差、业务处理模块高耦合、并发处理能力有限等痛点，难以支撑业务的持续快速发展。

当前国产化、数字化浪潮不断推进，云计算及分布式技术的本土化应用已成为银行业数字化转型的重要支柱。基于云、分布式技术种类繁多、产品丰富，如何最大程度发挥“云计算、分布式架构和多活部署”技术优势，构建新一代分布式跨行卡系统，实现技术架构的全面升级，同时在业务稳定性和敏捷创新之间取得平衡，已成为行业面临的新挑战。

在此背景下，分布式跨行卡系统从整体架构设计出发，依托分布式架构及多活容灾体系，深入分析系统现有瓶颈和问题，先后进行多项课题研究及技术攻关，攻克TCP/IP长连接的银联通信模块主备快速切换设计、高并发场景下国产化支撑等多项关键技术难题，实现银联通讯模块的秒级主备切换及可自主可控下的横向扩展的高性能，并形成了7项软件著作权授权；基于微服务设计理念，将系统拆分成多个独立的服务，形成高度模块化、组件化和参数化的规范开发体系；在实施过程中，精心设计，以客户为中心，做到“智慧通”业务新老系统无感切换，提升客户满意度，进而增强我行“智慧通”品牌价值和市场竞争力，实现业务与技术良性互动及协同发展。

我行打造新一代分布式跨行卡系统历经19个月，于2023年3月成功上线，构建了“高性能、高扩展性、高稳定性”的新一代分布式跨行卡系统，充分验证云平台在高并发下的可靠性，为行业提供了有效案例；同时打造“支付+场景+金融”生态圈，为事关民生的菜市场、便利店超市、餐饮等多元化生活场景提供一体化便民服务，打造“智慧通”品牌，为行业其它金融机构树立了标杆。

二、创新点

“智慧通”分布式跨行卡系统场景支付项目在实践中将分布式跨行卡系统整体技术架构升级、国产化应用以及自主可控项目建设能力提升进行有机结合，统一解决了困扰众多银行在数字化转型中多个难题，系统先进性达到国内领先水平，系统承载的交易日均交易量位居银行业前列，成功摆脱传统城商行信息科技落后的形象。

1.融合微服务与熔断限流，构筑高并发下系统稳定支撑力

分布式跨行卡系统采用精密的架构设计，将整体项目划分为通讯模块、发卡业务处理模块、受理业务处理模块、账务处理模块和监控模块等独立模块，进一步提升系统高可扩展性和灵活性。各模块独立演化和升级确保了系统的高可用性和稳定性。该架构搭配可动态调整的“熔断限流”机制，构筑高并发下系统的稳定支撑能力。

2.面向银联通讯的高可用方案，实现应用故障秒级切换

基于TCP/ IP长连接银联通信模块是分布式跨行卡系统的重要组成部分，能够实现与银联间的实时的交易处理。实时通讯模块的稳定性是确保交易能够迅速完成的关键，其主备的快速切换一直是业内难题，我行利用异步高性能网络通信框架，结合HA技术相结合，构建自主高可用性的系统架构，实现主备服务器秒级切换。

3.构建清算对账处理新模式，提升海量数据下账务处置效能

分布式跨行卡系统的账务处理模块摒弃传统的数据库SQL对账的方法，创新性地采用自主研发的计算模型下的文件对账方法。该创新具备横向扩展能力，突破传统模式下数据量处理性能瓶颈，满足日均三千万交易流水数据的清算对账处理，为“智慧通”场景支付业务拓展提供强有力科技支撑。

4.建立自动存储重发机制，保证商户资金运作效率

系统建设中建立联机报文自动存储重发机制，当交易链路出现异常，系统将联机报文暂存，以确保交易数据的完整性和安全性。链路恢复正常后，系统会自动触发重新组装入账报文的流程，最大程度地减少小微商户入账时延问题，保障交易的连续性和及时性。用户可以在更安全、更可靠的环境下进行支付，避免系统故障而导致的支付延迟或不确定性风险。

5.搭建双活异地容灾体系，有效提升业务连续性

分布式跨行卡系统整体采用两地三中心多活方式搭建，数据节点部署于武清、西青数据中心及同城第三机房，应用节点稳定运行武清、西青数据中心。最大限度降低突发事件发生的影响和损失，进一步提高信息系统业务连续性保障能力。

6.推进国产化落地，提升科技自主可控能力

分布式跨行卡系统基于国产技术搭建了“海鸥云”私有云和分布式微服务平台，采用国产化的SOFA框架和国产化的分布式数据库进行的开发实施，并通过了人民银行的国产化验收。此外，借助我行“一云多芯”创新成果，验证异构基础设施之上的运行能力和迁移能力，满足国家自主可控的国产化建设要求。

三、项目技术方案

1.项目规划

我行践行 “支付为民”理念，随着“智慧通”场景支付业务的快速发展，传统集中式部署的跨行卡系统已无法更好的满足业务持续开展，为更好的做好“便民支付，助力惠民”工程，我行私有云搭建了基于分布式架构的新一代跨行卡系统，自下而上四个维度多层次打造分布式跨行卡系统。

（1）筑牢基础：搭建技术基础设施

搭建基于我行私有云的“海鸥云”平台，为上层业务系统筑牢基础，建立两地四中心的运行环境，确保在一个数据中心出现故障时，其他的数据中心可以接管业务，降低系统的业务连续性影响。

（2）重塑骨架：实施整体技术架构升级

基于我行私有云的“海鸥云”平台，采用云计算、分布式、微服务、多活容灾体系，实现系统整体架构体系升级，支持熔断限流、灰度发布、动态资源调配等技术手段，实现高并发及高可用，提高系统敏捷支撑能力。

（3）流程再造：优化业务规则，重构交易流程

通过新的系统建设，重新梳理并优化了业务规则、重构了交易流程，解决系统建设过程中的诸多痛点，避免因规则不清导致的处理错误和不一致性问题。同时，优化后的交易流程提高了交易处理的效率和准确性。系统的稳定性、可靠性和用户体验的提升，为用户带来更加流畅和优质的服务。

（4）逐步迁移：精心设计，业务无感稳步切换

在系统的迁移过程中，坚持稳字当头、稳中求进，走小步、不停步，采用“小步快跑”模式将交易类型分级，按照优先级多批次将业务逐步迁移至新系统，在迁移过程中，同时关注交易量层面的变化对系统的影响，同步开展了我行受理方业务与银联系统的通讯长连接新老并行工作，在充分验证分布式跨行卡前置通讯的稳定性后，完成全量的系统迁移。

2.技术路线

分布式跨行卡系统的落地实施，为我行“智慧通”场景支付业务提供了有效支撑。其技术路线采用了一系列创新的技术原理和架构设计，以确保系统具备高性能、高可用性和高安全性。本系统通过应用分布式事件驱动架构、微服务架构等多种技术手段，实现业务处理的高效、可靠和弹性扩展。同时，系统具备优秀的性能指标，包括高吞吐量、低响应时间和99.99%的可用性，支持联机交易超过1000TPS的处理能力，相较传统的老跨行卡系统性能提升8倍，极大的为我行的跨行卡业务和“智慧通”场景支付业务注入活水，助力便民支付和惠民工程。具体技术路线如下：

（1）搭建完善的基础设施，为系统建设提供坚实支撑

搭建武清、西青数据中心及同城第三机房，与成都异地灾备中心共同形成“两地四中心”的多活容灾体系架构，大幅提升基础设施资源弹性和连续性保障。基于海鸥云搭建分布式技术平台，构建全方位的分布式处理坚实基础，无限横向扩展的能力，避免性能瓶颈问题，为系统建设提供坚实支撑。

（2）分布式微服务架构设计，降低模块耦合

分布式跨行卡系统采用微服务架构，将传统系统中的业务模块化，拆分成通讯模块、发卡业务处理模块、受理业务处理模块、数据处理模块和监控模块等独立模块。各个微服务之间通过轻量级RPC通信机制进行交互，降低服务之间的耦合度，提高系统的灵活性和可维护性，达到“高内聚，低耦合”的形态。

（3）专项课题攻关，破局技术痛点难点

面对传统跨行卡系统中的痛点和难点，我行技术先行，提前攻关，先后攻克银联通讯长连接的快速切换、海量数据下的账务处理效能提升以及高并发下全链路系统稳定性保证等难题。

一是传统的跨行卡系统一般采用集中式部署模式，结合银联要求，需要满足与银联通讯长连接的主备切换工作，为应对银联长连接通讯中的挑战，本系统采用高性能的网络通信框架Netty，结合HA-VIP和Keepalived技术，构建具有自主高可用性的系统架构。实现主备服务器的秒级切换，同时利用Netty的高效通信特性，确保银联长连接通讯的稳定运行，为跨行卡系统的可靠运行提供了坚实的保障。

二是面对传统方法中海量账务处理的性能和扩展瓶颈，创新型分布式跨行卡系统的账务处理模块采用了全新的方式。该系统摒弃了传统的数据库SQL对账方式，转而采用了自主研发的map-reduce计算模型下的文件对账方法，具备了横向扩展的能力，成功突破了传统模式下数据量处理的性能瓶颈。此外，该系统还引入了灵活的参数化配置机制，大大降低了复杂性。

三是传统的单体架构系统长期以来一直受到高并发交易处理能力的挑战。中心服务器难以及时处理大量并发交易请求，缺乏对交易的“熔断”和“自我保护”能力。系统遭遇异常负载或故障时无法自动调整或保护自身，易导致系统崩溃或服务不可用。本系统结合微服务分布式架构和熔断限流机制，保证高并发的前提下系统稳定运行。

（4）精心设计，稳步切换，做到“智慧通”业务无感切换

本系统以客户为中心，在系统架构和功能设计阶段充分考虑到容错性、高可用性以及平滑过渡的需求，采取逐步迭代、分阶段切换的策略，避免一次性大规模整体切换带来的风险，做到“智慧通”业务无感切换，最大程度地减少对业务的影响。

（5）构建多维度监控体系，构建“智慧通”交易闭环保障

以建设分布式跨行卡系统为契机，构建多维度的实时监控体系。监控体系不仅关注系统的基本运行状态，还涵盖了业务的各项关键指标、异常情况的监测和处理监控。为我行打造多维度监控体系和交易闭环保障机制奠定了坚实的基础。

（6）智慧链路追踪，分布式日志的清晰印记

在分布式跨行卡系统中，构建了一套清晰而高效的分布式日志打印规则，以确保系统运行状态的实时监控和故障排查。另外，结合私有“海鸥云”的智慧链路追踪功能,系统能够高效地记录和追踪系统的每一个动态，为系统的稳定运行提供了有力的保障。

3.业务模式

（1）跨行交易处理能力

分布式跨行卡系统支持跨行银行卡交易处理，能够处理来自不同银行发卡机构的交易请求，实现银行卡间的互联互通。

（2）“智慧通”小微商户“T+0”实时入账能力

分布式跨行卡系统具备处理高并发交易请求的能力，能够同时处理大量的“智慧通”小微商户实时入账交易请求，联合报文存储重发机制，为其完成“T+0”实时入账工作提供切实保障。

（3）快速的对账新模式

采用基于大数据思维的可扩展的对账新模式，在提升速度的同时，提升质量，完成行内与银联之间的账务处理。

四、项目过程管理

五、运营情况

本项目2023年3月正式投产，服务银联卡消费者和北京、天津、上海等地百余万小微商户，围绕“畅通未来、智慧升级、横向扩面、纵向创新”，打造“科技+金融+场景”融合数字普惠金融服务生态。

“智慧通”场景支付以云闪付APP为线上载体，“智慧通”收款码牌为线下终端，立足于服务与民生密切相关的小微企业及个体工商户。采用聚合码收款，兼容微信、支付宝、云闪付等主流支付渠道，为商户提供资金实时到账服务，且资金直接结算至商户账户中，避免通过微信、支付宝收取提现手续费现象，降低商户的费用支出，并为商户免费配套提供云音响，实时播放资金到账信息。“智慧通”事关民生的菜市场、早餐车、商超便利店、餐饮店等多元化消费场景，涵盖零售、餐饮、酒店、服务行业等各个领域，为不同类型商户提供了全方位的支付解决方案。“智慧通”场景支付在各大小商户的推广情况表现卓越。

本项目跨行卡系统的开发建设依据中国银联技术标准实施，采用专线与银联交互，利用国密算法的硬件加解密和mac校验等手段确保敏感信息机密性和完整性，严格的访问控制来确保应用功能安全，系统等保等级三级，符合系统安全性要求。投产后系统运行平稳。

六、项目成效

该项目依托分布式跨行卡系统的支付服务，“智慧通”场景支付通过营销、数字化等构建“支付+”综合金融服务模式，成为小微商户成长伙伴，推进数字普惠金融发展及金融服务提质增效。

1.经济效益

（1）分布式弹性部署，有效降低资源成本

借助高性能的云架构实现了资源动态调配，在双十一、大促等特定场景下，通过在线动态扩展资源配置，支持高并发下海量数据处理。以X86机器取代小型机，成本优势明显，可以有效降低硬件成本。

（2）敏捷迭代，快速响应市场，实现收益转化

基于微服务系统架构，有效降低业务梳理和建模复杂度，提高服务重用性，缩短项目建设周期，快速迭代以满足业务需求，从而获得有利市场竞争力，完成收益转化。

（3）高并发、高可用，有效支撑高峰支付，扩大资金收益

分布式跨行卡系统基于云平台搭建，采用微服务分布式架构，具备高可用、可扩展等特性。交易高峰期间，可支撑1000TPS以上并发处理能力，实现商户的实时极速入账。

（4）获客留客，实现存款规模大幅增长

系统建设后，业务支撑能力明显提升，截至2024年底，已服务入网商户112.78万，日均交易总额达6亿元；客户体验增强，客户粘性提高，极大地提升行内存款规模，智慧通商户在我行存款已突破88亿元。

（5）应用监控标准化，提升业务连续性，保证资金安全

基于交易码、返回码以及服务处理节点信息等多维度交易分析，在应用系统联机交易关键指标发生异常时，便于迅速定位故障原因，保障业务连续性，守护资金安全。

2.社会效益

“智慧通”——分布式跨行卡系统场景支付项目，秉承“扶助小微、践行普惠、回归本源、服务实体”的理念，为广大个体工商户全维度赋能，彰显天津银行的国企社会责任担当。

（1）支付先行，助力惠民工程

智慧通在支付、营销、数据、金融领域全维度赋能小微商户，为事关民生的菜市场、便利店超市、餐饮等多元化生活场景提供一体化便民服务。一方面，天津银行向入驻平台的商户提供线下“聚合收款码”，支持天津银行支付、云闪付、微信、支付宝等多渠道扫码消费。同时为商户提供集收款实时到账、智能语音播报、优惠合并入账等独具特色的移动支付服务，获取稳定存款的同时，对外引领便民支付，助力惠民工程。

（2）打造“智慧通”品牌，树立行业支付标杆

“智慧通”以支付结算为突破口，以行业解决方案为核心，每日承载近800万交易，位居中国银联传统支付业务交易总量前列。支付服务已覆盖天津市内16个行政区域以及山东、河北等地区，涵盖衣食住行娱等十大行业，打造智慧通品牌，为行业其它金融机构树立了标杆。

（3）“分布式+云原生”架构落地示范

利用云、分布式数据库和微服务技术，建立了一套先进的、支持快速创新和可持续发展，同时满足高并发、大数据量场景分布式跨行卡系统。利用云原生工艺，大幅提升应用监控水平，充分验证了云平台在高并发下的可靠性，为行业提供了有效案例。

（4）商户资金利用率提升，带动支付产业向好发展

区别传统收单机构T+1入账，实现商户资金T+0秒级入账，有效解决了商户资金无法实时到账的困难，保证了商户的资金流转效率和资金利用率，为支付行业提供了优秀示范。

（5）奠定系统及数据基础，致力发展普惠金融

以分布式跨行卡系统、交易数据等为基础，融合支付、场景、金融，构建“智慧通”生态圈。面向收单商户提供特色化理财、存款产品，构建金融新格局，不断提升普惠金融的下沉深度、覆盖广度、服务力度，做好普惠金融大文章。

截至2024年4月末，“智慧通”场景支付合作商户已达112.78万户。同时，服务覆盖衣食住行娱等十大行业的166个子行业，日均交易金额达6亿元。目前，平台累计服务消费者超过1.5亿人次，交易金额突破4300亿元。

七、经验总结

该项目立足于“便民支付”和“金融为民”理念，以小微商户资金收入时效性出发点，为小微商户做到T+0的入账收款，实现小微商户的快速入账，提升资金流转的效率。

从惠民角度出发，我行结合场景支付的交易，为签约商户提供结算账户快速入账、特色理财、线上快捷贷款等服务，针对征信良好的商户，降低其贷款利率，正向的促进部分商户的发展，解决商户燃眉之急。

基于银联通道，我行在场景支付中完成商户结算账户的垫款入账，T+1日对接中国银联进行清算，满足了小微商户资金快速入账的需求。同时，赋能我行获客、获客、留客体系建设，增加我行资金沉淀，助力我行高质量发展。

立足中小银行定位，回归本源，本着服务为民的理念，我行着力提升小微企业资金使用效率，打造生态场景。系统建设过程中综合评估我行业务特点以及中小银行科技投入的现场，通过对关键业务场景“熔断限流、错峰填谷”，兼顾客户体验，最大限度地减少服务器投入，为广大中小行在支付场景建设中，提供示范、引导作用。

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