鐵路售票廳排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

付志霞，王然然，劉 偉，萬(wàn)國(guó)睿

（北京經(jīng)緯信息技術(shù)有限公司,北京 100081）

隨著人們生活水平的不斷提高，旅客出行需求與日俱增，對(duì)出行工具的舒適度、價(jià)格和服務(wù)等方面都有了更多的期待。作為重要的交通工具之一，鐵路運(yùn)輸因其高性價(jià)比而深受旅客青睞[1-3]。火車站售票廳作為鐵路運(yùn)輸車站服務(wù)的一個(gè)部分，如何利用信息化技術(shù)提高火車站售票廳售票效率也是研發(fā)人員的關(guān)注點(diǎn)，智能出行更是成為鐵路旅客服務(wù)新的研究方向。單杏花等人[4]設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了快速線上購(gòu)票平臺(tái)和智能檢票系統(tǒng)，旅客只需要攜帶身份證即可刷證進(jìn)站；賈利梅[5]設(shè)計(jì)了基于Anylogic 的火車站售票排隊(duì)系統(tǒng)仿真模型，分析了如何有效設(shè)置辦理窗口數(shù)量，提高鐵路售票廳效率；石英男等人[6]設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于Linux 平臺(tái)的銀行排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)，通過(guò)智能化的排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)解決銀行工作人員辦理效率低的問(wèn)題。售票廳旅客滿意度、辦理業(yè)務(wù)類型和數(shù)量等信息對(duì)車站的運(yùn)營(yíng)管理至關(guān)重要，目前，鐵路售票廳的窗口售票業(yè)務(wù)信息與上層管控平臺(tái)之間缺乏有效的信息聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，導(dǎo)致無(wú)法實(shí)現(xiàn)信息的高效整合與利用。

基于此，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了鐵路售票廳排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)，旨在整合車站綜合信息，平衡資源分配，提高車站售票管理水平。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 總體架構(gòu)

鐵路售票廳排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)總體架構(gòu)分為表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)訪問(wèn)層和數(shù)據(jù)層，各層之間互為依托，又互相聯(lián)系，如圖1 所示。

圖1 鐵路售票廳排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)總體架構(gòu)

1.1.1 表現(xiàn)層

表現(xiàn)層主要是用于用戶交互，實(shí)現(xiàn)用戶交互功能，主要由QT 中的控制器（Controller）、視圖（View）、模型（Model）實(shí)現(xiàn)。

1.1.2 業(yè)務(wù)邏輯層

業(yè)務(wù)邏輯層主要是實(shí)現(xiàn)外部系統(tǒng)的業(yè)務(wù)集成和數(shù)據(jù)傳輸，為上層提供業(yè)務(wù)訪問(wèn)服務(wù)。終端設(shè)備通過(guò)統(tǒng)一接口平臺(tái)與后臺(tái)服務(wù)器通信，后臺(tái)服務(wù)器接入車站綜合管控平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)管理。包括取號(hào)、叫號(hào)、評(píng)價(jià)、主控、顯示和數(shù)據(jù)分析等6 個(gè)模塊。

1.1.3 數(shù)據(jù)訪問(wèn)層

數(shù)據(jù)訪問(wèn)層主要是對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)進(jìn)行抽象封裝。采用Hive 數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)作為主要存儲(chǔ)。主要包括實(shí)體封裝、事務(wù)管理、連接池等模塊。數(shù)據(jù)訪問(wèn)包括命令行接口（CLI，Command Line Interface）、JDBC/ODBC和Web 用戶接口（WUI，Web User Interface）等3種模式，方便不同用戶查詢使用。

1.1.4 數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層主要用于存儲(chǔ)字典數(shù)據(jù)、系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。Hive 將元數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，元數(shù)據(jù)存儲(chǔ)有內(nèi)嵌Derby、直連數(shù)據(jù)庫(kù)、遠(yuǎn)程服務(wù)器等3種模式，分別對(duì)應(yīng)不同應(yīng)用場(chǎng)景。

1.2 系統(tǒng)組成

鐵路售票廳排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)組成如圖2 所示，主要由取號(hào)機(jī)、評(píng)價(jià)器、呼叫器、顯示屏、呼叫服務(wù)器和管理機(jī)組成。旅客通過(guò)取號(hào)機(jī)排隊(duì)取號(hào)；窗口工作人員通過(guò)呼叫器叫號(hào)和重叫；叫號(hào)服務(wù)器處理、記錄排隊(duì)信息，并響應(yīng)叫號(hào)方進(jìn)行智能分配窗口辦理；由吊屏、立屏顯示及廣播語(yǔ)音進(jìn)行提示。本文系統(tǒng)支持多個(gè)售票廳同時(shí)工作。

圖2 鐵路售票廳排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)組成

為了提供安全和持續(xù)性服務(wù)，本系統(tǒng)叫號(hào)服務(wù)器、取號(hào)機(jī)均采用Linux 系統(tǒng)，不但可支持x86 架構(gòu)、arm 架構(gòu)、mips 架構(gòu)，也支持risc-v 等開(kāi)源架構(gòu)，不受硬件系統(tǒng)CUP 架構(gòu)限制，提供穩(wěn)定可持續(xù)的技術(shù)支持。評(píng)價(jià)器、叫號(hào)器、吊屏顯示屏均采用輕量級(jí)的Andriod 系統(tǒng)。

1.3 核心業(yè)務(wù)流程

主要包括取號(hào)和叫號(hào)兩個(gè)核心業(yè)務(wù)流程。

1.3.1 取號(hào)流程

乘客在排隊(duì)叫號(hào)終端選擇辦理業(yè)務(wù)，并點(diǎn)擊取號(hào)，叫號(hào)服務(wù)器收到請(qǐng)求后根據(jù)辦理業(yè)務(wù)類型派號(hào)并入庫(kù)記錄，排隊(duì)叫號(hào)終端同時(shí)打印排號(hào)單據(jù)。單據(jù)內(nèi)容包括車站、號(hào)碼、業(yè)務(wù)類型、受理窗口號(hào)、等待人數(shù)、提示、時(shí)間等信息，如圖3 所示。

圖3 取號(hào)流程

1.3.2 叫號(hào)流程

員工點(diǎn)擊呼叫器叫號(hào)/重呼按鍵進(jìn)行叫號(hào)；服務(wù)器接收叫號(hào)請(qǐng)求，根據(jù)業(yè)務(wù)類型及窗口號(hào)提取相應(yīng)號(hào)碼派發(fā)任務(wù)；請(qǐng)求窗口呼叫器顯示叫到的號(hào)碼及等待人數(shù)；請(qǐng)求窗口掛屏顯示叫到的號(hào)碼及辦理窗口號(hào)；信息顯示屏更新顯示信息；同時(shí)，進(jìn)行語(yǔ)音廣播；服務(wù)器更新數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)。叫號(hào)流程如圖4 所示。

圖4 叫號(hào)流程

2 系統(tǒng)功能

鐵路售票廳排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)，基于計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，對(duì)排對(duì)旅客及窗口工作人員的信息進(jìn)行管理，合理分配窗口。主要包括取號(hào)、叫號(hào)、旅客評(píng)價(jià)、信息顯示、后臺(tái)信息管理等5 個(gè)功能模塊。用戶分為超級(jí)管理用戶和普通用戶兩種，其中，超級(jí)管理用戶可對(duì)設(shè)備進(jìn)行參數(shù)配置和下載數(shù)據(jù)。

2.1 取號(hào)功能

乘客使用取號(hào)機(jī)取號(hào)，取號(hào)業(yè)務(wù)類別包括售票、退票、改簽和臨時(shí)制證等。

2.2 叫號(hào)功能

空閑窗口工作人員操作鐵路售票廳排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行叫號(hào)，該系統(tǒng)分析后通過(guò)語(yǔ)音廣播提示排到的乘客，支持重復(fù)叫號(hào)。后臺(tái)記錄辦理工作進(jìn)度，并生成報(bào)表。對(duì)各辦事窗口工作數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一采集、存儲(chǔ)及管理，為效率統(tǒng)計(jì)分析、人員績(jī)效目標(biāo)考核評(píng)估等模塊提供全面、真實(shí)、有效的數(shù)據(jù)。

2.3 旅客評(píng)價(jià)功能

業(yè)務(wù)辦理結(jié)束后，旅客可通過(guò)評(píng)價(jià)器對(duì)服務(wù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)等級(jí)分為很滿意、滿意、一般、不滿意等4 種。

2.4 信息顯示功能

信息顯示包括顯示屏文字顯示和語(yǔ)音播報(bào)顯示兩種方式。其中，顯示屏顯示可通過(guò)掛屏和立屏兩種終端進(jìn)行業(yè)務(wù)辦理信息顯示。語(yǔ)音播報(bào)包括中央廣播和獨(dú)立廣播兩種模式，適用于寬敞、喧鬧、客流量大的售票廳環(huán)境。

2.5 后臺(tái)信息管理功能

后臺(tái)信息管理主要包括評(píng)估、資源分配、數(shù)據(jù)上傳車站智能綜合管控平臺(tái)。實(shí)現(xiàn)工作人員信息管理，開(kāi)班、退班管理，工作量記錄及工作認(rèn)可度評(píng)估報(bào)表等功能。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 語(yǔ)音合成技術(shù)與實(shí)時(shí)廣播

鐵路售票廳排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)采用高級(jí)Linux 聲音架構(gòu)（ALSA，Advanced Linux Sound Architecture），通過(guò)引入Pulseaudio+Echo 技術(shù)實(shí)現(xiàn)文本轉(zhuǎn)語(yǔ)音功能。Pulseaudio 具有良好的可移植性，可以在Linux/Windows 操作系統(tǒng)中運(yùn)行[7-11]，適用于人流量大、環(huán)境嘈雜、實(shí)時(shí)性要求不高的叫號(hào)廣播場(chǎng)景。車站環(huán)境較為復(fù)雜，不可避免發(fā)生對(duì)實(shí)時(shí)性要求高的應(yīng)急事件，因此，采用實(shí)時(shí)廣播技術(shù)，以便工作人員在應(yīng)急處理時(shí)實(shí)時(shí)喊話。實(shí)時(shí)廣播通過(guò)傳輸語(yǔ)音字節(jié)流到取號(hào)機(jī)，取號(hào)機(jī)將字節(jié)流轉(zhuǎn)換成語(yǔ)音直接廣播，此方式延遲在毫秒級(jí)別，成為應(yīng)急處置的有效輔助工具。

3.2 數(shù)據(jù)庫(kù)可視化分析

通過(guò)Hive 數(shù)據(jù)集市對(duì)受理業(yè)務(wù)類型、數(shù)量、受理時(shí)間等數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化分析，將結(jié)果以圖表的方式直觀展現(xiàn)，如圖5 所示。管理者可以清晰地觀測(cè)到整個(gè)售票廳及員工工作數(shù)據(jù)變化，輔助決策。

圖5 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示

3.3 智能分析與預(yù)測(cè)

目前，鐵路售票廳排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)叫號(hào)規(guī)則簡(jiǎn)單，采用人工判斷窗口業(yè)務(wù)增減，導(dǎo)致業(yè)務(wù)辦理時(shí)效性差、新增窗口業(yè)務(wù)類型與客觀業(yè)務(wù)需求類型不符等問(wèn)題出現(xiàn)。本文通過(guò)累計(jì)旅客辦理數(shù)據(jù)，采用樸素貝葉斯（NB，Naive Bayes）算法分析出每個(gè)辦理業(yè)務(wù)的需求概率，據(jù)此調(diào)整開(kāi)放窗口的時(shí)間和數(shù)量，并預(yù)測(cè)業(yè)務(wù)量，降低了人員成本，節(jié)約了資源。

4 系統(tǒng)應(yīng)用

鐵路售票廳排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)在某車站進(jìn)行了試點(diǎn)，本次試點(diǎn)為期一個(gè)月。本系統(tǒng)整合了車站綜合信息，平衡了售票窗口資源分配，提高了車站售票管理效率和水平。

（1）管理人員通過(guò)柱狀圖及生成統(tǒng)計(jì)報(bào)表的方式實(shí)時(shí)觀察售票廳人流量，動(dòng)態(tài)調(diào)整開(kāi)放窗口數(shù)量。該車站原來(lái)開(kāi)放售票、退票、改簽、臨時(shí)制證等4個(gè)業(yè)務(wù)窗口，應(yīng)用本系統(tǒng)后，只需要開(kāi)放2 個(gè)綜合窗口即可辦理所有業(yè)務(wù)，顯著減少了窗口資源的浪費(fèi)，控制了人員成本。

（2）根據(jù)本系統(tǒng)提供的辦理人數(shù)、累計(jì)時(shí)間、單次處理時(shí)間及乘客對(duì)辦理員工工作態(tài)度評(píng)價(jià)等數(shù)據(jù)，管理人員可以對(duì)工作人員業(yè)績(jī)進(jìn)行量化考核。實(shí)現(xiàn)了公平、公開(kāi)、公正的獎(jiǎng)懲制度。

（3）該車站的智能綜合綜合管控平臺(tái)通過(guò)本系統(tǒng)接口可接收售票廳辦理業(yè)務(wù)信息，管理人員在總控室即可通過(guò)廣播系統(tǒng)調(diào)配售票窗口資源。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)了一套基于Linux 平臺(tái)的鐵路售票廳排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了取號(hào)、叫號(hào)、旅客評(píng)價(jià)、信息顯示、后臺(tái)信息管理等功能。通過(guò)接口對(duì)接實(shí)現(xiàn)了鐵路售票廳與車站綜合管控平臺(tái)數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)。中央廣播與獨(dú)立廣播兼用的模式設(shè)計(jì)更好地適應(yīng)各種嘈雜的售票廳環(huán)境。下一步將深入研究多售票廳視頻聯(lián)動(dòng)優(yōu)化方案，讓旅客在窗口購(gòu)票更加便捷，進(jìn)一步提升車站售票管理效率。