中老昆萬(wàn)鐵路(昆明—萬(wàn)象，以下簡(jiǎn)稱“中老鐵路”)于2021 年12 月3 日正式開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，沿途分為3 段，昆玉段、玉磨段、磨萬(wàn)段。中老鐵路磨萬(wàn)段客票系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱“磨萬(wàn)段客票系統(tǒng)”)根據(jù)老撾國(guó)內(nèi)情況，已研發(fā)形成一套集票務(wù)管理、交易于一體的客運(yùn)綜合系統(tǒng)。磨萬(wàn)段客票系統(tǒng)和中老鐵路玉磨段國(guó)際列車客票系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱“玉磨段國(guó)際客票系統(tǒng)”)運(yùn)營(yíng)后，受新冠疫情影響，暫未發(fā)售跨國(guó)車票，目前磨萬(wàn)段客票系統(tǒng)、玉磨段國(guó)際客票系統(tǒng)2 套系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，尚未互聯(lián)互通，不利于后續(xù)跨境票業(yè)務(wù)辦理。隨著我國(guó)鐵路信息化建設(shè)的不斷進(jìn)步，結(jié)合跨國(guó)信息化系統(tǒng)交流合作的現(xiàn)狀，綜合未來(lái)可預(yù)見(jiàn)的延伸拓展服務(wù)，解決各系統(tǒng)獨(dú)立存在形成不了合力相關(guān)問(wèn)題[1]，通過(guò)研究磨萬(wàn)段客票系統(tǒng)與玉磨段國(guó)際客票系統(tǒng)(以下統(tǒng)稱為“雙方系統(tǒng)”)互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)票務(wù)數(shù)據(jù)共享，以更好支撐跨國(guó)票跨境業(yè)務(wù)辦理，提升旅客便利化出行體驗(yàn)[2-4]，對(duì)推動(dòng)我國(guó)自主研發(fā)的鐵路客票系統(tǒng)走向國(guó)際化以及國(guó)際列車聯(lián)運(yùn)發(fā)展具有重大意義。

1 互聯(lián)互通需求分析

磨萬(wàn)段客票系統(tǒng)、玉磨段國(guó)際客票系統(tǒng)由于部署位置跨國(guó)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置跨國(guó)、運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)差異，雙方需要以人工傳遞基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的方式通知對(duì)方系統(tǒng)維護(hù)后才能互售，除此之外，依靠雙方約定交由對(duì)方系統(tǒng)維護(hù)發(fā)售的車票能夠在其國(guó)家線下車站或者線上網(wǎng)站進(jìn)行退票、改簽業(yè)務(wù)辦理外，其他票額均需在購(gòu)票車站所屬國(guó)家進(jìn)行退改，通過(guò)數(shù)據(jù)共享、架構(gòu)改造、功能服務(wù)以及安全保障幾個(gè)方面分析中老鐵路客票系統(tǒng)互聯(lián)互通需求。

1.1 數(shù)據(jù)共享需求

（1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是跨境業(yè)務(wù)辦理的基本依賴，主要包括線路、車次信息、?？空?、列車編組、車廂類型、列車席別、站間票價(jià)等，席位信息以基礎(chǔ)數(shù)據(jù)作為支撐，根據(jù)相應(yīng)規(guī)則約束生成。為支撐雙方系統(tǒng)實(shí)時(shí)交易的互通，雙方系統(tǒng)需要按照約定規(guī)則對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息自動(dòng)校驗(yàn)與轉(zhuǎn)換，分別適應(yīng)雙方系統(tǒng)的表結(jié)構(gòu)與存儲(chǔ)規(guī)范，保障交易業(yè)務(wù)正常進(jìn)行。

（2）交易數(shù)據(jù)是跨境業(yè)務(wù)辦理的核心憑證。雙方系統(tǒng)通過(guò)查詢車次、查詢余票、獲取席位、支付等操作記錄交易信息，實(shí)現(xiàn)車票的發(fā)售，跨國(guó)跨境票的售改退廢全部依賴交易信息。為保證跨境業(yè)務(wù)辦理需要實(shí)時(shí)同步交易數(shù)據(jù)，為外部系統(tǒng)提供本系統(tǒng)發(fā)售其席位的相關(guān)訂單數(shù)據(jù)及跨境列車的發(fā)售信息、旅客信息等。交易數(shù)據(jù)的同步將為中老客運(yùn)運(yùn)營(yíng)動(dòng)態(tài)二維碼驗(yàn)檢、智能化人臉驗(yàn)檢及延伸服務(wù)提供旅客行程服務(wù)記錄(PSR)數(shù)據(jù)支持[5-6]。

（3）統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)是鐵路客票系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)情況匯總。雙方發(fā)售對(duì)方席位由各系統(tǒng)各自記錄，收入審核數(shù)據(jù)依據(jù)雙方系統(tǒng)交易存根、結(jié)賬信息每日定時(shí)生成，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的同步便于各系統(tǒng)發(fā)售外部系統(tǒng)席位的收入統(tǒng)計(jì)、18 點(diǎn)速報(bào)、清分清算等需求，也將為客流預(yù)測(cè)、票額預(yù)分提供有力的數(shù)據(jù)支持。

1.2 架構(gòu)改造需求

雙方系統(tǒng)均采用微服務(wù)架構(gòu)設(shè)計(jì)理念，由管理端和交易端WEB 接入；使用網(wǎng)關(guān)、注冊(cè)中心、鑒權(quán)機(jī)制連接后臺(tái)服務(wù)；數(shù)據(jù)層主要采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、交易數(shù)據(jù)等進(jìn)行存儲(chǔ)；日志及監(jiān)控貫穿整個(gè)鏈路。雙方系統(tǒng)互聯(lián)互通需要數(shù)據(jù)層打通，形成數(shù)據(jù)合集，因此需要雙方網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)支撐數(shù)據(jù)傳輸，嚴(yán)格遵守《個(gè)人信息保護(hù)法》《網(wǎng)絡(luò)安全法》《數(shù)據(jù)安全法》等數(shù)據(jù)跨境傳輸?shù)囊?guī)則，在網(wǎng)絡(luò)傳輸層提供安全可靠的通道進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩玔7-9]。

1.3 功能服務(wù)需求

由于雙方系統(tǒng)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)上存在差異性，例如時(shí)區(qū)的不同影響列車停靠站始發(fā)終到時(shí)刻，車站電報(bào)碼位數(shù)及定義規(guī)則不同導(dǎo)致雙方數(shù)據(jù)同步存在沖突等問(wèn)題，需要使用數(shù)據(jù)映射手段將雙方系統(tǒng)數(shù)據(jù)通過(guò)規(guī)則轉(zhuǎn)換成雙方互認(rèn)的形式進(jìn)行存儲(chǔ)。除此之外，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)與交易數(shù)據(jù)相比，實(shí)時(shí)性要求不高，為避免過(guò)度損耗系統(tǒng)資源，將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以異步的方式傳輸，交易數(shù)據(jù)由于業(yè)務(wù)辦理的時(shí)效性需要實(shí)時(shí)傳輸。

1.4 安全保障需求

（1）網(wǎng)絡(luò)安全。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要滿足客票系統(tǒng)日常及票額流量高峰情況下的運(yùn)轉(zhuǎn)能力；核心網(wǎng)段與非核心網(wǎng)段之間使用可靠的隔離機(jī)制；設(shè)置路由控制，建立安全的訪問(wèn)通路。對(duì)訪問(wèn)資源路徑、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運(yùn)行情況、訪問(wèn)流量、訪問(wèn)行為等安全審計(jì)信息進(jìn)行分析和評(píng)估。能夠?qū)ΤＳ霉粜袨檫M(jìn)行檢測(cè)和監(jiān)視，對(duì)攻擊事件進(jìn)行詳細(xì)記錄，包括IP、時(shí)間點(diǎn)、地點(diǎn)、類型等，必要情況下，應(yīng)及時(shí)告警并妥善處理。

（2）應(yīng)用安全。雙方系統(tǒng)需要將系統(tǒng)啟動(dòng)用戶的權(quán)限限制在最小范圍內(nèi)，禁止用戶擁有其他非必要路徑的訪問(wèn)權(quán)限；隱藏系統(tǒng)重要參數(shù)配置信息和日志文件，防止系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)錯(cuò)誤信息直接輸出在頁(yè)面上；接口安全方面要保證數(shù)據(jù)不會(huì)被竊聽(tīng)、篡改和重復(fù)調(diào)用。從系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)始就充分考慮安全與業(yè)務(wù)應(yīng)用的關(guān)系，認(rèn)真分析客票系統(tǒng)存在的安全風(fēng)險(xiǎn)，使安全與業(yè)務(wù)應(yīng)用融為一體，實(shí)現(xiàn)核心交易不間斷。

（3）數(shù)據(jù)安全。雙方系統(tǒng)個(gè)人信息及訂單等核心數(shù)據(jù)確保在各系統(tǒng)間傳輸中不泄露隱私信息，存儲(chǔ)上不被篡改[10]，直連數(shù)據(jù)庫(kù)的修改手段需要避免或追溯；基礎(chǔ)類數(shù)據(jù)使用最小化授權(quán)標(biāo)準(zhǔn)，非授權(quán)不可訪問(wèn)；建立安全數(shù)據(jù)傳輸通道，通過(guò)技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)傳輸安全并盡量保證售票效率不受影響；對(duì)系統(tǒng)公共數(shù)據(jù)加密方式和密鑰進(jìn)行定期更換，保證數(shù)據(jù)問(wèn)題能審計(jì)和追責(zé)。

2 互聯(lián)互通方案設(shè)計(jì)

互聯(lián)互通方案基于互聯(lián)互通需求，充分考慮技術(shù)手段先進(jìn)性、實(shí)用性、高可靠性、安全性。在保障雙方系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行不間斷、各層級(jí)業(yè)務(wù)流程完整以及運(yùn)行效率不降低的情況下，從網(wǎng)絡(luò)方案、架構(gòu)改造方案、安全保障方案、功能實(shí)現(xiàn)方案多方面展開(kāi)互聯(lián)互通方案設(shè)計(jì)。

2.1 網(wǎng)絡(luò)方案

中老鐵路客票系統(tǒng)互聯(lián)互通網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1 所示，玉磨段國(guó)際客票系統(tǒng)與磨萬(wàn)段客票系統(tǒng)，分別由中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司(以下簡(jiǎn)稱“國(guó)鐵集團(tuán)”)客票數(shù)據(jù)中心和中國(guó)鐵路昆明局集團(tuán)有限公司(以下簡(jiǎn)稱“昆明局集團(tuán)公司”)普洱車務(wù)段萬(wàn)象運(yùn)營(yíng)管理中心(以下簡(jiǎn)稱“萬(wàn)象運(yùn)營(yíng)管理中心”)通過(guò)專線經(jīng)由昆明局集團(tuán)公司進(jìn)行連接，通過(guò)兩端的安全網(wǎng)關(guān)建立安全通信通道。專線在我國(guó)側(cè)接入位置為玉磨段國(guó)際客票系統(tǒng)國(guó)鐵集團(tuán)客票數(shù)據(jù)中心的外部接入?yún)^(qū)，老撾側(cè)接入位置為磨萬(wàn)段客票系統(tǒng)萬(wàn)象運(yùn)營(yíng)管理中心的外部接入?yún)^(qū)。在外部接入?yún)^(qū)部署防火墻、安全網(wǎng)關(guān)、負(fù)載均衡器、WEB 應(yīng)用防火墻(WAF)、入侵檢測(cè)系統(tǒng)(IDS)、入侵防御系統(tǒng)(IPS)等安全防護(hù)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)訪問(wèn)控制、接入認(rèn)證、加密傳輸、高可用、WEB 應(yīng)用防護(hù)、入侵檢測(cè)與防御等功能，滿足安全通信網(wǎng)絡(luò)和安全區(qū)域邊界的防護(hù)要求。

圖1 中老鐵路客票系統(tǒng)互聯(lián)互通網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)Fig.1 Connectivity network framework of ticketing system for China-Laos Railway

2.2 架構(gòu)改造方案

為了玉磨段國(guó)際客票系統(tǒng)、磨萬(wàn)段客票系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成共享，增設(shè)數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，用于對(duì)數(shù)據(jù)差異化映射以及結(jié)構(gòu)不同的對(duì)接處理；使用數(shù)據(jù)同步接口對(duì)雙方系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)傳輸存儲(chǔ)，為不影響新需求數(shù)據(jù)互通對(duì)既有穩(wěn)定運(yùn)行系統(tǒng)的影響，使用單獨(dú)共享數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)雙方傳遞的數(shù)據(jù)，當(dāng)接收到車票業(yè)務(wù)請(qǐng)求時(shí)，識(shí)別出票源是內(nèi)部還是外部系統(tǒng)票額，如果是外部票額，直接連接共享數(shù)據(jù)庫(kù)使用外部車票處理流程并記錄處理數(shù)據(jù)信息，將業(yè)務(wù)處理產(chǎn)生的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)同步接口走網(wǎng)絡(luò)專線傳輸給外部共享數(shù)據(jù)庫(kù)。架構(gòu)改造圖如圖2 所示。

圖2 架構(gòu)改造圖Fig.2 Framework reconstruction

2.3 安全保障方案

雙方系統(tǒng)從風(fēng)險(xiǎn)控制、管理安全、設(shè)施安全、設(shè)備安全等多重防御層面進(jìn)行保障，建立多層次的防護(hù)體系，達(dá)到安全營(yíng)運(yùn)的預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。其中，跨國(guó)互聯(lián)互通網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備包括安全網(wǎng)關(guān)、入侵檢測(cè)、安全審計(jì)、防病毒軟件等安全產(chǎn)品，在客票數(shù)據(jù)服務(wù)區(qū)、外部接入?yún)^(qū)和邊界區(qū)分別根據(jù)需求部署對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備，保障客票系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

萬(wàn)象運(yùn)營(yíng)管理中心和昆明局集團(tuán)公司之間通過(guò)建立數(shù)據(jù)傳輸專線實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，用防火墻實(shí)現(xiàn)邊界或區(qū)域訪問(wèn)控制，使用安全網(wǎng)關(guān)或網(wǎng)絡(luò)密碼機(jī)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間數(shù)據(jù)的安全傳輸，使用WAF，IDS，IPS 實(shí)現(xiàn)應(yīng)用防護(hù)和入侵防御。雙方系統(tǒng)互聯(lián)時(shí)使用https協(xié)議，系統(tǒng)內(nèi)部使用http 協(xié)議，互聯(lián)雙方為對(duì)端生成數(shù)據(jù)證書(shū)，內(nèi)含公私鑰，用于應(yīng)用報(bào)文的數(shù)字簽名。WAF 以Lua 腳本語(yǔ)言編寫(xiě)風(fēng)控業(yè)務(wù)規(guī)則，以Nginx 作為http 服務(wù)器，用于承擔(dān)通用識(shí)別防控。業(yè)務(wù)專用風(fēng)控規(guī)則由接口服務(wù)自身識(shí)別，完成風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別防控之后，過(guò)濾非法請(qǐng)求，保留合法請(qǐng)求，分發(fā)至接口網(wǎng)關(guān)。接口網(wǎng)關(guān)是基于Java 語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的WEB 應(yīng)用程序，負(fù)責(zé)統(tǒng)一調(diào)度，根據(jù)不同的url 確定當(dāng)前請(qǐng)求歸屬于哪項(xiàng)服務(wù)，并對(duì)相應(yīng)的客票數(shù)據(jù)服務(wù)區(qū)服務(wù)進(jìn)行調(diào)用。服務(wù)調(diào)用會(huì)根據(jù)各項(xiàng)服務(wù)的實(shí)際情況，確定不同的超時(shí)閾值，當(dāng)出現(xiàn)請(qǐng)求超時(shí)情況，自動(dòng)進(jìn)行控制，避免后端服務(wù)故障時(shí)拖累前端；當(dāng)服務(wù)調(diào)用請(qǐng)求失敗時(shí)，允許根據(jù)合理的重試次數(shù)進(jìn)行重試。

3 互聯(lián)互通功能實(shí)現(xiàn)

互聯(lián)互通既要充分對(duì)接現(xiàn)有系統(tǒng)架構(gòu)，又要充分考慮功能落地的可行性、高效性和平穩(wěn)性，因此，增加數(shù)據(jù)處理平臺(tái)與數(shù)據(jù)服務(wù)接口。

3.1 數(shù)據(jù)處理平臺(tái)

（1）數(shù)據(jù)校驗(yàn)服務(wù)?；ヂ?lián)雙方調(diào)用外部系統(tǒng)之前或接受調(diào)用時(shí)，對(duì)請(qǐng)求信息進(jìn)行校驗(yàn)，確保數(shù)據(jù)內(nèi)容雙方系統(tǒng)可識(shí)別。

（2）數(shù)據(jù)適配處理。對(duì)雙方互聯(lián)互通數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化以及信息化數(shù)據(jù)差異提前做好對(duì)接，使用接口服務(wù)進(jìn)行適配，達(dá)到互認(rèn)并且可以互相轉(zhuǎn)化存儲(chǔ)的目的。

（3）管理功能。對(duì)雙方系統(tǒng)基礎(chǔ)信息校驗(yàn)機(jī)制進(jìn)行管理，對(duì)接口訪問(wèn)規(guī)則、接口服務(wù)的服務(wù)時(shí)間、頻率、流量、權(quán)限等進(jìn)行管理，對(duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢與處理，對(duì)業(yè)務(wù)流程進(jìn)行全鏈路監(jiān)控。其中，數(shù)據(jù)同步管理包括數(shù)據(jù)傳輸周期、數(shù)據(jù)范圍、數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)處理方式、數(shù)據(jù)目的地等管理；數(shù)據(jù)同步運(yùn)維監(jiān)控包括數(shù)據(jù)同步故障監(jiān)控、數(shù)據(jù)同步統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)一致性檢測(cè)等。

（4）安全管理。對(duì)訪問(wèn)服務(wù)接口的終端身份、訪問(wèn)權(quán)限進(jìn)行鑒別；對(duì)接口API 采用高度安全的加密算法，通信報(bào)文中數(shù)據(jù)使用密鑰簽名，中間層無(wú)法篡改[11-12]，保證交易業(yè)務(wù)安全；對(duì)旅客個(gè)人敏感信息，如證件號(hào)、姓名、手機(jī)號(hào)等進(jìn)行脫敏處理，保證隱私信息不泄露；對(duì)傳輸內(nèi)容進(jìn)行簽名、驗(yàn)簽處理，保證數(shù)據(jù)完整性、不可篡改、不可抵賴。

3.2 數(shù)據(jù)服務(wù)接口

（1）業(yè)務(wù)處理接口。由數(shù)據(jù)處理平臺(tái)對(duì)請(qǐng)求進(jìn)行甄別并做出適配轉(zhuǎn)換后，數(shù)據(jù)處理平臺(tái)調(diào)用相關(guān)業(yè)務(wù)處理接口，業(yè)務(wù)處理接口主要包括查詢類、交易類。查詢類包括：車次、?？空?、余票、訂單等信息。交易類包括：獲取席位、返還席位、支付等。當(dāng)業(yè)務(wù)處理產(chǎn)生新的外部票源交易類數(shù)據(jù)信息時(shí)，存儲(chǔ)到內(nèi)部共享數(shù)據(jù)庫(kù)。

（2）數(shù)據(jù)同步。內(nèi)部共享數(shù)據(jù)庫(kù)的交易信息、統(tǒng)計(jì)信息通過(guò)定時(shí)任務(wù)、消息隊(duì)列、觸發(fā)器調(diào)用數(shù)據(jù)處理平臺(tái)的適配功能進(jìn)行封裝后，以同步或異步的方式通過(guò)專網(wǎng)傳輸?shù)酵獠抗蚕頂?shù)據(jù)庫(kù)，供各客票系統(tǒng)內(nèi)辦理后續(xù)業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等。同步交易信息包括訂單數(shù)據(jù)、旅客信息等，同步統(tǒng)計(jì)信息包括售票存根、退票存根、票據(jù)憑證等信息。

4 結(jié)束語(yǔ)

在我國(guó)鐵路客票系統(tǒng)逐步走向國(guó)際，新型技術(shù)架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜的情況下，設(shè)計(jì)國(guó)外與國(guó)內(nèi)鐵路票務(wù)系統(tǒng)的互聯(lián)互通，以解決跨境系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享難題，提升跨國(guó)鐵路美好出行體驗(yàn)，為跨國(guó)鐵路智能化、自動(dòng)化擴(kuò)展提供技術(shù)儲(chǔ)備和數(shù)據(jù)支撐。系統(tǒng)互聯(lián)互通設(shè)計(jì)，不僅降低國(guó)際客票信息人工傳遞的風(fēng)險(xiǎn)和數(shù)據(jù)傳輸成本，更是完備了跨國(guó)鐵路系統(tǒng)支持能力，通過(guò)數(shù)據(jù)互通增進(jìn)國(guó)際社會(huì)互信關(guān)系，為我國(guó)同世界鐵路綜合運(yùn)營(yíng)共建智慧出行平臺(tái)提供新的思路，同樣確保我國(guó)鐵路客票系統(tǒng)在國(guó)際鐵路項(xiàng)目中的核心競(jìng)爭(zhēng)力，持續(xù)打造鐵路客票系統(tǒng)的又一亮麗名片。