北京交通大學(xué) 羅 王瑩

基于鐵路客票的旅客目的地出行服務(wù)本體模型構(gòu)建

北京交通大學(xué) 羅 王瑩

1 引言

我國鐵路客運(yùn)承載了全國大部分的人口流動，隨著鐵路的建設(shè)發(fā)展，鐵路客運(yùn)量也逐年攀升。2014年鐵路發(fā)送旅客23.57億人，2015年為25億人次，20160年達(dá)27.7億人次，連續(xù)三年實(shí)現(xiàn)10%增長。與此同時，鐵路客運(yùn)的電子化、信息化建設(shè)也在不斷進(jìn)行，如12306電子票務(wù)網(wǎng)站、鐵路主數(shù)據(jù)管理平臺等。利用旅客的客票信息構(gòu)造模型，能夠?yàn)槁每吞峁┲T如酒店推薦、餐飲店推薦等有針對性的目的地出行服務(wù)，同時也可提供交通查詢、景區(qū)推薦等功能。

目前，對鐵路客票的研究集中在通過客票數(shù)據(jù)分析旅客的客票選擇行為，從而為客運(yùn)產(chǎn)品提供參考，以及制定客票的營銷策略，尚未延伸到其他產(chǎn)品或服務(wù)。在高速鐵路的旅客出行情況中，路途相對較短的客票，不同車種、席別之間價格差距小，旅客的價格敏感度不高。隨著路途里程增加，由車種、席別帶來的價格差距擴(kuò)大，旅客的價格敏感度則相應(yīng)增加；在更廣泛的客運(yùn)專線中，對票務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，同樣發(fā)現(xiàn)客票里程的長短與票價的影響程度成正比。

為了向旅客推薦同等消費(fèi)水平的酒店與餐飲店，以路段及車種席別兩個維度對旅客的消費(fèi)水平進(jìn)行衡量。1～200km為短途，200km～500km為中途，500km以上為長途；根據(jù)《中華人民共和國鐵路客運(yùn)》，篩選出載客量大并具有模型構(gòu)建意義的客運(yùn)車種為高速動車組列車、城際動車組列車、動車組列車、直達(dá)特快列車、特快列車和快速列車，并確定列車相應(yīng)的席別，車種席別等級高且里程長的則具有相應(yīng)高的消費(fèi)水平。酒店的消費(fèi)水平參考攜程、去哪兒網(wǎng)的方法，以星級進(jìn)行劃分；參考《餐飲業(yè)消費(fèi)的人群特征及趨勢研究數(shù)據(jù)報告》，餐飲店以人均消費(fèi)為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分為高中低檔。

2 模型構(gòu)建

目前最被人們接受的本體概念是“共享概念模型的明確的形式化規(guī)范說明”，即對現(xiàn)實(shí)世界的特定對象進(jìn)行抽象，得到明確定義的概念模型，并能被計(jì)算機(jī)識別、可共享。通過對本體模型中類、屬性、實(shí)例的規(guī)則編輯，可以實(shí)現(xiàn)模型的推理功能。選擇本體作為構(gòu)造模型的方式，可以使知識共享并重用，提高系統(tǒng)通訊、互操作、可靠性的能力。

以本體編輯工具protege4.3建立模型。

2.1 建立類

根據(jù)模型需要，抽象出如下概念：酒店、餐飲店、景區(qū)、城市、乘客、客票、公共交通、客運(yùn)車站、車種、席別。在抽象概念的基礎(chǔ)上建立類，并將酒店五星、四星、三星、二星與經(jīng)濟(jì)型酒店；餐飲店按人均消費(fèi)水準(zhǔn)劃分為四類；客票也根據(jù)路途和車種席別兩個維度劃分為四類；公共交通分為地鐵與公交；根據(jù)所選車種，席別子類包括特等座、商務(wù)座、一等座、二等座、高級軟臥、軟臥、硬臥、軟座、硬座以及無座。

2.2 建立對象屬性

對象屬性用于描述類與類之間的關(guān)系，抽象出的關(guān)系屬性如表1所示。

表1 抽象出的關(guān)系屬性

2.3 建立數(shù)據(jù)屬性

數(shù)據(jù)屬性用于描述類自身的數(shù)據(jù)特征，建立數(shù)據(jù)屬性如下：

hasAdmissionFee為景區(qū)屬性，描述景區(qū)的門票費(fèi)用，類型為整數(shù)；hasDepartureDate為客票屬性，描述客票上的列車始發(fā)日期與時間；hasDistance為客票屬性，描述從客票始發(fā)站距離客票到達(dá)站的里程，類型為整型；hasGender為乘客屬性，描述乘客性別，類型為字符串；hasLocationInfo為酒店、餐飲店、景區(qū)屬性，描述地點(diǎn)位置，類型為字符串；hasPerCapitaConsumption為餐飲店屬性，描述餐飲店人均消費(fèi)。

2.4 建立規(guī)則

在protege中，規(guī)則的建立采用SWRL（Semantic Web Rule Language），以語義方式表達(dá)規(guī)則。如hasPerant(?a,?b) -> hasChild(?b,?a)，箭頭前半部分為推理?xiàng)l件，hasPerant為屬性，表達(dá)的意思為a有家長b，后半部分為推理結(jié)果，意思為b有孩子a。

模型中共建立四類規(guī)則，分別表達(dá)了酒店推薦、餐飲店推薦、景區(qū)推薦和交通查詢的邏輯推理。

（1）酒店推薦規(guī)則。ticket_type_1(?x), (five_star or four_star) (?z), has_bought(?a, ?x), has_destination_city(?x, ?y), is_located_in(?z, ?y) -> is_recommended_for(?z, ?a)。

（2）餐飲店推薦規(guī)則。catering_type_3(?x), ticket_type_3(?z), has_bought(?a, ?z), has_destination_city(?z, ?y), is_located_in(?x, ?y) -> is_recommended_for(?x, ?a)。

（3）景區(qū)推薦規(guī)則。attraction(?b), has_bought(?a, ?x), has_destination_city(?x, ?y), is_located_in(?b, ?y) -> is_recommended_for(?b, ?a)。

（4）交通查詢規(guī)則。has_bought(?a, ?b), is_available_to(?y, ?x), is_bound_for_station(?b, ?x) -> can_take_public_transit(?a, ?y)。

2.5 添加實(shí)例

添加實(shí)例，即為抽象的概念創(chuàng)建個體。假設(shè)乘客從上海虹橋站出發(fā)，乘坐G18次列車二等車席到達(dá)北京南站，并為北京的酒店、餐飲店、景區(qū)、交通分別添加實(shí)例：

城市類添加實(shí)例北京、上海；客運(yùn)車站添加上海虹橋站和北京南站；客票添加ticket1客票；車種添加G18次高鐵列車；席別添加G18次07車5排F座；乘客添加王小明；公共交通添加北京4號線和14號線北京南站，6號線平安里站以及20路公交車；酒店添加北京市西城區(qū)某二星級酒店；餐飲店添加北京市西城區(qū)某人均消費(fèi)為114元的餐廳。

實(shí)例添加完成后，補(bǔ)充各實(shí)例的對象屬性和數(shù)據(jù)屬性。

2.6 推理

Protege4.3自帶HermiT 1.3.8推理機(jī)可運(yùn)行SWRL規(guī)則并實(shí)現(xiàn)推理。啟動推理機(jī)后，查看客票以及餐飲店實(shí)例，發(fā)現(xiàn)客票實(shí)例已根據(jù)車種、席別、里程劃分了客票類別，餐飲店實(shí)例根據(jù)人均消費(fèi)劃分了餐飲店類別。

查看乘客實(shí)例王小明的推理結(jié)果，發(fā)現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)對王小明的餐飲店、酒店、景區(qū)推薦（may_be_interested_in推理結(jié)果），并顯示目的地車站可搭乘的公共交通（can_take_public_transit推理結(jié)果）。

同樣地，在酒店、餐飲店、景區(qū)、公共交通實(shí)例的推理結(jié)果中，也顯示了推薦給乘客實(shí)例王小明的相應(yīng)逆向結(jié)果。

3 模型分析

模型需要輸入的主要信息為：客票信息，包括客票車種席別、始發(fā)站、到達(dá)站、始發(fā)城市、到達(dá)城市、站間里程、出發(fā)日期時間；乘客與客票之間的購票關(guān)系；酒店信息，包括所處城市、星級及附近公共交通；餐飲店信息，包括所處城市、人均消費(fèi)和附近公共交通；風(fēng)景區(qū)信息，包括所處城市和門票費(fèi)用；客運(yùn)車站公共交通信息。

從乘客的角度，輸出的信息為推薦的酒店、餐飲店、景區(qū)及到達(dá)車站的公共交通，如果點(diǎn)擊進(jìn)入推薦的酒店、餐飲店、景區(qū)等實(shí)例，可進(jìn)一步查看酒店的星級、地址和交通，餐飲店的人均消費(fèi)、地址與交通，以及景區(qū)地址、門票費(fèi)用和交通信息；從酒店、餐飲店、景區(qū)的角度，可以了解自己被推薦給了哪些乘客。

模型輸入信息為各類下實(shí)例的基本信息，輸出信息為實(shí)例之間的關(guān)系，對于不同的主體，還包括可查詢的輸出信息。

4 討論與展望

（1）本文模型為輕量型，只構(gòu)建了初步的思路和包含了大致的模型元素，還可以擴(kuò)充數(shù)據(jù)來源，如訂票網(wǎng)站中旅客填寫的個人信息、在旅行網(wǎng)站中預(yù)定的產(chǎn)品等，達(dá)到添加拓展更多概念的目的，從而豐富模型中的類及關(guān)系屬性。同時，每個類也具有豐富的數(shù)據(jù)屬性可拓展性。如在模型分析部分所討論的，不同的實(shí)例主體可查看與自己有相應(yīng)關(guān)系的實(shí)例主體信息。乘客在酒店的推薦結(jié)果中，除了可以查看酒店的地址、星級及公共交通信息，還應(yīng)能夠查看酒店的聯(lián)系方式、評價等信息，從而為乘客提供更多的決策參考信息。對于酒店方面，還可另外查看乘客的出發(fā)日期時間以及到達(dá)日期時間，為酒店的準(zhǔn)備工作安排提供參考信息。

（2）模型從車種席別及旅客行程的里程兩個角度劃分旅客類型，為了使劃分結(jié)果更加精確有保障，還可增加劃分旅客類型的維度與方式：利用旅客出行時間，可劃分為春節(jié)、寒暑假、勞動節(jié)、清明節(jié)等假期出行以及非假期的平日出行；根據(jù)民族、籍貫等因素帶來的不同民俗文化與風(fēng)俗習(xí)慣，可以進(jìn)一步對旅客進(jìn)行分類；同時，旅客的職業(yè)、年齡、性別等因素也可幫助對旅客在消費(fèi)習(xí)慣和消費(fèi)水平方面的細(xì)分。

（3）對營銷產(chǎn)品也可進(jìn)行對維度的劃分及進(jìn)一步細(xì)分。酒店的分類可增加好評度、酒店風(fēng)格、酒店平均價格等因素；餐飲店可增加口味、好評度等因素。同時還可增加營銷產(chǎn)品的種類。

（4）在本文中，對客票數(shù)據(jù)的利用是一次性的，而我國鐵路客運(yùn)售票系統(tǒng)每日有多達(dá)300萬余條的客票數(shù)據(jù)存儲在鐵路系統(tǒng)的各級數(shù)據(jù)庫中，鐵路客票年銷售量超過20億，這些歷史數(shù)據(jù)都非常有價值。通過大數(shù)據(jù)的分析方法，可以更為準(zhǔn)確地定位每位旅客，從而更準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)營銷。通過旅客客票的歷史數(shù)據(jù)可以分析旅客的購票習(xí)慣和消費(fèi)習(xí)慣，以及歷史出行軌跡與出行時間等方面的出行習(xí)慣；同時可利用客票之間的關(guān)聯(lián)性，分析旅客的家庭關(guān)系網(wǎng)，為當(dāng)前出行給予家庭導(dǎo)向性的產(chǎn)品營銷。

[1]駱泳吉,劉軍,馬敏書．客票數(shù)據(jù)“受限”條件下旅客選擇偏好估計(jì)[D]．北京:北京交通大學(xué),2015．

[2]劉高原．基于客票特征數(shù)據(jù)的我國高速鐵路旅客出行行為分析研究[D]．北京:北京交通大學(xué),2012．

[3]裴志遠(yuǎn),劉萬明．用模糊綜合評價方法分析旅客城際出行的選擇行為[J]．交通運(yùn)輸工程與信息學(xué)報,2004,2(1):86-91．

[4]王瑩,韓寶明,唐寶剛．基于既有線客票數(shù)據(jù)的客運(yùn)專線旅客選擇行為研究[J]．鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì),2008,30(12):35-39．

[5]餐飲業(yè)消費(fèi)的人群特征及趨勢研究數(shù)據(jù)報告[DB/OL]．https:// wenku．baidu．com/view/237a167eb52acfc788ebc939．html．

本文受基金項(xiàng)目“中國鐵路總公司科技研究開發(fā)計(jì)劃課題（課題編號：2016X004-E）；山東省社科基金（基金編號：14CGLJ20）”資助。