鐵路客運價格調(diào)整應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

李彥斌

（中國鐵路北京局集團有限公司 客運部，北京 100860）

近年來，鐵路客運市場化改革步伐加快，鐵路運輸企業(yè)改變之前一成不變的票價水平，開始在部分高速鐵路線路推行差異化定價策略。比如：2017年起，東南沿海、貴廣（貴陽—廣州）客運專線、南廣（南寧—廣州）客運專線、漢宜（武漢—宜昌）線、渝貴（重慶—貴州）線、寶蘭（寶雞—蘭州）線等為代表的線路實施票價差異化方案。京滬（北京—上海）既有線動臥旅客列車定價權(quán)已下放至中國鐵路北京局集團公司和中國鐵路上海局集團公司。2018年起，局管內(nèi)線路價格浮動調(diào)整權(quán)下放至各鐵路局集團公司，實施方案向中國國家鐵路集團有限公司（簡稱：國鐵集團）報備。2019年起，所有新開通高速鐵路線路開通初期將實施票價差異化定價策略（“一車一價”）。2020年，京滬、成渝（成都—重慶）等高速鐵路干線實施浮動調(diào)整的價格策略，并推出了計次票、定期票等新產(chǎn)品。截至2021年，廈深（廈門—深圳）線和南廣線也將實施“一車一價”的差異化定價策略，并相應(yīng)推出計次票、定期票產(chǎn)品。

自從《國鐵集團關(guān)于規(guī)范和完善動車組列車執(zhí)行票價市場化靈活浮動機制的通知》等政策文件陸續(xù)實施以來，以差異化定價為代表的分析與決策工作越來越多，“一日一價”“一車一價”的價格策略實施常態(tài)化、例行化，價格管理工作量將會增加。此外，國鐵集團已初步構(gòu)建出貼近市場需求、靈活多變的價格策略機制和執(zhí)行票價體系。這些都需要一個統(tǒng)一高效、緊貼業(yè)務(wù)場景的信息系統(tǒng)為客運價格分析與決策業(yè)務(wù)保駕護航。

目前，尚缺乏能夠緊跟鐵路客運價格浮動調(diào)整趨勢，滿足鐵路價格浮動調(diào)整需求的信息化系統(tǒng)，無法高效、便捷地實現(xiàn)鐵路客運調(diào)價應(yīng)用。為實現(xiàn)鐵路價格浮動調(diào)整應(yīng)用業(yè)務(wù)領(lǐng)域的數(shù)字化水平，實現(xiàn)價格調(diào)整的自動化、科學(xué)化，本文設(shè)計了鐵路客運價格調(diào)整應(yīng)用系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)架構(gòu)

1.1 技術(shù)架構(gòu)

鐵路客運價格調(diào)整應(yīng)用系統(tǒng)從系統(tǒng)的高可靠性、擴展性、可用性、完整性和可管理性考慮，使用B/S架構(gòu)模式[1]，由5層結(jié)構(gòu)組成：終端訪問層、應(yīng)用支撐層、業(yè)務(wù)邏輯與業(yè)務(wù)處理層、數(shù)據(jù)訪問交互層和數(shù)據(jù)處理層。本系統(tǒng)采用主流的微服務(wù)架構(gòu)[2-3]，通過將不同的業(yè)務(wù)邏輯和應(yīng)用分離，提供底層數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)訪問、數(shù)據(jù)接口封裝、數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆?wù)程序，實現(xiàn)客戶所需應(yīng)用邏輯松耦合。每層之間均通過接口訪問，避免因為業(yè)務(wù)流程變動導(dǎo)致一層邏輯變動對其他層的影響。

鐵路客運價格浮動調(diào)整應(yīng)用技術(shù)架構(gòu)如圖1所示[4]。

圖1 技術(shù)架構(gòu)

（1）終端訪問層

終端訪問層根據(jù)前后端分離、數(shù)據(jù)展示與業(yè)務(wù)邏輯處理分離的系統(tǒng)設(shè)計原則，集成了HTML、CSS、JavaScript等系統(tǒng)靜態(tài)資源和業(yè)務(wù)流程計算處理的動態(tài)步驟，通過瀏覽器為訪問終端提供體驗良好的交互界面。

（2）應(yīng)用支撐層

應(yīng)用支撐層的主要目標是與訪問層進行交互，實現(xiàn)前臺應(yīng)用與后臺服務(wù)的數(shù)據(jù)交換，其中，數(shù)據(jù)交換格式采用主流標準的交換格式XML、JSON與系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互。針對不同的訪問方式和技術(shù)，鐵路客運價格調(diào)整應(yīng)用系統(tǒng)采用成熟組件技術(shù)，實現(xiàn)與相關(guān)系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互和傳輸，比如，Web Service、API服務(wù)技術(shù)，以及支持向訪問終端提供動態(tài)的交互訪問。同時，鐵路客運價格調(diào)整應(yīng)用系統(tǒng)采用消息隊列（MQ，Message Queue）、Restful API服務(wù)方式，實現(xiàn)不同系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)文件的交換。

（3）業(yè)務(wù)邏輯與業(yè)務(wù)處理層

鐵路客運價格調(diào)整應(yīng)用系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯主要采用Java架構(gòu)和基于JavaBeans的多組件技術(shù)，通過定義用戶實體業(yè)務(wù)類庫、數(shù)據(jù)通信類庫、文檔處理類庫，以及對多種不同的組合和靈活的設(shè)置，完成定制、修改、管理各種客運價格業(yè)務(wù)流程。

（4）數(shù)據(jù)訪問交互層

鐵路客運價格調(diào)整應(yīng)用系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)訪問層，創(chuàng)建類對象和數(shù)據(jù)庫之間的映射，實現(xiàn)事務(wù)服務(wù)、查詢服務(wù)和數(shù)據(jù)并發(fā)訪問控制，完成數(shù)據(jù)的查詢增加修改刪除。

（5）數(shù)據(jù)處理層

鐵路客運價格調(diào)整應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫采用市場上成熟的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品，采用數(shù)據(jù)庫主從集群，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲，支持通過集群軟件進行數(shù)據(jù)訪問。

除此之外，鐵路客運價格調(diào)整應(yīng)用系統(tǒng)還包括支撐平臺，該平臺包含鐵路客運價格調(diào)整應(yīng)用系統(tǒng)所需的外部軟件，主要包含操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理組件、其他相關(guān)管理及運維軟件產(chǎn)品。

1.2 硬件架構(gòu)

鐵路客運價格調(diào)整應(yīng)用系統(tǒng)以客運營銷大數(shù)據(jù)平臺為基礎(chǔ)，收集客票銷售數(shù)據(jù)等相關(guān)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)價格決策業(yè)務(wù)流程的電子化。同時，鐵路客運價格調(diào)整應(yīng)用系統(tǒng)通過調(diào)價方案的發(fā)送、審核、確認，以及方案分解與合并、事務(wù)提醒、工作計時等功能，重塑目前價格分析與決策業(yè)務(wù)流程，并進行優(yōu)化，滿足客運價格主管部門統(tǒng)一規(guī)范管理整個價格浮動調(diào)整工作的需要。

鐵路客運價格調(diào)整應(yīng)用系統(tǒng)部署在客票網(wǎng)上，與中國鐵路客票發(fā)售和預(yù)訂系統(tǒng)（簡稱：客票系統(tǒng)）屬于同一個網(wǎng)絡(luò)，與所需數(shù)據(jù)保持在一個網(wǎng)絡(luò)上，滿足快速連接訪問數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)資源的需要。此外，鐵路客運價格調(diào)整應(yīng)用系統(tǒng)通過客票系統(tǒng)統(tǒng)一安全策略與安全設(shè)備與其他網(wǎng)絡(luò)連接，滿足其他類型用戶的訪問需要。

鐵路客運價格調(diào)整應(yīng)用系統(tǒng)主要由緩存服務(wù)器、接口服務(wù)器、負載均衡服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等組成，硬件架構(gòu)如圖2所示。

圖2 硬件架構(gòu)

1.3 數(shù)據(jù)架構(gòu)

鐵路客運價格調(diào)整應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)架構(gòu)由表現(xiàn)層、應(yīng)用層、數(shù)據(jù)資源層、數(shù)據(jù)交互層和數(shù)據(jù)整理層組成[5]，如圖3所示，具體如下。

圖3 數(shù)據(jù)架構(gòu)

（1）表現(xiàn)層

鐵路客運價格調(diào)整應(yīng)用系統(tǒng)由用戶通過瀏覽器輸入業(yè)務(wù)請求，并將請求結(jié)果通過瀏覽器進行展示。

（2）應(yīng)用層

應(yīng)用層按照不同的業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)，如調(diào)價發(fā)起、信息確認、方案確認等，進行數(shù)據(jù)處理，主要有2個方面：①從數(shù)據(jù)資源層獲取數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為定義好的標準交換格式（如XML、JSON）等，并提供給表現(xiàn)層進行展示；②將表現(xiàn)層提交的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)資源層需要的數(shù)據(jù)格式，由數(shù)據(jù)資源層進行數(shù)據(jù)存儲。

（3）數(shù)據(jù)資源層

數(shù)據(jù)資源層主要存儲不同類型的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，為鐵路客運價格調(diào)整應(yīng)用系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐。

（4）數(shù)據(jù)整理層

數(shù)據(jù)整理層處理來自外部系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)，并按照鐵路客運價格調(diào)整應(yīng)用系統(tǒng)的需要，進行數(shù)據(jù)梳理、集成和分析。本層的處理結(jié)果由數(shù)據(jù)資源層進行存儲。

（5）數(shù)據(jù)交互層

數(shù)據(jù)交互層按照定義的交互方式和交換格式（如XML、JSON）從外部系統(tǒng)共享業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。

1.4 接口架構(gòu)

鐵路客運價格調(diào)整應(yīng)用系統(tǒng)是鐵路客票系統(tǒng)的組成部分，需共享客票系統(tǒng)客運線路字典、客運站字典、列車數(shù)據(jù)、客流情況等數(shù)據(jù)。鐵路客運價格調(diào)整應(yīng)用系統(tǒng)通過對鐵路客票系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行梳理、集成和分析，形成評分庫規(guī)則、檔位配比規(guī)則、列車標簽規(guī)則，并將數(shù)據(jù)梳理的結(jié)果應(yīng)用于維護調(diào)價規(guī)則、維護調(diào)價列車、制定調(diào)價方案、調(diào)價方案評價分析等。鐵路客運價格調(diào)整應(yīng)用系統(tǒng)采用XML文件、JSON文件、Web Service、API、MQ等多種方式，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

在鐵路客運價格調(diào)整應(yīng)用系統(tǒng)中，客運線路字典、客運站字典為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，需要定期維護，以保證數(shù)據(jù)準確性。除此之外，列車數(shù)據(jù)的更新程度較高，客流情況數(shù)據(jù)也處于動態(tài)實時變化更新中，因而，鐵路客運價格調(diào)整應(yīng)用系統(tǒng)需要通過與客票系統(tǒng)連接，以數(shù)據(jù)接口訪問的形式獲取列車數(shù)據(jù)和客流情況數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的準確和及時。同時，由于數(shù)據(jù)量較大，鐵路客運價格調(diào)整應(yīng)用系統(tǒng)采用異步訪問形式保證數(shù)據(jù)獲取，接口架構(gòu)如圖4所示。

圖4 數(shù)據(jù)接口架構(gòu)

1.5 安全設(shè)計

鐵路客運價格調(diào)整應(yīng)用系統(tǒng)的安全體系建立在鐵路現(xiàn)有信息系統(tǒng)安全體系之上，保證重要系統(tǒng)功能的網(wǎng)絡(luò)防護，通過技術(shù)豐富防護手段，在保障鐵路相關(guān)既有信息系統(tǒng)正常運行的前提下，為本系統(tǒng)提供安全保障[6]。

為滿足鐵路客運價格調(diào)整應(yīng)用系統(tǒng)所需的服務(wù)可用性、性能高可用性等需求，該系統(tǒng)整體系統(tǒng)架構(gòu)主要由網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及線路）、主機子系統(tǒng)（數(shù)據(jù)庫服務(wù)器）、應(yīng)用子系統(tǒng)（Web應(yīng)用服務(wù)器和接口服務(wù)器）等各子系統(tǒng)組成的的高可用架構(gòu)。所有子系統(tǒng)主機使用負載均衡控制下的集群模式，實現(xiàn)系統(tǒng)的高可用性。在鐵路信息等級保護的基本要求下，網(wǎng)絡(luò)安全保障從網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)、主機系統(tǒng)安全設(shè)計、應(yīng)用功能安全設(shè)計、應(yīng)用訪問安全控制等方面進行考慮。

鐵路客運價格調(diào)整應(yīng)用系統(tǒng)在設(shè)計網(wǎng)絡(luò)安全保障方案時，基于鐵路客運價格調(diào)整應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境，在統(tǒng)一的安全管理機制下實施計算環(huán)境、區(qū)域邊界和通信網(wǎng)絡(luò)的安全保障措施[6]，主要有訪問控制機制、負載均衡、流量控制及清洗、防病毒/防DDOS/IPS、入侵檢測、安全審計、脆弱性檢查[7]，并通過不同的接入方式應(yīng)采取相應(yīng)的控制機制來保證接入的安全。

2 系統(tǒng)功能

2.1 待辦事務(wù)

當價格管理部門發(fā)起價格變更價格方案后，鐵路客運價格調(diào)整應(yīng)用系統(tǒng)實時顯示調(diào)價方案的事務(wù)進度，自動對調(diào)價基礎(chǔ)信息確認、制定調(diào)價系統(tǒng)方案、修訂票價方案、實施建議方案報批等環(huán)節(jié)進行事務(wù)處理提醒，對調(diào)價規(guī)則維護、調(diào)價基礎(chǔ)信息審核、方案補充等環(huán)節(jié)進行事務(wù)處理提醒，對調(diào)價列車信息維護、方案補充、方案確認等環(huán)節(jié)進行事務(wù)處理提醒。

2.2 方案管理

方案管理包括方案維護、流程查詢、方案預(yù)覽等主要功能。方案維護主要通過方案的新建、修改、撤銷、刪除等手段確保方案科學(xué)準確。流程查詢支持按照方案名稱、線路名稱、流程狀態(tài)等條件組合查詢調(diào)價方案，根據(jù)進度狀態(tài)跳轉(zhuǎn)至當事務(wù)處理頁面，提供調(diào)價方案預(yù)覽和導(dǎo)出功能。方案預(yù)覽根據(jù)方案各項要素組成條件組合，查詢調(diào)價方案的詳細內(nèi)容和匯總信息，提供調(diào)價方案預(yù)覽和導(dǎo)出功能。

2.3 事務(wù)處理

事務(wù)處理功能包括基礎(chǔ)信息確認、調(diào)價規(guī)則制訂、基礎(chǔ)信息審核等子功能，實現(xiàn)對鐵路客運價格調(diào)整所需的基礎(chǔ)信息進行查詢、導(dǎo)入、檢查、復(fù)核、確認；制定調(diào)價策略、對策略進行實時修改和補充，以使相關(guān)部門在此基礎(chǔ)上制訂科學(xué)合理的調(diào)價方案。

2.4 公布票價變更

主要針對于新線開行和既有線路公布票價調(diào)整等業(yè)務(wù)場景，通過分析客流變化給出大致調(diào)價方向；確定價格檔位，并將價格檔位與列車、席別等調(diào)價資源相結(jié)合，生成調(diào)價方案。

2.5 執(zhí)行票價變更

主要針對公布票價不變，只調(diào)整執(zhí)行票價的業(yè)務(wù)場景，通過既有歷史數(shù)據(jù)分析給出大致調(diào)價方向；確定價格檔位，并將價格檔位與列車、席別等調(diào)價資源相結(jié)合，生成調(diào)價方案。

2.6 業(yè)務(wù)字典管理

對系統(tǒng)所需的各基礎(chǔ)數(shù)據(jù)對應(yīng)的字典表進行管理，完成各字典表增刪改查，保證基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準確無誤。各字典功能如下。

（1）線路等級字典表

國鐵集團維護線路等級字典表。線路類型包括：國鐵集團統(tǒng)籌管理、由鐵路局集團公司自主定價的其他線路、局管內(nèi)自主定價線路。

（2）線路字典

國鐵集團維護線路字典，包含線路名稱、線路等級、線路調(diào)價牽頭局、運行開始時間、運行截止時間等信息。

（3）客運站字典

國鐵集團維護客運站字典，包含站名、所屬鐵路局集團公司、所屬線路等信息。

（4）車次字典

鐵路局集團公司維護車次字典，包含外部車次、內(nèi)部車次、所屬線路、擔(dān)當局、管內(nèi)/直通、開行起始日期、開行截至日期等信息。

（5）列車信息

鐵路局集團公司維護列車信息，包含車次、停靠站、運營里程、到達時刻、出發(fā)時刻等信息。

（6）速度等級字典

國鐵集團維護速度等級字典，包含車次字頭（G、D、C）、速度等級、席別等級、票價率等信息。

（7）運價里程通算字典

國鐵集團維護運價里程通算字典，包含里程范圍、折扣率、通算線路、執(zhí)行起止時間等信息。

3 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

鐵路客運價格調(diào)整應(yīng)用系統(tǒng)根據(jù)業(yè)務(wù)場景特點采用大運營數(shù)據(jù)異步查詢與接口技術(shù)。由于系統(tǒng)部分數(shù)據(jù)需要從其他系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)接口形式提供，而每次所需的數(shù)據(jù)計算復(fù)雜，外部系統(tǒng)無法實時提供，需要一定的時間查詢處理數(shù)據(jù)，因而采用異步方式進行數(shù)據(jù)訪問與返回。第1次訪問時對外部系統(tǒng)輸入所需參數(shù)，外部系統(tǒng)接受參數(shù)返回一組key，系統(tǒng)接受key后儲存下來，處理后續(xù)業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)。當后續(xù)業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)處理完畢后，需要接受數(shù)據(jù)時，將先前存儲的key作為第2次訪問數(shù)據(jù)接口的參數(shù)輸入外部系統(tǒng)，外部系統(tǒng)根據(jù)接收的key將數(shù)據(jù)返回給本系統(tǒng)，本系統(tǒng)接收全部數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)接口的訪問與返回。

4 系統(tǒng)應(yīng)用場景

鐵路客運價格浮動調(diào)整應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用場景主要包括：公布票價變更價格管理、國鐵集團統(tǒng)籌線路、鐵路局集團公司自主定價線路、局管內(nèi)自主定價線路執(zhí)行票價調(diào)整價格管理共4種主要應(yīng)用場景。按照交互復(fù)雜度和流程長度來看，公布票價變更價格管理—國鐵集團統(tǒng)籌線路—鐵路局集團公司自主定價線路—局管內(nèi)自主定價線路—執(zhí)行票價調(diào)整價格管理，因而本系統(tǒng)以滿足公布票價變更價格管理功能的要求進行設(shè)計和開發(fā)，最終研究成果可以覆蓋各級價格管理人員日常主要業(yè)務(wù)領(lǐng)域，滿足不同形式的客運價格調(diào)整工作需要。

5 結(jié)束語

通過鐵路客運價格調(diào)整應(yīng)用系統(tǒng)的推廣實施[8]，幫助鐵路運輸企業(yè)制定出科學(xué)合理的價格調(diào)整方案，促進增運增收目標的實現(xiàn)。鐵路客運價格調(diào)整應(yīng)用系統(tǒng)提高了鐵路客運價格決策業(yè)務(wù)領(lǐng)域的數(shù)字化水平，通過基礎(chǔ)信息的電子化存儲、查詢，實現(xiàn)查詢分析的自動化和決策的智能化，為整個鐵路收益管理工作更加高效科學(xué)的開展奠定基礎(chǔ)。