鐵路票務(wù)的“超級(jí)大腦”

2025年春運(yùn)期間，全國鐵路累計(jì)發(fā)送旅客5.13億人次，日均發(fā)送1282.5萬人次。中國鐵路12306作為世界上最大的票務(wù)實(shí)時(shí)交易平臺(tái)，面對(duì)如此巨大的客流量，它是如何保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的？又是如何保障票務(wù)數(shù)據(jù)的一致性和準(zhǔn)確性的呢？

車票的供與求

車票的多樣組合

出售一張車票背后的數(shù)學(xué)原理是：從一趟車次的車站里選兩個(gè)（始發(fā)站和終到站）進(jìn)行組合。例如，京滬高鐵有24個(gè)車站，若是一趟列車每站都停，那這列高鐵一張票的售出方式高達(dá)276種。

當(dāng)這一車次某一段車票賣出去后，還會(huì)產(chǎn)生新的車票組合，這被稱為車票的動(dòng)態(tài)裂變。假設(shè)一趟車有1000個(gè)座位，售票過程中就可裂變出上萬種可能！

更大的難度

12306的售票難度還遠(yuǎn)不止這些。同一條路線，可能有直達(dá)、特快、動(dòng)車、城際、高鐵等不同車次；每趟列車又分硬座、軟座、硬臥、軟臥、商務(wù)座等席位類型；同時(shí)，還有學(xué)生票、兒童票、殘軍票等不同折扣。這就好比一個(gè)定制套餐，不同的菜品、口味、配料組合起來，可以形成無數(shù)種個(gè)性化的選擇。

春運(yùn)時(shí)，上億旅客的購票需求，碰上車票供給的無數(shù)可能性，12306高峰期日均訪問量高達(dá)830億次，平均每秒要應(yīng)對(duì)96萬次的訪問量，單日最高售票量超2162萬張，每秒售出超1000張車票，這壓力可想而知！

如何扛住超大流量？

面對(duì)這么大的壓力，12306有五大核心技術(shù)來“撐腰”！

異步交易排隊(duì)系統(tǒng)

它就像車站窗口排隊(duì)，把互聯(lián)網(wǎng)上的海量購票請(qǐng)求按時(shí)間順序放進(jìn)排隊(duì)系統(tǒng)，按照“先進(jìn)先出”的規(guī)則，異步完成購票交易。

例如，你在12306上提交訂單，系統(tǒng)就給你發(fā)了一個(gè)“虛擬號(hào)牌”，讓你排隊(duì)等著，還會(huì)告訴你當(dāng)前排隊(duì)編號(hào)，這樣既讓購票體驗(yàn)變好，又防止服務(wù)器被瞬間流量沖垮。

異步交易排隊(duì)系統(tǒng)不僅解決了高并發(fā)訪問的問題，還在系統(tǒng)中引入了公平性的保障。系統(tǒng)采用了嚴(yán)格的用戶行為檢測(cè)和請(qǐng)求驗(yàn)證機(jī)制，旅客在提交購票請(qǐng)求時(shí)，系統(tǒng)會(huì)驗(yàn)證其行為是否合法，確保請(qǐng)求來自人工操作而非自動(dòng)化腳本，防止惡意用戶通過技術(shù)手段插隊(duì)。

分布式內(nèi)存余票計(jì)算

首先，構(gòu)建分布式的余票處理集群，將全國余票數(shù)據(jù)拆分到多個(gè)內(nèi)存節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)特定的車次。計(jì)算余票時(shí)，系統(tǒng)瞬間定位到相應(yīng)車次的內(nèi)存節(jié)點(diǎn)，這相當(dāng)于先把雜亂無章的房間整理得井井有條，再找東西，速度肯定要比直接在亂七八糟的房間里找東西快得多。

其次，研發(fā)余票內(nèi)存計(jì)算系統(tǒng)。不同于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫從磁盤讀取數(shù)據(jù)，內(nèi)存式計(jì)算將余票數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在內(nèi)存中直接讀取，實(shí)現(xiàn)了處理速度從秒級(jí)到毫秒級(jí)的突破，不僅滿足了每秒數(shù)萬甚至數(shù)百萬次的余票計(jì)算需求，而且確保了數(shù)據(jù)的一致性，有效防止車票超售。

雙中心雙活架構(gòu)

在同一個(gè)城市建立兩個(gè)數(shù)據(jù)中心，這兩個(gè)數(shù)據(jù)中心通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同步和流量調(diào)度，確保即使一個(gè)數(shù)據(jù)中心發(fā)生故障，另一個(gè)數(shù)據(jù)中心也能快速接管，保障系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行。

此外，負(fù)載均衡技術(shù)在高峰期自動(dòng)調(diào)配流量，避免了過度依賴單一數(shù)據(jù)中心的風(fēng)險(xiǎn)。這就像兩個(gè)“互為備用的心臟”，一個(gè)數(shù)據(jù)中心因?yàn)楦卟l(fā)流量過載宕機(jī)時(shí)，另一個(gè)能馬上接管，分擔(dān)流量，保障系統(tǒng)不間斷穩(wěn)定運(yùn)行。

混合云架構(gòu)

由鐵路私有云和公有云組成。私有云處理購票等核心操作，公有云處理余票查詢等。混合云架構(gòu)通過流量策略分配，共同承擔(dān)訪問、支付、查詢壓力，公有云就像擴(kuò)招了客服團(tuán)隊(duì)，能輕松扛住每秒近百萬次的余票查詢，幫私有云分流壓力。

讀寫分離、售取分離架構(gòu)

售票要寫入數(shù)據(jù)，換票、退改要更改數(shù)據(jù)，訂單查看要查詢數(shù)據(jù)，同一份數(shù)據(jù)有不同操作需求。12306設(shè)計(jì)了“讀寫節(jié)點(diǎn)分離、售取節(jié)點(diǎn)分離”的彈性擴(kuò)展核心交易架構(gòu)，這就像餐廳高峰期，炒菜（寫入操作）和傳菜（查詢操作）分工明確，避免數(shù)據(jù)相互阻塞，讓系統(tǒng)響應(yīng)更快、操作更穩(wěn)。

從1876年中國鐵路商業(yè)運(yùn)營(yíng)開始，人工售票方式延續(xù)了一個(gè)多世紀(jì)。但在過去20多年里，鐵路售票方式從人工售票，到窗口計(jì)算機(jī)售票，再到網(wǎng)絡(luò)自助購票，直到現(xiàn)在全面實(shí)施電子客票。12306讓窗口購票排隊(duì)成為歷史，帶來全新出行體驗(yàn)，也推動(dòng)了鐵路信息化的大發(fā)展。

（責(zé)任編輯 / 高琳" 美術(shù)編輯 / 周游）