基于電子客票鐵路自動售檢票系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)

戴建強(qiáng)，鄧勝江，李 明

（中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司 電子計算技術(shù)研究所，北京 100081）

電子客票最早出現(xiàn)在民用航空領(lǐng)域[1]，20 世紀(jì)90 年代，美國VALUEJET 航空公司為了節(jié)省運(yùn)營成本，推出電子客票，其他航空公司紛紛效仿。電子客票的出現(xiàn)，節(jié)省了航空公司紙質(zhì)機(jī)票打印和郵寄費(fèi)用，也為旅客提供了購票、變更和乘機(jī)的便利。2007 年電子客票已在我國民用航空得到全面推廣[2]。

2018 年之前，京津、京滬和廣深等線路在檢票支付方式上進(jìn)行有益探索，出現(xiàn)了包含身份信息的鐵路快通卡、銀行儲值卡和中鐵銀通卡等，均為支付方式的創(chuàng)新，并不能稱為完全意義上的“電子客票”。直至2018 年，我國鐵路在青藏線和海南環(huán)線試點(diǎn)電子客票，于2019 年在全路高鐵站推廣應(yīng)用。2020 年6 月20 日，電子客票在全國普速鐵路推廣實(shí)施。

電子客票是鐵路票制的一次重大改革，它將紙質(zhì)車票承載的旅客運(yùn)輸合同、乘車憑證、報銷憑證功能分離，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸合同電子化、乘車憑證多樣化，并且報銷憑證按需提供等一系列客運(yùn)組織和服務(wù)流程的優(yōu)化措施。

基于紙質(zhì)車票的自動售檢票系統(tǒng)[3]，雖然給旅客帶來諸多便利，但由于紙質(zhì)車票本身固有特性，該系統(tǒng)存在著維護(hù)成本大、故障率較高的問題；車站一般要求旅客必須先取票后乘車，使得旅客出行環(huán)節(jié)繁瑣。為了方便出行，降低鐵路客運(yùn)運(yùn)營成本，本文通過深入研究鐵路電子客票的特點(diǎn)，根據(jù)高鐵站和普速車站的不同使用環(huán)境，設(shè)計出適合全路推廣的基于電子客票的鐵路自動售檢票系統(tǒng)與設(shè)備。

1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計

基于電子客票的自動售檢票系統(tǒng)，需進(jìn)行業(yè)務(wù)流程重塑、軟硬件配置改造和規(guī)章制度修訂等一系列工作。從軟件系統(tǒng)上來看，無論是高鐵站還是普速車站，基于電子客票的自動售檢票系統(tǒng)均需在國鐵集團(tuán)客票系統(tǒng)中增加線下電子客票群、旅客服務(wù)記錄（PSR，Passenger Service Record）集群、電子報銷憑證集群等，保證全面實(shí)施電子客票的購票、變更、支付和結(jié)賬等業(yè)務(wù)的一致；另外，增加電子客票識別碼服務(wù)、人臉比對集群、鐵路局集團(tuán)有限公司（簡稱：鐵路局）應(yīng)急中心服務(wù)等，完整記錄旅客的出行相關(guān)信息，為旅客提供全行程的電子客票驗(yàn)票、檢票服務(wù)，其中，設(shè)立旅客服務(wù)記錄集群，可完整記錄旅客的出行信息，包括購票、實(shí)名制核驗(yàn)進(jìn)站、檢票進(jìn)出站、及旅客車上訂餐、訂酒店等信息。

1.1 系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)

鐵路實(shí)施電子客票，從購票渠道上劃分，自動售票系統(tǒng)同窗口人工售票、站外人工代售點(diǎn)售票一同組成線下售票，自動售系統(tǒng)的售票存根和電子客票記錄于國鐵集團(tuán)線下電子客票集群，并實(shí)時同步到各鐵路局中心，作為應(yīng)急模式下的電子客票數(shù)據(jù)源。各車站通過自助設(shè)備辦理驗(yàn)票、檢票業(yè)務(wù)時，采用終端設(shè)備直連國鐵集團(tuán)電子客票集群的方式；另外，系統(tǒng)實(shí)時將電子客票和PSR 數(shù)據(jù)增量同步到乘車局及終到局的鐵路局中心，同時作為應(yīng)急模式下的電子客票數(shù)據(jù)源。電子客票售檢票系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)，如圖1 所示。

1.2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

電子客票實(shí)施后，鐵路局中心到國鐵集團(tuán)、車站到鐵路局中心的網(wǎng)絡(luò)流量將大幅增加，需要對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)容。其中，鐵路局中心到國鐵集團(tuán)的采用不少于2 條且不同物理傳輸路徑的通道；車站到鐵路局中心則根據(jù)日售票量來選擇車站帶寬，普速車站普遍存在帶寬不夠的現(xiàn)象，擴(kuò)容時，還需考慮車站售檢票量、客流量等方面對帶寬的要求。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

2.1 系統(tǒng)硬件升級及新要求

圖1 鐵路電子客票自動售檢票系統(tǒng)架構(gòu)

鐵路實(shí)施電子客票，在硬件方面需對車站、鐵路局中心、國鐵集團(tuán)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、安全設(shè)備和管理終端等硬件設(shè)備進(jìn)行升級；軟件方面，增加人臉應(yīng)用接入系統(tǒng)、人臉比對接口服務(wù)器、驗(yàn)檢合一服務(wù)器等，并將鐵路局實(shí)名制驗(yàn)票服務(wù)器和檢票服務(wù)器合并，實(shí)現(xiàn)一體化的人臉識別。

2.2 自動售檢票系統(tǒng)升級

2.2.1 自動售檢票設(shè)備新變化

（1）增加報銷憑證打印功能。旅客線上、線下購買電子客票，均可持有效證件，如第二代居民身份證、護(hù)照、學(xué)生證和軍官證等，在自動售票終端查詢、打印一張或者多張報銷憑證。國鐵集團(tuán)建設(shè)集中的鐵路客票電子報銷憑證系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電子報銷憑證的唯一編碼管理、報銷憑證的生成和防偽的處理，為自動售票終端提供統(tǒng)一電子報銷憑證的獲取、查詢和打印服務(wù)，有效地防止旅客重復(fù)申請報銷憑證打印。

（2）增加旅客購票信息單打印功能。為滿足部分旅客查看乘車信息的需求，自動售票終端應(yīng)為旅客提供線上、線下購票后的車票查詢和信息單打印功能，但本信息單不可作為乘車憑證。該功能的實(shí)現(xiàn)需要對既有自動售票設(shè)備進(jìn)行改造。

（3）檢票介質(zhì)和檢票功能的變化。全路推廣電子客票，取消紙質(zhì)車票作為進(jìn)出站的有效憑證，因此檢票終端取消紙質(zhì)車票的檢票功能，升級為含電子票信息的有效證件的檢票，并預(yù)留人臉識別檢票功能，為將來刷臉進(jìn)站做準(zhǔn)備。

（4）檢票流程的再造。改變以往的檢票流程，車站取消檢票服務(wù)器，直連國鐵集團(tuán)PSR 和電子客票集群服務(wù)器，修改電子客票集群內(nèi)電子票的狀態(tài)，將電子票數(shù)據(jù)的變化同步到鐵路局前置服務(wù)器，在鐵路局檢票服務(wù)器生成檢票存根。

我隨手撳亮了燈具，看見白麗筠獨(dú)自坐在沙發(fā)里，我們曾在那個沙發(fā)上盡情地做愛狂歡。白麗筠說，你坐吧，我給你煮一杯咖啡去。

（5）檢票終端硬件升級。新型電子客票檢票閘機(jī)需要支持多證件識讀、二維碼識讀，預(yù)留人臉識別功能；既有檢票閘機(jī)改造，可根據(jù)車站實(shí)際需要，有選擇的增加二維碼識讀功能、多證件識讀和人臉識別功能中的一種或多種功能。

（6）柱式檢票機(jī)。紙質(zhì)車票取消，人工檢票需要設(shè)備支持，柱式檢票機(jī)是針對電子客票出現(xiàn)的一種新型設(shè)備，布置在進(jìn)出站檢票閘機(jī)旁，可實(shí)現(xiàn)有人值守的半自助檢票，支持有效證件、兒童票或檢票閘機(jī)無法識別證件的檢票進(jìn)站。

（7）手持檢票機(jī)。功能和使用環(huán)境上同柱式檢票機(jī)相同，它具有可移動、占用空間較小等優(yōu)點(diǎn)，但使用上完全需要人工操作，對無線網(wǎng)絡(luò)的要求較高，二者可以共同作為人工檢票口新增設(shè)備，一般客流量不大時可以柱式檢票機(jī)為主；春運(yùn)、暑運(yùn)客流量較大時，可按需增加手持檢票機(jī)數(shù)量，提高通行效率。

2.2.2 系統(tǒng)功能升級

（1）售票等參數(shù)按需設(shè)定或升級。據(jù)統(tǒng)計，電子客票實(shí)施的車站，取票量下降過半，可目前車站自動售取票設(shè)備比較多，特別是大型高鐵站，如何合理利用現(xiàn)有設(shè)備成為今后研究的一個方向。將來，可將自動售取票機(jī)升級改造為其他功能的設(shè)備，如改造成自動補(bǔ)票機(jī)放置在出站口；改造成旅客查詢機(jī)，放置在候車室等。

（2）升級電子客票實(shí)名制進(jìn)站核驗(yàn)系統(tǒng)[4]。由以往的票、證、人核驗(yàn)，優(yōu)化為證、人核驗(yàn)，即核驗(yàn)旅客有效證件和人臉對比。

2.2.3 升級監(jiān)控功能[5]

（1）設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視。自動售檢票系統(tǒng)加強(qiáng)實(shí)時監(jiān)控設(shè)備內(nèi)部各模塊的工作狀態(tài)，發(fā)生故障時能及時將故障代碼發(fā)送至后臺服務(wù)器，指導(dǎo)設(shè)備維護(hù)人員快速修復(fù)。

（3）特殊人員監(jiān)視。針對部分失信人員，通過讀取身份證信息查詢其信用記錄，限制購買高鐵車票或軟臥車票等。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 購票退票線上線下一體化技術(shù)

電子客票通過升級客票系統(tǒng)，打通了線下售票、線上退、改簽服務(wù)，全面支持跨渠道辦理車票變更業(yè)務(wù)，消除線上、線下業(yè)務(wù)辦理差異，實(shí)現(xiàn)線上、線下一體化的用戶體驗(yàn)。

電子客票實(shí)施后，特別是2020 年2 月鐵路出臺退票新政，打通線上、線下退票的服務(wù)鏈條，支持跨渠道辦理車票變更業(yè)務(wù)，該技術(shù)對于提高目前在用1 萬余臺自助售取票設(shè)備的利用率，對于實(shí)現(xiàn)全方位客運(yùn)服務(wù)具有重要意義。

3.2 穩(wěn)定、便捷雙路供紙熱敏憑條打印技術(shù)

根據(jù)鐵總技術(shù)條件，旅客購票信息單采用帶水印熱敏打印紙，票卷直徑分為150 mm 和200 mm 2 種，大票卷雙路供紙熱敏憑條打印技術(shù)可降低自助票務(wù)設(shè)備的維護(hù)頻次，提高設(shè)備的使用效率。

3.3 遠(yuǎn)程可視化售票和遠(yuǎn)程運(yùn)維技術(shù)[6]

自助票務(wù)設(shè)備增加遠(yuǎn)程可視化功能，可解決旅客自助購票效率低的問題，在鐵路局層或站段集中設(shè)置遠(yuǎn)程服務(wù)平臺，遠(yuǎn)程輔助旅客操作購票界面，完成購票、取票、退票和改簽等客運(yùn)業(yè)務(wù)，該技術(shù)將會提高自助設(shè)備的使用率。該技術(shù)對普速小型車站尤為適用，在終端設(shè)備上增加人臉識別攝像頭，可基本替代人工售票窗口和公安制證窗口，對于車站減員增效具有重要作用。

另外，電子客票推廣到普速車站，遠(yuǎn)程運(yùn)維技術(shù)可解決偏遠(yuǎn)小站的設(shè)備運(yùn)維，完善設(shè)備內(nèi)部集成模塊的監(jiān)控數(shù)據(jù)采集和信息傳輸，提高設(shè)備自修復(fù)功能，是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程運(yùn)維的技術(shù)保障。

3.4 手機(jī)動態(tài)二維碼檢票技術(shù)

作為電子客票的票制創(chuàng)新，含電子票信息的手機(jī)動態(tài)二維碼具有重要作用。動態(tài)二維碼包含電子票的全部信息、旅客身份信息、閘機(jī)進(jìn)出站信息等，動態(tài)二維碼具有有效期，通過軟硬結(jié)合的加密方式，安全性更高；動態(tài)二維碼還可以離線生成、支持離線檢票，閘機(jī)通過硬件解密驗(yàn)證二維碼的合法性，旅客可通過刷手機(jī)動態(tài)二維碼進(jìn)站，極大的提高了旅客檢票體驗(yàn)。

3.5 一體化人臉識別技術(shù)

一體化人臉比對由服務(wù)層、接入層和應(yīng)用層組成。國鐵集團(tuán)集中部署服務(wù)層，為進(jìn)站實(shí)名制核驗(yàn)、進(jìn)出站檢票提供人臉比對和人臉?biāo)阉鞯确?wù)，同時具備算法管理、算法訓(xùn)練等；接入層提供應(yīng)用路由、數(shù)據(jù)緩存機(jī)算法更新等功能；應(yīng)用層包括實(shí)名制核驗(yàn)終端設(shè)備、帶人臉識別的檢票終端和人臉比對SDK，通過人臉比對SDK 提供標(biāo)準(zhǔn)的人臉采集、人臉比對等接口，并進(jìn)行加密傳輸，滿足人臉識別算法統(tǒng)一監(jiān)控和管理的需求[7-8]。

業(yè)務(wù)方面，人臉識別技術(shù)不僅應(yīng)用在進(jìn)站實(shí)名制核驗(yàn)終端上，針對客流量不大的小型車站，可簡化旅客進(jìn)站環(huán)節(jié)，將實(shí)名制核驗(yàn)和進(jìn)站檢票閘機(jī)合二為一，形成具有人臉識別功能的檢票閘機(jī)，旅客一次檢票即可完成實(shí)名制核驗(yàn)和檢票兩個環(huán)節(jié)，簡化了進(jìn)站環(huán)節(jié)，優(yōu)化了車站客運(yùn)組織。

3.6 證件識讀技術(shù)

目前，購買鐵路電子客票有效憑證為中華人民共和國居民身份證、外國人永久居留證、港澳臺居民居住證、港澳居民來往內(nèi)地通行證、臺灣居民來往大陸通行證、臨時身份證、戶口簿、軍官證等25種證件，要求電子客票自助售檢票設(shè)備具備多證件識讀功能。

多證件識讀可通過OCR 識別或電子芯片讀取技術(shù)，對旅客機(jī)讀旅行證件包括：身份證、護(hù)照、臺灣居民來往大陸通行證、港澳居民來往內(nèi)地通行證等機(jī)讀旅行證件；快速自動識別電子證件和非電子證件，讀取證件內(nèi)記錄的證件號、姓名、照片、有效期、國籍等信息，以完成旅客有效證件的識讀[9-10]。

3.7 應(yīng)急處理

（1）網(wǎng)絡(luò)中斷。鐵路局中心到國鐵集團(tuán)網(wǎng)絡(luò)異常時，可無縫切換至鐵路局業(yè)務(wù)前置聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器，故障恢復(fù)后，系統(tǒng)將應(yīng)急期間的驗(yàn)票檢票記錄同步到國鐵集團(tuán)集群；車站到鐵路局中心網(wǎng)絡(luò)異常時，可采用無線網(wǎng)絡(luò)的手持檢票機(jī)檢票，或采用手機(jī)動態(tài)二維碼和證件離線檢票，或采用誠信乘車，登記乘車人信息進(jìn)行事后處理，并記入旅客信用路。

（2）自然災(zāi)害、火災(zāi)等。自動驗(yàn)、檢票設(shè)備均接入火災(zāi)報警系統(tǒng)，通過火災(zāi)報警信號統(tǒng)一改變設(shè)備終端狀態(tài)；或利用遙控器等輔助設(shè)備，改變閘機(jī)狀態(tài)，達(dá)到快速疏散旅客的目的。

4 結(jié)束語

電子客票是鐵路票制的巨大創(chuàng)新，是鐵路部門便民利民的一項(xiàng)重要舉措。電子客票自動售檢票系統(tǒng)，通過軟件重構(gòu)和硬件設(shè)備再造，為旅客提供更加方便快捷的自助售檢票服務(wù)。2020 年電子客票將在全路推廣，對于提高鐵路客運(yùn)服務(wù)質(zhì)量和提高經(jīng)營管理水平具有重要意義。