王永峰，化小剛，李 政

（中鐵程科技有限責(zé)任公司，北京 100081）

鐵路自動檢票系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

王永峰，化小剛，李 政

（中鐵程科技有限責(zé)任公司，北京 100081）

作為鐵路信息化建設(shè)的一個重要組成部分，近年來，自動檢票系統(tǒng)在鐵路建設(shè)和客運運營中受到高度重視。本文結(jié)合現(xiàn)有鐵路檢票系統(tǒng)的實際情況，介紹現(xiàn)階段鐵路自動檢票系統(tǒng)的架構(gòu)、與外部系統(tǒng)的接口，主要業(yè)務(wù)流程、檢票系統(tǒng)的主要功能。

自動檢票系統(tǒng)；系統(tǒng)接口；業(yè)務(wù)流程；系統(tǒng)功能

從2008年起，鐵路自動檢票系統(tǒng)在京津（北京-天津）城際高速鐵路開始應(yīng)用，經(jīng)過多年發(fā)展，鐵路自動檢票系統(tǒng)已經(jīng)在高速鐵路中得到成功應(yīng)用，現(xiàn)有鐵路自動檢票系統(tǒng)借鑒了國外鐵路運營服務(wù)理念、成熟經(jīng)驗和先進技術(shù)，結(jié)合了中國鐵路的實際情況，為旅客提供了優(yōu)質(zhì)、便利、快捷和高效的進出站服務(wù)。本文結(jié)合現(xiàn)有鐵路檢票系統(tǒng)的實際情況，對鐵路檢票系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和技術(shù)方案以及主要功能進行詳細介紹。

1 檢票系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

1.1 系統(tǒng)部署架構(gòu)

早期的鐵路自動檢票系統(tǒng)采取車站集中模式,即在車站設(shè)置自動檢票雙機服務(wù)器管理本站自動檢票機,經(jīng)過多年的工程經(jīng)驗和技術(shù)積累,在京滬(北京—上海)高速鐵路工程建設(shè)時,鐵路自動檢票開始采取鐵路局集中模式,并在車站設(shè)置應(yīng)急檢票服務(wù)器, 在鐵路局設(shè)置集群檢票服務(wù)器來管理本鐵路局各小站的自動檢票機。對于一些大型的客運站如上海虹橋、北京南站，這些大站的閘機數(shù)目多，檢票業(yè)務(wù)量大，服務(wù)器負載高，對于這些大型客運站則在本站集中部署檢票服務(wù)器集群，集中管理本站的閘機檢票業(yè)務(wù)。

鐵路自動售檢票系統(tǒng)集中部署架構(gòu)如圖1所示。兩臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器組成了數(shù)據(jù)庫群集，通過群集來實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的雙機熱備，承擔(dān)了所有下轄車站自動售檢票業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)存儲及數(shù)據(jù)處理服務(wù)，采用光纖通道接口與磁盤陣列連接；應(yīng)用服務(wù)器組合成應(yīng)用服務(wù)器集群，將所有下轄車站的應(yīng)用處理服務(wù)全部集中管控；采用負載均衡器實現(xiàn)業(yè)務(wù)均衡處理，保證了系統(tǒng)的高可靠性、高安全性。服務(wù)器集中部署后，檢票系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的接口復(fù)雜度降低，只需要在鐵路局或大型車站部署于其他系統(tǒng)的接口服務(wù)，完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，而不用在每個車站都重復(fù)部署接口服務(wù)，數(shù)據(jù)的一致性和有效性得到充分保證，車站的設(shè)備和技術(shù)維護成本也將降低。

1.2 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)如圖2所示。

自動檢票機應(yīng)用軟件負責(zé)處理磁信息安全，票、證、卡信息讀取，檢票業(yè)務(wù)控制和硬件控制等，自動檢票機機內(nèi)軟件在應(yīng)用層提出動態(tài)鏈接函數(shù)庫統(tǒng)一的硬件接口標(biāo)準(zhǔn)，各設(shè)備廠商按該硬件接口標(biāo)準(zhǔn)提供自動檢票機的驅(qū)動程序。

圖1 自動售檢票系統(tǒng)集中部署架構(gòu)

圖2 檢票系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)圖

自動檢票系統(tǒng)服務(wù)器管理軟件負責(zé)與自動檢票機、客票發(fā)售與預(yù)定系統(tǒng)（簡稱：客票系統(tǒng)）、旅服系統(tǒng)和管理終端的通信，實現(xiàn)聯(lián)機檢票業(yè)務(wù)邏輯處理、設(shè)備管理控制和數(shù)據(jù)讀寫訪問。

1.3 系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 檢票系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)

2 系統(tǒng)接口

檢票系統(tǒng)提供豐富的接口程序，配合各外部接口系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸、復(fù)制以及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)完成基本數(shù)據(jù)的同步工作和存根上傳等任務(wù)。

2.1 與客票系統(tǒng)接口

檢票系統(tǒng)與客票系統(tǒng)的接口主要包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)接口；電子票、席位數(shù)據(jù)接口。

2.1.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)接口

所謂基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要包括列車運行圖以及站碼、席別、售處、局碼等基礎(chǔ)字典信息。實現(xiàn)這些數(shù)據(jù)的同步需要在檢票數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上部署一個Basic數(shù)據(jù)庫，把該Basic數(shù)據(jù)庫加入到客票數(shù)據(jù)復(fù)制系統(tǒng)當(dāng)中，并在Basic數(shù)據(jù)庫上部署相應(yīng)的觸發(fā)器，當(dāng)客票調(diào)圖或者基礎(chǔ)字典信息發(fā)生變化時，客票數(shù)據(jù)復(fù)制系統(tǒng)將數(shù)據(jù)復(fù)制到Basic庫中，Basic庫相應(yīng)的觸發(fā)器被觸發(fā)，觸發(fā)器將對應(yīng)的數(shù)據(jù)被插入到檢票數(shù)據(jù)庫afcdb相應(yīng)的表中。檢票系統(tǒng)利用收到的圖信息和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)生成計劃并進行其他的檢票業(yè)務(wù)。

2.1.2 電子票、席位數(shù)據(jù)接口

圖4 電子票控制權(quán)轉(zhuǎn)換圖

為了實現(xiàn)電子票檢票，設(shè)置了控制權(quán)機制，檢票系統(tǒng)只有在獲取電子票的控制權(quán)后才能對旅客進行進站放行。電子票控制權(quán)轉(zhuǎn)換如圖4所示。窗口在進行退、改簽業(yè)務(wù)時也必須具有電子票的控制權(quán)。在列車開檢前約定的時間內(nèi)，檢票系統(tǒng)通過鐵路客票系統(tǒng)接口服務(wù)（TRSIS）獲取電子票控制權(quán)到檢票庫。當(dāng)列車開檢后，旅客在閘機上刷身份證，閘機系統(tǒng)將二代身份證信息發(fā)送給自動檢票系統(tǒng)，自動檢票系統(tǒng)在本地的電子票庫中進行查找該電子票，找到后由檢票系統(tǒng)通知閘機，閘機開門放行旅客。然后閘機再次通知檢票系統(tǒng)，改寫檢票數(shù)據(jù)庫中該電子票的記錄為已檢，防止身份證二次作業(yè)。同時，通過trsis服務(wù)標(biāo)記電子票數(shù)據(jù)庫該電子票已檢，保證二代證完整的交易流程。如果旅客網(wǎng)上購票后退改簽或者換票，客票系統(tǒng)通過連接交易管理服務(wù)（CTMS）從檢票系統(tǒng)收回電子票控制權(quán)。

當(dāng)旅客刷銀通卡進站檢票時，檢票系統(tǒng)需要獲得相應(yīng)車次的席位信息才能對旅客放行。銀通卡席位信息是在開車前約定時間內(nèi)，檢票系統(tǒng)通過TRSIS程序向客票系統(tǒng)請求銀通卡用途席位并插入到檢票庫中，旅客刷卡進站一次占用一個銀通卡席位，停檢后，若還有沒有用完的席位，檢票系統(tǒng)再通過TRSIS將剩余席位返還給客票系統(tǒng)。

2.2 與旅服系統(tǒng)的接口

自動檢票系統(tǒng)為鐵路旅客服務(wù)信息系統(tǒng)（簡稱：旅服系統(tǒng)）提供了數(shù)據(jù)同步接口服務(wù)，旅服系統(tǒng)可以將所管站的檢票口、候車室、閘機定義等基礎(chǔ)信息同步到檢票系統(tǒng)中。檢票過程中如果發(fā)生晚點、早點、檢票口調(diào)整等情況，旅服系統(tǒng)也可以通過檢票系統(tǒng)提供的接口服務(wù)將相應(yīng)動態(tài)調(diào)整命令同步到檢票系統(tǒng)，檢票系統(tǒng)會根據(jù)動態(tài)調(diào)整命令生成新的檢票計劃并下載到閘機。旅服系統(tǒng)和檢票系統(tǒng)接口如圖5所示。

圖5 旅服系統(tǒng)和檢票系統(tǒng)接口圖

2.3 與車站應(yīng)急系統(tǒng)接口

通過檢票系統(tǒng)提供的應(yīng)急數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，可以實時備份生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)到應(yīng)急服務(wù)器數(shù)據(jù)庫，當(dāng)生產(chǎn)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時可隨時切換到應(yīng)急系統(tǒng)，以保持應(yīng)用系統(tǒng)的業(yè)務(wù)連續(xù)性，當(dāng)生產(chǎn)系統(tǒng)恢復(fù)后把應(yīng)急階段改變的數(shù)據(jù)傳送回生產(chǎn)系統(tǒng)，保持生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的完整性與一致性。應(yīng)急、檢票系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖6所示。

3 主要業(yè)務(wù)流程

3.1 系統(tǒng)服務(wù)器業(yè)務(wù)流程

自動檢票系統(tǒng)服務(wù)器業(yè)務(wù)流程如圖7所示。

圖6 應(yīng)急檢票系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖7 系統(tǒng)服務(wù)器業(yè)務(wù)流程

（1）從旅服系統(tǒng)接收候車室、檢票口等車站基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，錄入票種、告警、系統(tǒng)參數(shù)等自動檢票系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；

（2）定義操作員、角色等用戶權(quán)限管理信息和自動檢票機等設(shè)備管理信息；

（3）從旅服系統(tǒng)接收鐵路客運基本計劃；

（4）根據(jù)列車運調(diào)信息及車站乘降組織方案臨時變更編制并執(zhí)行動態(tài)調(diào)整計劃，并將相關(guān)檢票日計劃傳輸?shù)较嚓P(guān)系統(tǒng)和設(shè)備；

（5）工作流根據(jù)基本檢票計劃和動態(tài)調(diào)整計劃自動生成檢票日計劃，并傳輸?shù)较嚓P(guān)系統(tǒng)和設(shè)備；

（6）收集、驗證檢票存根等相關(guān)檢票信息；

（7）對檢票存根數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，打印相關(guān)報表。

3.2 自動檢票機業(yè)務(wù)流程

自動檢票機業(yè)務(wù)流程如圖8所示。

4 自動檢票系統(tǒng)功能

4.1 自動檢票管理服務(wù)軟件功能

4.1.1 基本參數(shù)管理

圖8 自動檢票機業(yè)務(wù)流程

完成候車室、站臺、檢票口、股道的定義和管理，這些數(shù)據(jù)可以從旅服系統(tǒng)同步過來，對于沒有旅服平臺的車站可以在檢票系統(tǒng)中手工錄入定義。

完成鐵路客票發(fā)售與預(yù)定系統(tǒng)（TRS）基礎(chǔ)字典的定義，主要包括列車等級字典、列車類型字典、票種字典、席別字典、局名字典、站名字典等，還包括TRS列車運行圖定義。這些數(shù)據(jù)主要通過客票Basic復(fù)制接口實現(xiàn)。

4.1.2 計劃管理

檢票計劃管理是自動檢票系統(tǒng)的核心功能，分為基本檢票計劃、動態(tài)調(diào)整計劃和檢票日計劃3類分別管理，基本實現(xiàn)了檢票業(yè)務(wù)的全面計劃管理。

4.1.2.1 基本檢票計劃編制

完成基本檢票計劃的編制、查詢與修改功能?；緳z票計劃是由車站業(yè)務(wù)人員依據(jù)客票系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以及車站乘降作業(yè)組織方案提前編制而成，主要包括車次、發(fā)站、到站、檢票起止時間、自動檢票機、計劃有效時間等信息。

自動檢票系統(tǒng)服務(wù)器每天根據(jù)基本檢票計劃自動生成檢票日計劃并下載到自動檢票機。

4.1.2.2 動態(tài)調(diào)整計劃執(zhí)行

動態(tài)調(diào)整計劃是對基本檢票計劃的臨時修改和補充，可用動態(tài)調(diào)整計劃對檢票日計劃進行調(diào)整，主要包括計劃類型、執(zhí)行規(guī)律、車次、發(fā)站、到站、檢票起止時間、實際發(fā)車日期及時間、自動檢票機、操作員等信息。

動態(tài)調(diào)整計劃的條目包括：立刻開檢、開檢取消、立刻停檢、停檢取消、檢票口調(diào)整、列車晚點、恢復(fù)正點、晚點未定、未定取消、列車停運、列車恢復(fù)開行、列車改點、增加臨時列車等。

動態(tài)調(diào)整計劃執(zhí)行分為2種情況：（1）車站業(yè)務(wù)管理人員根據(jù)實際情況手工輸入執(zhí)行，如立刻開檢、立刻停檢、檢票口調(diào)整等；（2）自動檢票系統(tǒng)根據(jù)從鐵路客運專線運營調(diào)度系統(tǒng)獲取的列車運調(diào)信息自動生成并執(zhí)行的動態(tài)調(diào)整計劃，如列車晚點、恢復(fù)正點等。

動態(tài)調(diào)整計劃輸入時立刻修正已生成的檢票日計劃，同時保存動態(tài)調(diào)整計劃以便新的檢票日計劃生成時按照保存的動態(tài)調(diào)整計劃進行修正。

4.1.2.3 檢票日計劃下發(fā)

系統(tǒng)在每天自動生成檢票日計劃或隨時通過動態(tài)調(diào)整計劃修正檢票日計劃后，以自動檢票機為單位將檢票日計劃下發(fā)到各自動檢票機。自動檢票機根據(jù)下發(fā)的檢票日計劃開展檢票業(yè)務(wù)。

4.1.2.4 檢票計劃查詢

車站人員可按授權(quán)查詢檢票計劃。

4.1.2.5 日計劃生成日期定義

完成檢票日計劃生成的提前日期設(shè)置。

4.1.3 用戶管理

自動檢票系統(tǒng)的授權(quán)管理，操作員只能按照系統(tǒng)規(guī)定的權(quán)限進行操作，保證系統(tǒng)應(yīng)用安全。實現(xiàn)對操作員使用功能權(quán)限的授予、修改和取消，分為個人授權(quán)和角色授權(quán)兩種，其中，角色授權(quán)是對一批具有相同權(quán)限的操作員進行統(tǒng)一授權(quán)。對注冊為管理員的操作員進行使用功能權(quán)限的授予、修改和取消，管理員功能授權(quán)只能按個人進行授權(quán)。

4.1.4 自動檢票機管理

主要完成自動檢票機的定義和管理，自動檢票系統(tǒng)服務(wù)器與自動檢票機間采用TCP/IP協(xié)議完成數(shù)據(jù)的上傳與下載：（1）實現(xiàn)自動檢票機運行參數(shù)和檢票日計劃的設(shè)置和下載；（2）從自動檢票機獲取設(shè)備運行狀態(tài)信息、采集自動檢票機檢票信息等。

4.1.5 結(jié)班統(tǒng)計

對檢票存根數(shù)據(jù)進行各種匯總操作。主要實現(xiàn)檢票存根查詢統(tǒng)計、閘機檢票作業(yè)日報表、閘機作業(yè)時序圖、銀通卡作業(yè)日報表等。

4.2 自動檢票機功能

4.2.1 閘機全局參數(shù)接收模塊

接收從自動檢票系統(tǒng)服務(wù)器下達的自動檢票機運行參數(shù)，如允許通過的票種、閘機類型、自動檢票機編碼、自動檢票機所屬車站，后臺通信服務(wù)地址等。自動檢票機在開機啟動時首先查詢自動檢票系統(tǒng)服務(wù)器是否有新的運行參數(shù)未下載，如果有，則下載該參數(shù)。自動檢票系統(tǒng)服務(wù)器也可隨時主動向自動檢票機下傳新的閘機全局參數(shù)。

4.2.2 檢票日計劃接收模塊

從自動檢票系統(tǒng)服務(wù)器接收新的檢票日計劃。自動檢票機在開機啟動時，該模塊首先查詢自動檢票系統(tǒng)服務(wù)器是否有新的檢票日計劃未下載，如果有，則下載該檢票日計劃。自動檢票系統(tǒng)服務(wù)器可隨時主動向自動檢票機下傳新的檢票日計劃。

4.2.3 進、出站檢票模塊

根據(jù)檢票日計劃檢查磁票的有效性。如果檢票通過，則在磁信息中寫入檢票標(biāo)志同時在閘機本機記錄檢票存根文本文件。電子票和銀通卡檢票則需要閘機與后臺檢票服務(wù)程序聯(lián)機通訊，由后臺檢票服務(wù)程序判斷旅客是否通過，閘機在接收到后臺的判斷信息后執(zhí)行相應(yīng)的檢票操作。

4.2.4 檢票存根上傳模塊

磁票進出站存根落地為閘機的本地文本文件，需要定時的上傳至檢票數(shù)據(jù)庫中。存根上傳至檢票數(shù)據(jù)庫后，閘機上的存根數(shù)據(jù)將被刪除。

4.2.5 軟件升級模塊

當(dāng)自動檢票系統(tǒng)服務(wù)器需要對自動檢票機進行軟件升級時，自動檢票機首先判斷自動檢票系統(tǒng)服務(wù)器傳來的版本號，如果比自動檢票機現(xiàn)有的軟件版本高，則接收從自動檢票系統(tǒng)服務(wù)器傳來的最新程序，并在系統(tǒng)空閑或在收到升級命令時替換舊程序。

5 結(jié)束語

截止到2015年1月，自動檢票系統(tǒng)已經(jīng)在16個鐵路局得到成功應(yīng)用。80%以上的車站開通電子票檢票業(yè)務(wù)，在京津（北京-天津）線、福夏線（福州-廈門）、滬寧（上海-南京）線、長吉（長春-吉林）線等多條線路開通了中鐵銀通卡檢票業(yè)務(wù)。鐵路自動檢票系統(tǒng)提高了車站檢票工作效率，簡化了車站的客運組織工作，節(jié)約了大量的人力、物力，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益。隨著中國鐵路事業(yè)的進一步發(fā)展，自動檢票系統(tǒng)勢必會得到更加深入和廣泛的應(yīng)用。

[1]張家峰，蔣秋華.鄭武高速鐵路自動檢票系統(tǒng)方案計[J].鐵路計算機應(yīng)用， 2012，21（18）：22-23.

[2]王 成，蔣秋華，張家峰，朱建軍，張 曦.基于二代身份證的互聯(lián)網(wǎng)電子票自動檢票系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[J].中南大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2013， 44（51）：347，349.

責(zé)任編輯 徐侃春

Railway Automatic Gate System

WANG Yongfeng, HUA Xiaogang, LI Zheng
( China Rails Travel Technology, Co. Ltd., Beijing 100081, China )

In recent years, as an important part of railway information construction, the Railway Automatic Gate System has been paid great attentions. Combined with the actual situation of the System, this article introduced the architecture, interfaces with foreign systems, main business process, system function.

Automatic Gate System; system interfaces; business process; system functions.

U293.22∶TP39

A

1005-8451（2015）11-0046-06

2015-04-10

王永峰，工程師；化小剛，工程師。