铁路旅客自动取票系统的设计与实现

李士达，张家锋，王腾霄

（中国铁道科学研究院 电子计算技术研究所，北京 100081）

随着铁路互联网售票的开通使用，方便了旅客的出行，减缓了人工窗口的售票压力，但是大量旅客在开车前的一小段时间内集中到车站窗口取车票，无形之中又给售票窗口增加了不小的压力。且在互联网订车票的旅客与现场购票的旅客都在售票窗口前排队，相互交织在一起，给车站的售票组织提出了新的难题，因此对于那些已在互联网上完成购票的旅客，更需要一种能够提供快速打印车票的服务。

自动取票系统在设计时，参考和借鉴航空系统的自助换票机，通过采用更为小巧、实用的专用设备，优化的操作流程，为旅客提供一种便捷的互联网车票的打印服务，通过在车站内的灵活部署，疏导客流、缓解压力，解决取票旅客与购票旅客相互影响。

1 系统需求分析

1.1 旅客需求分析

对于旅客来说，使用自动取票机的目的即是将在互联网上购买的车票打印为纸制车票，以便乘车，因此对于旅客的需求主要如下：

（1）通过第二代居民身份证，从客票系统自动获取已在互联网上购买的车票信息。

（2）在获取到已购车票的信息后，可以浏览并选择需要打印的车票。旅客需要能够清晰的看到车票的主要信息，如果购买了多张车票，旅客可以自由选择当前需要打印的车票，其它暂时无需打印的车票，能够自动返回到客票系统中，待下次乘车前时打印。

（3）旅客确定需要打印的车票后，车票可以自动制出。在打印过程中，如果出现异常，则订单信息可自动还原，便于旅客再次取票。

1.2 维护需求分析

维护人员在日常的维护过程中，需要了解机器的运行状态信息。维护人员的主要需求如下：

（1）可在自动取票机上查看到设备的运行状态，了解设备发生的问题和故障原因。

（2）在打印机票卷用尽后，为打印机安装新的票卷。

（3）出于安全考虑，维护门在打开后，需要维护人员通过自己的工号和密码进行登录，如果在规定时间内未能正常登录，则自动取票机应自动通过声音报警，并向后台管理系统报警。

（4）在日常维护过程中，需要提供便于对硬件设备进行检测，排除故障的故障。

1.3 其它

系统需要进行状态的自我监测和报警，能够集中、及时的反馈系统中各设备当前的运行状态、耗材的使用情况，在发生问题时具有一定的自我恢复和异常能力，如当系统的服务进程意外中断后，守护进程可立即重新启动服务进程，确保旅客取票业务可流畅执行。取票机在遇到网络问题时，具有自动重试和异常处理的机制，降低问题的影响程度。

2 自动取票系统结构设计

2.1 总体结构设计

自动取票系统分为3级结构，第1级为自助终端设备和管理监控终端，面向旅客提供互联网购票后的车票打印功能，以及面向车站管理人员对自动取票终端的监控和管理。第2级为自动取票服务器系统，分为应用服务器和数据库服务器，提供对自助取票终端到客票系统的访问接入和交易数据的存储。第3级为既有的客票系统，自助取票终端从客票系统获取旅客的互联网购票信息，系统运行时遵循客票系统的相关规则。

图1 自动取票系统结构图

自动取票系统服务器即可部署在车站又可在铁路局统一部署，局管内车站的自动取票机可以统一接入，并实现在铁路局层面的统一接入和集中管理。

为提高系统稳定性，铁路局集中部署时可采用负载均衡器，部署多台应用服务器，同时运行多套应用服务。另外，在已开通自动售票系统的车站或铁路局，可将自动取票机直接连入自动售票系统内，由自动售票系统统一管理。

2.2 机内软件的总体架构设计

自动取票机为机电一体化产品，其机内软件需要具有较高的稳定性和灵活性，易于扩展和升级，具有自我监控和管理的功能。为充分满足以上需求，机内软件的架构设计如图2所示。

图2 机内软件架构设计图

其中，GUI：进程为用户图形界面，为旅客提供清晰、灵活的操作界面。

MBP：主业务进程，为售票机内的核心进程，负责取票业务、维护操作的控制和管理，通过连接SOCKET与GUI进程、HC进程、Backer伺服进程通信，通过SOCKET与应用服务器进行通信。

HC：硬件控制进程，进程负责对各硬件设备的控制与操作，并自动监测各种设备的运行状态。

Backer：取票机维护操作软件，用户通过该软件对自动取票机进行日常维护和管理。

StartUp：启动和守护进程，负责启动和监测机内各软件的运行状态，重启僵死进程；下载新版本软件，升级售票机内程序。

2.3 取票业务流程设计

为了能够给旅客提供快捷高效的服务，自动取票系统在操作流程上进行了大量的精简工作，经过优化后旅客在自动取票机上的操作只需要3步：（1）点击屏幕开始取票；（2）旅客按照提示在设备上刷第二代身份证 ；（3）旅客确认打印车票。经过以上3个步骤，旅客即可以拿到在互联网上购买的车票，经测试整个取票操作流程的总耗时在10 s~18 s左右。取票业务流程设计如图3所示。

图3 旅客取票流程图

2.4 关键技术

为了能够为旅客提供最为简便的操作，系统在容错方面进行了优化设计。由于自动取票系统可以采用服务器在铁路局集中部署的方式，因此从终端设备到服务器之间可能会有上百公里的距离，而铁路局内的服务器还要与铁道部的互联网售票核心服务器连接，距离更是有可能超过上千公里，因此容易因网络通信过程中的微小问题造成订单数据在传输过程中的丢失；另外，由于订单信息的状态在获取时已被修改，一旦数据包丢失则无法再次获取。为解决该问题，自动取票系统设计了专用接口用于处理此类问题，并且在取票环节中增加了重试和自动处理的机制。

经过流程优化和功能增强后的流程图如图4。

3 结束语

本系统在设计和开发的过程中，实现了旅客操作流程的简化，并针对取票业务特点和网络通信过程中可能存在的问题，设计了专用接口用于处理。通过自动化的设计将故障处理，不但简化了旅客的操作，更将一般性故障进行了处理，确保了旅客操作的便捷性和稳定性。

图4 优化的取票流程

自动取票系统在2012年的“春运”中已得到了较大规模的应用，在2012年的“五一”小长假期间，长沙站的自动取票机单机单日最大取票数量超过了5 200张，在“十一”期间石家庄站的取票机单机单日最大取票量超过3 100张。自动取票机目前已成为车站面向旅客提供服务的重要设备，有效地缓解了人工窗口的压力，取得良好的社会效益和经济效益，成为人工售票窗口的有效补充。

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