鐵路客運(yùn)預(yù)清算系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

劉賀文，易衡昌，申 強(qiáng)，王洪業(yè)

（1. 中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司 電子計(jì)算技術(shù)研究所，北京 100081；2. 中國國家鐵路集團(tuán)有限公司 資金清算中心清算處，北京 100844）

鐵路旅客運(yùn)輸清算系統(tǒng)（簡稱：客運(yùn)清算系統(tǒng)）是鐵路財(cái)務(wù)和清算工作中不可或缺的支撐系統(tǒng)[1]。隨著鐵路財(cái)務(wù)體制改革、客運(yùn)業(yè)務(wù)的發(fā)展，客運(yùn)清算系統(tǒng)自投產(chǎn)以來，其業(yè)務(wù)和功能不斷完善和豐富，不僅涵蓋普通客運(yùn)、行李郵政列車、京滬九（北京—上海—九龍）直通列車、廣深港（廣州—深圳—香港）高速鐵路（簡稱：高鐵）跨境運(yùn)輸、常旅客積分、定期計(jì)次票，以及高鐵保障、動(dòng)車組租用、跨境車輛使用等方面，還在清算分析、智能化[2]系統(tǒng)的安全和性能上得到了很大提升?？瓦\(yùn)清算系統(tǒng)有效促進(jìn)了清算秩序的落實(shí)，維護(hù)了企業(yè)的合法權(quán)益[3-4]，激勵(lì)了鐵路運(yùn)輸企業(yè)的積極性[5]。

目前，清算業(yè)務(wù)是按月度進(jìn)行的，即按月發(fā)布清算結(jié)果，按月進(jìn)行資金結(jié)算和劃撥。隨著客運(yùn)市場的發(fā)展和企業(yè)經(jīng)營的細(xì)化，如此長的清算周期已經(jīng)越來越無法滿足業(yè)務(wù)的需求，其主要體現(xiàn)在兩方面：（1）使運(yùn)輸企業(yè)在資金周轉(zhuǎn)上承擔(dān)了很大壓力；（2）使運(yùn)輸企業(yè)在加強(qiáng)管理、按成本安排生產(chǎn)、編制預(yù)算時(shí)處于被動(dòng)地位。近年來所采用的月度內(nèi)資金分次預(yù)劃撥方式雖然在一定程度上緩解了企業(yè)在資金周轉(zhuǎn)上的壓力，但對(duì)企業(yè)成本預(yù)估、預(yù)算安排幫助不大，同時(shí)還給資金中心帶來了資金管理上的風(fēng)險(xiǎn)。

此外，客運(yùn)清算系統(tǒng)采用一級(jí)部署方式，即該系統(tǒng)的所有接口數(shù)據(jù)和清算字典都集中在中國國家鐵路集團(tuán)有限公司（簡稱：國鐵集團(tuán)）這一級(jí)。而基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的完備性和更新的及時(shí)性都會(huì)直接影響到清算結(jié)果的準(zhǔn)確性。在所有清算基礎(chǔ)信息中，列車擔(dān)當(dāng)信息、動(dòng)車組編組信息存在變化多、涉及企業(yè)多、影響大、收集困難等情況，這些情況直接導(dǎo)致產(chǎn)生清算調(diào)整多和工作量大的問題。

為了解決客運(yùn)清算系統(tǒng)存在的這些問題，讓客運(yùn)清算系統(tǒng)適應(yīng)市場化改革的需要，更好地推動(dòng)業(yè)財(cái)融合，提升清算服務(wù)品質(zhì)，鐵路運(yùn)輸預(yù)清算業(yè)務(wù)逐漸被提出和重視。因此，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了鐵路客運(yùn)預(yù)清算系統(tǒng)（簡稱：預(yù)清算系統(tǒng)），并詳細(xì)介紹該系統(tǒng)的架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)。

1 預(yù)清算系統(tǒng)數(shù)據(jù)

1.1 接口數(shù)據(jù)

客運(yùn)清算系統(tǒng)的接口數(shù)據(jù)主要是各企業(yè)收入審核后的進(jìn)款數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)部門提供的統(tǒng)計(jì)工作量數(shù)據(jù)，其中，進(jìn)款數(shù)據(jù)主要用于清算進(jìn)款、售票服務(wù)費(fèi)、旅客服務(wù)費(fèi)等；統(tǒng)計(jì)工作量用于計(jì)算線路使用費(fèi)和機(jī)車牽引費(fèi)等。這些接口數(shù)據(jù)都是按月提供的，存在時(shí)延大、數(shù)據(jù)準(zhǔn)的特點(diǎn)。要使預(yù)清算系統(tǒng)具有較高的時(shí)效性，就要將系統(tǒng)接口前移，才能更早地獲得相關(guān)數(shù)據(jù)。

對(duì)于預(yù)清算系統(tǒng)而言，進(jìn)款數(shù)據(jù)可以直接從中國鐵路客票發(fā)售和預(yù)訂系統(tǒng)（簡稱：客票系統(tǒng)）的存根數(shù)據(jù)計(jì)算得到。由于客票系統(tǒng)不包含非聯(lián)網(wǎng)收入等數(shù)據(jù)，因此，以此方式獲得的進(jìn)款數(shù)據(jù)會(huì)與收入審核后的進(jìn)款數(shù)據(jù)有一定差異。以2021年8月份為例，上海局集團(tuán)公司的這兩種數(shù)據(jù)相差4.7%，成都局集團(tuán)公司的這兩種數(shù)據(jù)相差1.5%。對(duì)預(yù)清算系統(tǒng)來說，這種差異是可以接受的。

統(tǒng)計(jì)工作量數(shù)據(jù)雖然不能直接從客票系統(tǒng)得到，但由于統(tǒng)計(jì)工作量數(shù)據(jù)與列車開行間有一定的關(guān)聯(lián)性，即列車開行越多，統(tǒng)計(jì)工作量就越大。也就是說，統(tǒng)計(jì)工作量數(shù)據(jù)可基于客票系統(tǒng)的存根數(shù)據(jù)和客票字典，通過以下兩種方式獲取。

（1）基于客運(yùn)清算系統(tǒng)中往期的統(tǒng)計(jì)工作量對(duì)各趟列車工作量經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行估算，并結(jié)合當(dāng)期客票字典中提取出來的列車實(shí)際開行情況對(duì)當(dāng)期各趟列車工作量進(jìn)行估算。列車開行得越有規(guī)律，這種方式的估算結(jié)果越準(zhǔn)確。以G1337次列車在2021年8月份的數(shù)據(jù)為例，途徑各個(gè)線路企業(yè)產(chǎn)生的線路使用費(fèi)偏差為0.9%～2.8%。

（2）基于客運(yùn)清算系統(tǒng)中往期統(tǒng)計(jì)工作量，結(jié)合客票字典中的列車途徑線路、列車特征等信息，提煉出由若干運(yùn)行特征值（如列車等級(jí)、線路區(qū)段）對(duì)應(yīng)的工作量經(jīng)驗(yàn)值。該工作量經(jīng)驗(yàn)值和客票字典中提供取的列車實(shí)際開行數(shù)據(jù)可以對(duì)各趟列車工作量進(jìn)行估算。相對(duì)于第1種方式，這種方式更適合臨客或調(diào)圖后新開列車的估算。當(dāng)這種方式的經(jīng)驗(yàn)值足夠準(zhǔn)確時(shí)，可以替代第1種方式。

由此可見，客運(yùn)預(yù)清算系統(tǒng)的接口數(shù)據(jù)是來自客票系統(tǒng)的存根數(shù)據(jù)和客票字典數(shù)據(jù)，區(qū)別于客運(yùn)清算系統(tǒng)的收入審核后的進(jìn)款數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)部門的統(tǒng)計(jì)工作量數(shù)據(jù)，這勢必會(huì)導(dǎo)致清算結(jié)果存在差異。相對(duì)于預(yù)清算的意義而言，這種差異在一定程度上是可以接受的，并可通過算法優(yōu)化進(jìn)行不斷縮小。

1.2 清算字典

無論是既有客運(yùn)清算系統(tǒng)還是預(yù)清算系統(tǒng)，都離不開清算字典，如單價(jià)字典、車站歸屬字典、動(dòng)車組編組字典、列車擔(dān)當(dāng)字典等?？瓦\(yùn)預(yù)清算系統(tǒng)可以按日向相關(guān)企業(yè)發(fā)布清算字典及相應(yīng)的預(yù)清算結(jié)果，使他們能更早發(fā)現(xiàn)和糾正清算字典中的差錯(cuò)。經(jīng)過預(yù)清算審核和校正后的清算字典直接被應(yīng)用到客運(yùn)清算系統(tǒng)的月度清算中，能夠大幅提高清算結(jié)果的準(zhǔn)確性，減少調(diào)整工作量。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 數(shù)據(jù)流設(shè)計(jì)

接收接口數(shù)據(jù)、加工處理、預(yù)清算、結(jié)果發(fā)布等過程的數(shù)據(jù)流在客運(yùn)預(yù)清算系統(tǒng)中的流轉(zhuǎn)如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)流在客運(yùn)預(yù)清算系統(tǒng)中的流轉(zhuǎn)

2.1.1 接口數(shù)據(jù)處理

預(yù)清算系統(tǒng)收到接口數(shù)據(jù)后，經(jīng)過數(shù)據(jù)清篩處理，分解出廣深港高鐵跨境運(yùn)輸清算進(jìn)款數(shù)據(jù)、京滬九直通列車清算進(jìn)款數(shù)據(jù)、普通客運(yùn)清算進(jìn)款數(shù)據(jù)，以及列車擔(dān)當(dāng)要素?cái)?shù)據(jù)和列車特征數(shù)據(jù)。

列車擔(dān)當(dāng)要素?cái)?shù)據(jù)包括車次、始發(fā)站、終到站、開行日期等信息。列車特征數(shù)據(jù)包括列車車次、編組、定員、途徑站等信息[6]。列車擔(dān)當(dāng)要素?cái)?shù)據(jù)和系統(tǒng)中的列車擔(dān)當(dāng)識(shí)別規(guī)則庫數(shù)據(jù)共同作為擔(dān)當(dāng)識(shí)別模塊的輸入信息，形成的列車擔(dān)當(dāng)字典是預(yù)清算核心模塊的清算依據(jù)。列車特征數(shù)據(jù)作為統(tǒng)計(jì)工作量估算處理模塊的輸入，與往期經(jīng)驗(yàn)工作量一起協(xié)助生成統(tǒng)計(jì)工作量估算數(shù)據(jù)；同時(shí)，列車特征數(shù)據(jù)也輔助生成動(dòng)車組編組字典內(nèi)容。

2.1.2 統(tǒng)計(jì)工作量估算處理

統(tǒng)計(jì)工作量估算處理是結(jié)合列車特征數(shù)據(jù)和往期經(jīng)驗(yàn)工作量，得到當(dāng)期統(tǒng)計(jì)工作量估算數(shù)據(jù)。 它有兩種模式獲得往期經(jīng)驗(yàn)工作量：（1）往期實(shí)際統(tǒng)計(jì)工作量數(shù)據(jù)結(jié)合列車開行情況折算出列車（車次）的統(tǒng)計(jì)工作量經(jīng)驗(yàn)值；（2）基于往期實(shí)際統(tǒng)計(jì)工作量數(shù)據(jù)，根據(jù)列車特征數(shù)據(jù)，諸如列車等級(jí)、途徑區(qū)段、開行時(shí)間等特征，獲得各個(gè)特征的統(tǒng)計(jì)工作量經(jīng)驗(yàn)值。

2.1.3 清算字典及規(guī)則

清算中心用戶需要維護(hù)擔(dān)當(dāng)判定規(guī)則、基礎(chǔ)字典（如單價(jià)字典）及預(yù)清算規(guī)則庫。這些清算字典和規(guī)則，包括系統(tǒng)識(shí)別出的列車擔(dān)當(dāng)字典和動(dòng)車組編組字典，共同構(gòu)成了預(yù)清算的基礎(chǔ)信息；廣深港高鐵跨境運(yùn)輸清算進(jìn)款數(shù)據(jù)、京滬九直通列車清算進(jìn)款數(shù)據(jù)、普通客運(yùn)清算進(jìn)款數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)工作量估算數(shù)據(jù)是核心處理模塊的輸入。核心處理模塊處理后，預(yù)清算系統(tǒng)將預(yù)清算報(bào)表，連同基礎(chǔ)信息一起發(fā)布給各清算參與企業(yè)。

2.1.4 信息反饋

各清算參與企業(yè)收到預(yù)清算報(bào)表和清算字典后，通過系統(tǒng)提供的交互功能及時(shí)修正系統(tǒng)中不準(zhǔn)確的列車擔(dān)當(dāng)、編組、開行、資產(chǎn)歸屬等基礎(chǔ)信息。預(yù)清算系統(tǒng)根據(jù)反饋信息，確定影響范圍，通知利益相關(guān)方進(jìn)行確認(rèn)。各方意見達(dá)成一致后，預(yù)清算系統(tǒng)重新計(jì)算，并立即更新相關(guān)報(bào)表和基礎(chǔ)信息。

2.2 功能架構(gòu)

預(yù)清算系統(tǒng)的功能架構(gòu)如圖2所示。

圖2 客運(yùn)預(yù)清算系統(tǒng)的功能架構(gòu)

2.2.1 客票存根數(shù)據(jù)接口模塊

客票存根數(shù)據(jù)接口模塊實(shí)現(xiàn)客票存根數(shù)據(jù)接收、入庫，并將接收的文件備份到指定服務(wù)器。入庫后，客票存根數(shù)據(jù)接口模塊還會(huì)對(duì)接口數(shù)據(jù)的完整性、重復(fù)性進(jìn)行校驗(yàn)，將通過校驗(yàn)的數(shù)據(jù)留轉(zhuǎn)到后續(xù)模塊。

2.2.2 客票字典數(shù)據(jù)接口模塊

客票字典數(shù)據(jù)接口模塊實(shí)現(xiàn)客票字典數(shù)據(jù)（如車次目錄和列車編組）接收、入庫，并將接收的文件備份到指定服務(wù)器。入庫后，客票字典數(shù)據(jù)接口模塊還會(huì)針對(duì)客票系統(tǒng)字典的特點(diǎn)，完成字典更新及累積處理。

2.2.3 數(shù)據(jù)清篩模塊

數(shù)據(jù)清篩模塊根據(jù)車次、始發(fā)站、終到站，以及乘客的上下車站情況，將所有的客票存根數(shù)據(jù)整理拆分為廣深港高鐵跨境運(yùn)輸清算進(jìn)款數(shù)據(jù)、京滬九直通列車清算進(jìn)款數(shù)據(jù)、普通客運(yùn)清算進(jìn)款數(shù)據(jù)這3類數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)將根據(jù)各自的清算規(guī)則，分別進(jìn)行預(yù)清算。

2.2.4 開行列車特征碼提取模塊

開行列車特征碼提取模塊針對(duì)統(tǒng)計(jì)工作量估算、清算分析、清算處理等需要，按照一定算法，從客票存根數(shù)據(jù)和客票字典中加工處理得出開行列車的特征因素，如列車等級(jí)、開行日期、編組、定員、經(jīng)由等。

2.2.5 統(tǒng)計(jì)工作量經(jīng)驗(yàn)值生成模塊1

統(tǒng)計(jì)工作量經(jīng)驗(yàn)值生成模塊1結(jié)合往期列車開行情況，從客運(yùn)清算系統(tǒng)往期的統(tǒng)計(jì)工作量中按照一定算法歸納得出所有車次趟均統(tǒng)計(jì)工作量經(jīng)驗(yàn)值。該模塊引入評(píng)價(jià)和微調(diào)機(jī)制，使經(jīng)驗(yàn)值不斷逼近“真值”。

2.2.6 統(tǒng)計(jì)工作量經(jīng)驗(yàn)值生成模塊2

統(tǒng)計(jì)工作量經(jīng)驗(yàn)值生成模塊2與“統(tǒng)計(jì)工作量經(jīng)驗(yàn)值生成模塊1”模塊目的一致，只不過統(tǒng)計(jì)工作量經(jīng)驗(yàn)值生成模塊2以另一種方式推導(dǎo)出統(tǒng)計(jì)工作量經(jīng)驗(yàn)值。這兩種方式各有利弊，可以互為補(bǔ)充。統(tǒng)計(jì)工作量經(jīng)驗(yàn)值生成模塊2是結(jié)合往期列車開行情況，從客運(yùn)清算系統(tǒng)往期的統(tǒng)計(jì)工作量中推導(dǎo)出針對(duì)列車等級(jí)、經(jīng)由等列車特征信息有關(guān)的統(tǒng)計(jì)工作量經(jīng)驗(yàn)值。同樣設(shè)置評(píng)價(jià)和微調(diào)機(jī)制，如通過調(diào)整特征維度等因素，達(dá)到經(jīng)驗(yàn)值逼近“真值”的目的。

2.2.7 統(tǒng)計(jì)工作量估算處理模塊

統(tǒng)計(jì)工作量估算模塊根據(jù)當(dāng)期客票系統(tǒng)接口數(shù)據(jù)得到的列車開行特征數(shù)據(jù)，利用統(tǒng)計(jì)工作量經(jīng)驗(yàn)值，估算出當(dāng)期統(tǒng)計(jì)工作量數(shù)據(jù)，用于預(yù)清算線路使用費(fèi)、機(jī)車牽引費(fèi)等。

2.2.8 列車擔(dān)當(dāng)識(shí)別規(guī)則定義模塊

列車擔(dān)當(dāng)識(shí)別規(guī)則定義模塊主要提供人機(jī)交互界面，供各企業(yè)提供的協(xié)議擔(dān)當(dāng)形式化存儲(chǔ)到預(yù)清算系統(tǒng)中，作為預(yù)清算系統(tǒng)判定車次擔(dān)當(dāng)企業(yè)的依據(jù)。

2.2.9 清算字典維護(hù)模塊

清算字典維護(hù)模塊提供人機(jī)交互界面，供諸如清算單價(jià)字典、歸屬字典的維護(hù)和查詢。該模塊支持字典批量維護(hù)、增、刪、改、查、打印等操作。

2.2.10 預(yù)清算規(guī)則庫定義模塊

預(yù)清算規(guī)則庫定義模塊通過維護(hù)規(guī)則庫，定義預(yù)清算的清算規(guī)則，供預(yù)清算核心處理模塊使用。針對(duì)不同的清算科目，該模塊會(huì)分別設(shè)置清算處理規(guī)則和報(bào)表規(guī)則。

2.2.11 預(yù)清算核心處理模塊

按照預(yù)清算規(guī)則，預(yù)清算核心處理模塊基于清算字典，對(duì)各類預(yù)清算數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，形成預(yù)清算結(jié)果。

2.2.12 預(yù)清算報(bào)表發(fā)布模塊

按照?qǐng)?bào)表規(guī)則，預(yù)清算報(bào)表發(fā)布模塊為各個(gè)企業(yè)生成各個(gè)清算科目的、各口徑的預(yù)清算報(bào)表，并將相關(guān)報(bào)表通過客戶端網(wǎng)站，供用戶在其權(quán)限范圍內(nèi)進(jìn)行查詢和下載。

2.2.13 清算字典發(fā)布與審核模塊

清算字典發(fā)布與審核模塊將預(yù)清算系統(tǒng)中相關(guān)清算字典發(fā)布給各企業(yè)。各企業(yè)如果發(fā)現(xiàn)問題，則可以通過客戶端提交修正申請(qǐng)?？瓦\(yùn)預(yù)清算系統(tǒng)收到申請(qǐng)后，會(huì)將其推送給相關(guān)方。只有相關(guān)方均認(rèn)可的情況下，該修正才會(huì)被采用，并據(jù)其影響，重新預(yù)清算并發(fā)布新的預(yù)清算結(jié)果。

2.2.14 用戶管理與授權(quán)模塊

用戶管理與授權(quán)模塊實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的用戶管理及用戶授權(quán)管理。不同企業(yè)間可以通過授權(quán)的方式，將業(yè)務(wù)委托給其他企業(yè)代為辦理。

2.2.15 對(duì)外接口服務(wù)模塊

客運(yùn)預(yù)清算系統(tǒng)通過對(duì)外接口服務(wù)模塊為各企業(yè)提供多種靈活的對(duì)外接口服務(wù)。該模塊不但可提供個(gè)性化可定制的接口格式、接口內(nèi)容，甚至還可拓展通過多種途徑提供數(shù)據(jù)，如移動(dòng)端服務(wù)。

2.2.16 運(yùn)行監(jiān)控及日志模塊

運(yùn)行監(jiān)控及日志模塊提供系統(tǒng)操作和運(yùn)行日志的記錄、查詢、統(tǒng)計(jì)等功能，方便從業(yè)務(wù)、維護(hù)等各個(gè)層面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析、評(píng)判。

3 結(jié)束語

本文基于企業(yè)需求，分析了當(dāng)前客運(yùn)清算系統(tǒng)的局限性和面臨的困境，提出并設(shè)計(jì)了鐵路客運(yùn)預(yù)清算系統(tǒng)。該系統(tǒng)將成為現(xiàn)有客運(yùn)清算系統(tǒng)的補(bǔ)充，使清算服務(wù)產(chǎn)品更加豐富多樣。下一步，可積極引入?yún)^(qū)塊鏈[7]、云技術(shù)[8]、國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫等新技術(shù)、新方案，增加技術(shù)儲(chǔ)備，助力客運(yùn)清算系統(tǒng)升級(jí)。