馮云杰

（中鐵二院成都勘察設(shè)計研究院有限責(zé)任公司，成都 610031）

1 概述

隨著共建“一帶一路”倡議的提出，跨國鐵路交通建設(shè)也得到了巨大的發(fā)展。如巴基斯坦ML1鐵路工程，中老鐵路，莫斯科-喀山高速鐵路等眾多由中國設(shè)計單位主持設(shè)計的海外鐵路工程也向全世界展現(xiàn)了中國高鐵技術(shù)的發(fā)展水平，并推進(jìn)中國標(biāo)準(zhǔn)走向世界。中老鐵路便是首個完全按照中國鐵路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的跨國鐵路工程，中老鐵路客票系統(tǒng)便是采用中國標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)進(jìn)行設(shè)計，實現(xiàn)中國高鐵信息化技術(shù)的“走出去”，并為以后國際鐵路信息化的建設(shè)鋪上第一塊成功的“奠基石”?？推毕到y(tǒng)作為服務(wù)于中老鐵路的主要信息系統(tǒng)之一，以滿足國際旅客以及國內(nèi)旅客出行為前提，按照國內(nèi)既有鐵路客票系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，以席位管理和交易處理為核心，建立廣泛的銷售渠道，系統(tǒng)實現(xiàn)客票系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理，網(wǎng)絡(luò)管理，相關(guān)業(yè)務(wù)交易、管理和統(tǒng)計，代售點業(yè)務(wù)辦理，票價計算，結(jié)算清分等功能，以滿足中老鐵路客運營銷的需求。同時，通過對支付方式、票面制式、語言類型、操作類別等各類的售票數(shù)據(jù)的研究，融合互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)，創(chuàng)立了適用于國際鐵路模式的全新鐵路客票系統(tǒng)技術(shù)體系[1]。

2 系統(tǒng)研究

2.1 客票系統(tǒng)具備功能

客票系統(tǒng)面向運維人員，服務(wù)于普通群眾，通過對中老鐵路客票系統(tǒng)研究，跨國鐵路客票系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)從業(yè)務(wù)流程及系統(tǒng)適應(yīng)性、安全性以及方便維護(hù)性角度出發(fā)綜合考慮，更重要的是從業(yè)務(wù)功能上明確客票系統(tǒng)的構(gòu)成。系統(tǒng)的設(shè)置應(yīng)包含運營管理子系統(tǒng)、車站售票子系統(tǒng)和手機APP系統(tǒng)3大業(yè)務(wù)功能，如圖1所示。運營管理子系統(tǒng)是客票業(yè)務(wù)服務(wù)的主要提供系統(tǒng)，為聯(lián)機模式提供售票、退票、換票、補票、改簽、廢票和取票等票務(wù)交易服務(wù)，并對整個票務(wù)系統(tǒng)的全局參數(shù)進(jìn)行管理和維護(hù)，為包括車站終端提供后臺應(yīng)用服務(wù)及數(shù)據(jù)管理支撐。同時，還負(fù)責(zé)從調(diào)度系統(tǒng)接收列車運行調(diào)度命令，根據(jù)最新的命令生成車次運行圖，及時同步更新席位庫信息，并計算各種類型的車票票價。為車站運行提供完整和準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)資源，為車站售票子系統(tǒng)提供交易服務(wù)、身份認(rèn)證服務(wù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)下載服務(wù)。車站售票子系統(tǒng)為窗口售票提供業(yè)務(wù)功能，以滿足售票員進(jìn)行現(xiàn)場票務(wù)交易功能工作。

圖1 客票系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程Fig.1 Business process of ticketing and reservation system

2.2 客票系統(tǒng)組成

客票系統(tǒng)的組成保持與國內(nèi)客票系統(tǒng)基本組成方式一致，由中心和車站兩級結(jié)構(gòu)組成。在系統(tǒng)中心集中部署票務(wù)系統(tǒng)服務(wù)器及安全管控等設(shè)備[2]，組成客票系統(tǒng)服務(wù)中心。售票子系統(tǒng)包括車站現(xiàn)場售票系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)售票系統(tǒng)以及電話購票系統(tǒng)，提供數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)支撐、存儲以及應(yīng)用管理，并對客運站提供客票服務(wù)。同時在調(diào)度中心的接口服務(wù)器通過通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)與旅服系統(tǒng)和鐵路運輸綜合管理指揮系統(tǒng)的連接，提供接口服務(wù)[3]。

在各個車站部署應(yīng)急服務(wù)器、售票機、制票機等設(shè)備，通過通信網(wǎng)絡(luò)訪問調(diào)度中心票務(wù)系統(tǒng)的各種票務(wù)信息，為旅客提供票務(wù)服務(wù)。當(dāng)中心系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時，啟動應(yīng)急售票應(yīng)用，完成現(xiàn)場相關(guān)客票發(fā)售、管理作業(yè)，保障客運業(yè)務(wù)的正常運轉(zhuǎn)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時，及時同步、更新數(shù)據(jù)。

2.3 客票系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)

基于跨國票務(wù)業(yè)務(wù)的特點，跨國鐵路客票系統(tǒng)的票務(wù)業(yè)務(wù)管理端和票務(wù)交易服務(wù)端可采用基于JavaEE的平臺技術(shù)實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯的封裝。票務(wù)交易服務(wù)端采用REST Web Service技術(shù)提供客戶端的實時交易服務(wù)接口，票務(wù)交易服務(wù)端的所有核心業(yè)務(wù)邏輯封裝在多個組件應(yīng)用程序服務(wù)類庫中，并輔以負(fù)載均衡技術(shù)實現(xiàn)對高并發(fā)交易請求的處理和管控[4]。票務(wù)業(yè)務(wù)管理客戶端采用瀏覽器形式進(jìn)行業(yè)務(wù)操作，窗口票務(wù)交易終端和代理票務(wù)交易終端采用富客戶端模式，應(yīng)用Eclipse RCP功能模塊技術(shù)構(gòu)建窗口票務(wù)交易終端和代理票務(wù)交易終端程序，通過調(diào)用票務(wù)交易服務(wù)端提供的服務(wù)完成票務(wù)實時交易業(yè)務(wù)[5]。

1）運營管理技術(shù)架構(gòu)

客票業(yè)務(wù)管理端主要負(fù)責(zé)中心和車站與運營管理相關(guān)的業(yè)務(wù)流程和數(shù)據(jù)處理。系統(tǒng)技術(shù)框架層次結(jié)構(gòu)包括客戶端、應(yīng)用層、數(shù)據(jù)持久層，其中應(yīng)用層又可細(xì)分為UI表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)訪問層[6]。這種架構(gòu)設(shè)計的主要優(yōu)勢是通過分層實現(xiàn)并行設(shè)計與開發(fā)，每一層都基于成熟的框架技術(shù)來設(shè)計，層與層之間松散耦合，將每層的處理邏輯分別封裝成框架里的組件或?qū)ο?，最終借助框架集成到一起。

2）交易處理技術(shù)架構(gòu)

票務(wù)交易服務(wù)端為票務(wù)系統(tǒng)提供售票交易服務(wù)并支持與其他系統(tǒng)進(jìn)行通信。交易端框架層次結(jié)構(gòu)包括客戶端、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)持久層和數(shù)據(jù)存儲層，每層的業(yè)務(wù)處理邏輯分別封裝成框架里的組件或?qū)ο螅瑢I(yè)務(wù)實現(xiàn)有機集成，并且基于分層實現(xiàn)系統(tǒng)的并行設(shè)計和開發(fā)。

2.4 客票系統(tǒng)國際化業(yè)務(wù)

客票系統(tǒng)為更好地適應(yīng)跨國鐵路票務(wù)的交易以及管理，系統(tǒng)業(yè)務(wù)國際化的研究方案主要包括以下4個方面。

1）系統(tǒng)多語言支持

國際化是指應(yīng)用程序運行時，可根據(jù)客戶端請求的國家/地區(qū)、語言的不同而顯示不同語言的界面。實際上，國際化遠(yuǎn)不止于將用戶界面消息翻譯成不同的語言。它還涉及到處理不同的字符編碼，包括中文字符界面的編碼采用中文字符集，如GB 2312、BIG5、GBK等編碼以及英文或其他語種界面采用的ASCII、UCS、UTF8等編碼。

2）交易客戶端國際化

RCP交易客戶端的國際化采用一個獨立的Eclipse插件來實現(xiàn)，插件根據(jù)RCP客戶端運行環(huán)境的不同加載不同的語言文件來為其界面提供國際化支持。RCP國際化支持中文簡體、英文，也可根據(jù)需要支持第三方語言。

3）管理端國際化設(shè)計

比特幣的本質(zhì)和大多數(shù)虛擬貨幣一樣，由一堆代碼組成，但同時它也具有許多傳統(tǒng)虛擬貨幣不具備的優(yōu)點[21-23]。

管理端框架Java代碼的國際化包括客戶端和服務(wù)端的國際化?？蛻舳说膰H化采用加載不同的語言資源文件，服務(wù)端的國際化采用SpringMVC框架本身的國際化機制實現(xiàn)。

4）客票國際化

跨國鐵路的客票需要被各國客票系統(tǒng)所識別，客票制式需保持統(tǒng)一?？推笨刹捎弥袊F路標(biāo)準(zhǔn)的紙質(zhì)車票，包括目前國內(nèi)鐵路車站售票使用的熱轉(zhuǎn)印車票和列車上使用的熱敏車票，以適應(yīng)跨國列車票面制式的通用性。同時也提供應(yīng)急使用的手寫代用車票。

車票票面版式可采用類似中國鐵路車票票面版式，并結(jié)合當(dāng)?shù)仫L(fēng)土人情特色制作專屬的客票版面，語言采用英文結(jié)合當(dāng)?shù)匚淖?。車票票種根據(jù)國家實際情況設(shè)置，但不僅限于成人票、兒童票、老年票等，可以根據(jù)需求增加新的票種。

2.5 客票系統(tǒng)互聯(lián)互通的研究

目前，國內(nèi)的鐵路客票系統(tǒng)與其他跨國鐵路客票系統(tǒng)均保持相對獨立，未實現(xiàn)互聯(lián)互通。但是“一帶一路”工程的建設(shè)應(yīng)該堅持共商、共建、共享原則，客票數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通也將是今后跨國鐵路工程的必要研究方向。參考目前中國鐵路局級和車站級客票系統(tǒng)架構(gòu)，并在保證客票交易數(shù)據(jù)安全交互的條件下，按照《中華人民共和國計算機信息系統(tǒng)安全保護(hù)條例》標(biāo)準(zhǔn)，需建立第四級以上的信息系統(tǒng)的安全保護(hù)[7]。具體研究和比選方案如下。

2.5.1 方案一：安全數(shù)據(jù)交互平臺

考慮到客票系統(tǒng)的高度安全性、私密性以及穩(wěn)定性，在不變動各國客票系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的前提下，同時完成國際客票結(jié)算和清分。為保障數(shù)據(jù)的穩(wěn)定及安全，根據(jù)各國鐵路客票系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，分別搭建統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)交互平臺，并在平臺建立各類數(shù)據(jù)交互策略，跨國鐵路客票交易數(shù)據(jù)、坐席管理數(shù)據(jù)通過各自搭建的安全平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通。同時由雙方平臺制定統(tǒng)一的清算標(biāo)準(zhǔn)完成交易清算并確認(rèn)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)安全、平等的共享及交互。

為保證數(shù)據(jù)的安全交互，在平臺系統(tǒng)搭建以密碼技術(shù)為核心，利用數(shù)據(jù)加密技術(shù)、密鑰管理技術(shù)、設(shè)備管理技術(shù)，綜合保障密鑰全生命周期的安全，建立完整的安全管理和服務(wù)體系，負(fù)責(zé)密鑰全生命周期安全管理和服務(wù)功能，能夠為客票系統(tǒng)交互平臺提供一個涵蓋密鑰管理、密鑰相關(guān)設(shè)備管理的綜合性安全服務(wù)平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)安全無誤的交互。

2.5.2 方案二：國際列車專屬客票系統(tǒng)

根據(jù)客流量提前劃分國際與國內(nèi)車廂，針對跨國車廂搭建跨境列車專屬客票系統(tǒng)平臺，系統(tǒng)獨立于各國客票系統(tǒng)之外單獨搭建，并制定相應(yīng)客票發(fā)售策略、管理以及清分策略。國際車廂坐席管理、相關(guān)交易數(shù)據(jù)以及清分?jǐn)?shù)據(jù)由專屬客票系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理，實現(xiàn)跨國列車專屬的客票交易、席位管理、交易清分等相關(guān)客票系統(tǒng)業(yè)務(wù)的統(tǒng)一性以及可實施性?？鐕熊嚳推痹诟鲊付ǖ攸c售賣。

為保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、可靠性、實時性、共享性以及安全性，系統(tǒng)的搭建采用區(qū)塊鏈去中心化技術(shù)，通過創(chuàng)建一個聯(lián)盟鏈實現(xiàn)整個客票系統(tǒng)交易的私密性以及不可篡改性。聯(lián)盟鏈本身特性即是交易速度快，隱私保護(hù)強，每個節(jié)點都有屬于自己的私鑰，每個節(jié)點的自產(chǎn)數(shù)據(jù)信息相互獨立，節(jié)點間數(shù)據(jù)只讀共享，如若需要數(shù)據(jù)交換，則要通過對方節(jié)點的私鑰進(jìn)行，避免節(jié)點隱私泄露[8]。而且只有所有成員對交互中的大部分?jǐn)?shù)據(jù)達(dá)成共識，才可將區(qū)塊數(shù)據(jù)進(jìn)行更改。所以能夠在確?？推钡慕灰滓约扒宸值戎匾畔⒔换ミ^程中安全的情況下，讓各方對數(shù)據(jù)的真實性得到認(rèn)可，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互過程中彼此數(shù)據(jù)的自由共享以及安全保障。

2.5.3 方案比選

1）坐席管理

從坐席管理的角度分析，采用方案一的模式，兩國客票系統(tǒng)實現(xiàn)了間接的互連，列車所有的坐席信息數(shù)據(jù)包括席位的占用、變更以及取消均可通過數(shù)據(jù)交互平臺進(jìn)行交互，系統(tǒng)可根據(jù)實際情況把旅客隨機分配整列車任意坐席，從而更有效的管理以及分配坐席。在方案二的情況下，為保證數(shù)據(jù)的高度安全，將列車劃分為國際車廂以及國內(nèi)車廂，國際車廂坐席數(shù)據(jù)的交易以及管理僅能通過獨立于各國客票系統(tǒng)之外單獨搭建的專屬客票系統(tǒng)平臺完成。該種方式下，列車在國內(nèi)段運行時會出現(xiàn)國際車廂坐席空置而國內(nèi)車廂人滿無座的情況，從而造成資源浪費。

2）數(shù)據(jù)共享及安全

方案一中的兩國客票系統(tǒng)數(shù)據(jù)的交互本質(zhì)上是通過第三方的平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，數(shù)據(jù)的生成以及數(shù)據(jù)的處理分別由各自客票系統(tǒng)中心負(fù)責(zé)完成。而數(shù)據(jù)的交互是由彼此的數(shù)據(jù)交互平臺完成，該種方式有效地避免了因數(shù)據(jù)直接交互而引起的網(wǎng)絡(luò)安全問題。方案二通過搭建專有的國際售票平臺，并將數(shù)據(jù)交互的范圍限制在國際車廂的相關(guān)客票交易、坐席數(shù)據(jù)的交互內(nèi)。該種數(shù)據(jù)方式基于區(qū)塊鏈技術(shù)的基礎(chǔ)，每次數(shù)據(jù)交互時，均需要驗證數(shù)據(jù)鏈的hash值以保證數(shù)據(jù)的真實性以及可靠性。所以，從數(shù)據(jù)的安全和共享程度來說，方案二基于區(qū)塊鏈技術(shù)的系統(tǒng)更能保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性及安全性。但是數(shù)據(jù)的共享程度非常的有限，只能實現(xiàn)指定的數(shù)據(jù)交互內(nèi)容，而方案一在滿足數(shù)據(jù)安全交互的情況下，還能實現(xiàn)更高程度的數(shù)據(jù)共享，可以根據(jù)實際需求來對需要共享、交互的數(shù)據(jù)進(jìn)行定制化調(diào)整。

3）系統(tǒng)維護(hù)

方案一中的數(shù)據(jù)交互平臺由各國分別搭建，數(shù)據(jù)的維護(hù)以及管理均由各自完成。方案二中需要單獨搭建第三方平臺，平臺數(shù)據(jù)的維護(hù)需由兩國共同完成，對人力、物力以及財力的消耗也非常大。

通過從坐席管理、數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)共享以及系統(tǒng)維護(hù)幾個方面對上述兩種方案研究后，不難發(fā)現(xiàn)，因為方案二中各客票系統(tǒng)之間彼此獨立運行，數(shù)據(jù)交互的安全程度會高于方案一。而方案1中搭建數(shù)據(jù)交互平臺的方式相比方案2在滿足數(shù)據(jù)的安全交互的前提下，數(shù)據(jù)的共享程度以及對數(shù)據(jù)的管理更加自由、全面。從工程實施以及實際應(yīng)用角度出發(fā)，采用方案1會更加適用于跨國鐵路客票系統(tǒng)工程。

3 總結(jié)

目前，以中國技術(shù)為基礎(chǔ)的客票系統(tǒng)已成功地在中老鐵路中應(yīng)用，但是對跨國鐵路客票系統(tǒng)的研究并沒有停止，在充分利用中國成熟的客票系統(tǒng)技術(shù)以及開發(fā)經(jīng)驗基礎(chǔ)上，針對跨國鐵路工程的實際情況進(jìn)行深度的定制和研發(fā)，將極大提升中國技術(shù)在全球鐵路市場中的認(rèn)可度和地位，而且為所有“一帶一路”建設(shè)工程也提供重要參考意義，實現(xiàn)中國技術(shù)的全面“走出去”。