客票系统在印尼雅万铁路的适应性改造研究

2019-08-28李聚宝孙玫肖王元媛

铁路计算机应用 2019年8期

关键词：客票雅万开源

张霞，李聚宝，孙玫肖，李杨，王元媛

（中国铁道科学研究院集团有限公司电子计算技术研究所，北京 100081 ）

印尼雅万铁路（简称：雅万铁路）是中国高铁第1个全系统、全要素、全产业链、全方位整体走出国门的项目，对于推动中国高铁“走出去”具有重要的示范效应[1]。

中国的成套高铁技术包括勘察设计、工程施工、装备制造等，已在埃塞俄比亚亚吉铁路、肯尼亚蒙内铁路等多条铁路上应用[2]，但中国铁路客票系统的全面移植应用尚属空白。

客票系统在国外的移植应用涉及语言、管理模式、运营模式、系统标准和风俗习惯等各种复杂因素，具有较大的难度，需要对此展开深入的分析研究。

1 现状分析

1.1 印尼铁路系统现状

印尼铁路所有权为国家所有，全国铁路总里程为6 458 km，火车站规模较小，火车的平均运行时速只有60 km。因为廉价航空业务比较发达，在印尼，铁路不是首选的出行方式[3]。

售票方面，印尼现有的铁路售票系统采用实名制售票，并可发售异地票，售票渠道包括火车站窗口、超市代售点和互联网等，其中，购票网站除了印尼语的铁路官网，旅客还可在英文代购网站上查询列车班次和购票，支付方式包括现金、信用卡和银行卡。

在建的雅万铁路位于印度尼西亚爪哇岛西北部，全长150 km，沿线设4个客运站，是印尼乃至东南亚地区的首条高速铁路，设计速度为250～300 km/h[4]。

雅万铁路将全面采用中国标准、中国技术、中国装备，中方将参与勘察、设计、建设、运营、管理全过程[4]。

1.2 中国铁路客票系统现状

中国铁路客票系统是一个覆盖全国的大型网络系统，由中国国家铁路集团有限公司（简称：国铁集团）、地区铁路局中心和车站三级系统组成[5]，已经实现了互联网、手机APP、车站窗口、自动售票机、市内代售点等多种售票方式[6]，支持现金、银行卡、支付宝、微信等多种支付方式，支撑全路5 000多个车站的客票业务。2017年全年售票量超过35亿张，平均日售票量近900多万张，高峰日售票量超过1 200万张，其规模与复杂度在客运系统中堪称世界之最。

国铁集团中心主要完成基础数据维护及复制，保证全路客票基础数据的一致性；制定客票价格策略；进行全路客运数据分析，完成客流预测、运行图编制及调整，指导列车开行方案的制定，为运营管理部门提供辅助决策支持。地区铁路局中心主要完成本区域内业务组织与维护、席位统筹管理、统计分析、系统监控等功能。车站主要完成售票、退票、检票等相关业务的办理及财务结账等功能。

2 差异性分析

印尼（雅万）铁路与中国铁路在语言环境、线路规模、运营管理模式等方面存在一定的差异。充分分析这些差异，有利于提出适应性的解决方案。

2.1 语言环境

印尼的官方语言为印度尼西亚语，民族语言和方言约300种，主要使用印尼语、英语和中文3种语言[7]。中国铁路客票系统目前仅支持中文。

2.2 铁路规模

（1）车站数量方面。雅万铁路设有哈利姆、加拉旺、瓦利尼和哥德贝格（Halim、Karawang、Walini、Tegal Luar）4个车站。中国4 598个车站。

（2）用户规模方面。中国人口近14亿人，仅12306互联网售票系统网站（简称：12306网站）的注册用户就达3.8亿人，大于人口2.5亿人、铁路不是首选出行方式的印尼。

（3）客票发售量方面，预计雅万铁路开通后首年客流量为6.1万人/日，未来的雅万铁路从线路和车站规模来判断，会小于中国铁路日均900多万人/日的销量规模。

2.3 运营管理模式

雅万铁路是由中印雅万高速铁路合资公司（KCIC）单独运营的一条铁路线路，独立管理运营，运营系统包括调度指挥中心、车务部、乘务部、运营规划部和动车段等部门。

中国铁路路网规模庞大，采用国铁集团—铁路局—车站三级成网运营管理模式。铁路局是运营主体，各铁路局间业务协同、数据共享。

2.4 服务模式

（1）服务渠道方面。印尼的售票渠道包括火车站窗口、互联网、在市内各大超市设置代售点，方便旅客日常购票。中国的铁路销售渠道比较广泛，涵盖了窗口、代售点、自动售票机（TVM）、互联网、手机APP、电话和大客户团购等多种方式。

（2）票价方面。印尼当前的铁路票价策略比较灵活，支持多种优惠和折扣。中国的火车票票价一直比较固定，但国铁集团改制后，票价的制定正在逐步走向市场化，各种优惠和会员积分兑换等手段已相继推出，并开始积极尝试多等级票价的制定和实施。

2.5 业务复杂度

（1）票额管理方面。印尼铁路管理票的方式比较简单，中国铁路的票额管理非常复杂，除了有座席的计划制定和生成，无座席的增量管理，加车减车停售封站等调度命令的制定，票额范围、用途和限售以远站的管理，还包括座席的区间复用和始发站票额的共用等。

（2）检验票方面。印尼铁路的检验票以人工为主。中国铁路的检验票环节多，业务复杂，除了常规的检票验票外，还包括进站补、挂失补、进站磁票自动检、进站刷身份证自动检、车上电子查验、中途下车检票和到站补等多个业务环节。

（3）数据分析方面。中国铁路的客票数据分析在数据量和分析维度上，都比未来的雅万铁路要复杂得多。

（4）监控管理方面。中国铁路线路长、车站多，设备数量大，监控和管理难度比雅万铁路大。

3 雅万铁路客票销售系统的研究

雅万铁路开通运营后，应先期建成客票销售系统，以满足雅万铁路售票、退票、检票及运营管理等业务的需要。

3.1 雅万铁路客票销售系统的实现方案

与中国铁路相比，雅万铁路车站少，线路单一，管理机构简洁，用户少，其售票系统的实现可以采用以下两种方案：（1）新建雅万客票销售系统；（2）对既有的中国铁路客票系统进行架构上的改造和功能上的裁剪。

新建雅万客票销售系统的优点是可以完全比照印尼铁路方的需求，在功能设计上为之量身定做，符合当地的使用和操作习惯，雅万铁路体量小，新建时针对性强，效率高。缺点是新建一个信息系统在应用方面存在一定的风险。

雅万铁路客票销售系统与中国铁路客票系统在核心功能方面有很大的相似性，中国铁路客票系统方面已经应用20多年，服务渠道与功能完备，系统已经成熟与稳定，技术储备雄厚。中国铁路客票系统是一种多层级、模块化的架构，适于根据不同的需求和特点进行裁剪，以满足不同运营模式的管理需要。

基于以上分析，可以选择通过改造中国铁路客票系统，构建雅万铁路客票销售系统。

3.2 关键问题研究

3.2.1 总体架构

中国铁路客票系统根据业务管理部门的布局，采用的是集中与分布相结合的多级多层系统架构[8]，由1个国铁集团数据中心，18个铁路局数据中心和所辖车站系统组成[9]。

雅万铁路车站数量少，且铺设有铁路专网，从投资成本、维护管理和拓展方面来看，应采用集中式架构。客票系统集中部署在雅万铁路客票管理中心，车站仅配置售票检票终端。中心和车站使用专网进行通信。总体架构图，如图1所示。

图1 雅万铁路客票销售系统总体架构图

3.2.2 功能结构

雅万铁路客票销售系统功能结构，如图2所示。

图2 雅万铁路客票销售系统功能结构图

3.2.3 基于开源技术的客票系统适应性改造

开源软件在操作系统、数据库和中间件等各个方面已经成为主流。开源技术不仅能节约大量的授权成本，还能实现信息系统基本设施的安全可控[10]。同时开源技术经过互联网企业中大量的应用，经过市面上严格检测，在产品质量上安全可靠。先进的开源技术架构稳定，能够应付超大并发处理，减少故障发生。

目前，在中国铁路客票系统中，已对开源技术进行了大量探索和应用，通过源码定制和二次开发改善了开源产品与铁路信息化系统的契合度，提升了系统的性能和可扩展性。

（1）操作系统。客票系统部分测试系统采用了开源的KVM（Kernel-based Virtual Machine）；云计算及容器方面搭建完成铁路客票基础资源云平台，高峰期12306网站和手机系统会采用阿里云和天翼云，扩展客票系统处理能力。

（2）数据库。铁路智能WiFi系统和微信智能客服中采用了MySQL数据库，客票系统延伸服务系统和铁路客票积分系统中采用了PostgreSQL，公安进站验票系统中采用了SQLite；12306网站中余票查询，订单查询，用户登录等模块采用键值内存数据库Gemfire，开源名称为Geode，为12306网站带了极大的性能提升；12306网站历史订单查询和铁路用户画像系统中采用Hadoop进行数据处理。

（3）中间件。客票系统延伸服务系统中采用数据库中间件PgBouncer；12306网站中采用了Web服务中间件JBOSS和消息中间件RabbitMQ。

中国铁路客票系统的这些开源应用成熟稳定，基于开源技术对雅万铁路客票销售系统进行适应性改造是可行的，同时需要继续进行研究和探索。

（1）继续深入对开源数据库研究，在客票系统应用的基础上进行自主化适配和修改，以适应雅万铁路客票业务；

（2）深入系统软件方面的应用，例如：云计算技术，虚拟化技术，容器技术等，在租用阿里云，腾讯云，天翼云设备的基础上，提高自身技术支持水平；

（3）区块链、机器学习等都是非常广泛的开源技术，如果时机成熟，可以在移植改造时进行初步应用。

3.2.4 客票系统的其它适应性改造

语言方面，在单一中文的基础上增加对印尼语和英语的支持。

在用户界面和功能设置上，考虑当地人的传统和使用习惯。

3.2.5 客票系统的适应性测试

改造完成后需要进行全面的测试。测试的主要工作应包括功能测试、性能测试、安全测试，以检验系统在语言、使用习惯、流程等各个方面的适应性。根据测试情况，不断优化和完善系统。