铁路自动检票系统的设计与实现

王永峰，化小刚，李 政

（中铁程科技有限责任公司，北京 100081）

铁路自动检票系统的设计与实现

王永峰，化小刚，李 政

（中铁程科技有限责任公司，北京 100081）

作为铁路信息化建设的一个重要组成部分，近年来，自动检票系统在铁路建设和客运运营中受到高度重视。本文结合现有铁路检票系统的实际情况，介绍现阶段铁路自动检票系统的架构、与外部系统的接口，主要业务流程、检票系统的主要功能。

自动检票系统；系统接口；业务流程；系统功能

从2008年起，铁路自动检票系统在京津（北京-天津）城际高速铁路开始应用，经过多年发展，铁路自动检票系统已经在高速铁路中得到成功应用，现有铁路自动检票系统借鉴了国外铁路运营服务理念、成熟经验和先进技术，结合了中国铁路的实际情况，为旅客提供了优质、便利、快捷和高效的进出站服务。本文结合现有铁路检票系统的实际情况，对铁路检票系统的体系结构和技术方案以及主要功能进行详细介绍。

1 检票系统总体结构

1.1 系统部署架构

早期的铁路自动检票系统采取车站集中模式,即在车站设置自动检票双机服务器管理本站自动检票机,经过多年的工程经验和技术积累,在京沪(北京—上海)高速铁路工程建设时,铁路自动检票开始采取铁路局集中模式,并在车站设置应急检票服务器, 在铁路局设置集群检票服务器来管理本铁路局各小站的自动检票机。对于一些大型的客运站如上海虹桥、北京南站，这些大站的闸机数目多，检票业务量大，服务器负载高，对于这些大型客运站则在本站集中部署检票服务器集群，集中管理本站的闸机检票业务。

铁路自动售检票系统集中部署架构如图1所示。两台数据库服务器组成了数据库群集，通过群集来实现数据库的双机热备，承担了所有下辖车站自动售检票业务的数据存储及数据处理服务，采用光纤通道接口与磁盘阵列连接；应用服务器组合成应用服务器集群，将所有下辖车站的应用处理服务全部集中管控；采用负载均衡器实现业务均衡处理，保证了系统的高可靠性、高安全性。服务器集中部署后，检票系统与其他系统的接口复杂度降低，只需要在铁路局或大型车站部署于其他系统的接口服务，完成数据转换，而不用在每个车站都重复部署接口服务，数据的一致性和有效性得到充分保证，车站的设备和技术维护成本也将降低。

1.2 系统软件结构

系统软件结构如图2所示。

自动检票机应用软件负责处理磁信息安全，票、证、卡信息读取，检票业务控制和硬件控制等，自动检票机机内软件在应用层提出动态链接函数库统一的硬件接口标准，各设备厂商按该硬件接口标准提供自动检票机的驱动程序。

图1 自动售检票系统集中部署架构

图2 检票系统软件结构图

自动检票系统服务器管理软件负责与自动检票机、客票发售与预定系统（简称：客票系统）、旅服系统和管理终端的通信，实现联机检票业务逻辑处理、设备管理控制和数据读写访问。

1.3 系统逻辑结构

系统逻辑结构如图3所示。

图3 检票系统逻辑结构

2 系统接口

检票系统提供丰富的接口程序，配合各外部接口系统的数据传输、复制以及数据转发服务完成基本数据的同步工作和存根上传等任务。

2.1 与客票系统接口

检票系统与客票系统的接口主要包括基础数据接口；电子票、席位数据接口。

2.1.1 基础数据接口

所谓基础数据主要包括列车运行图以及站码、席别、售处、局码等基础字典信息。实现这些数据的同步需要在检票数据库服务器上部署一个Basic数据库，把该Basic数据库加入到客票数据复制系统当中，并在Basic数据库上部署相应的触发器，当客票调图或者基础字典信息发生变化时，客票数据复制系统将数据复制到Basic库中，Basic库相应的触发器被触发，触发器将对应的数据被插入到检票数据库afcdb相应的表中。检票系统利用收到的图信息和基础数据生成计划并进行其他的检票业务。

2.1.2 电子票、席位数据接口

图4 电子票控制权转换图

为了实现电子票检票，设置了控制权机制，检票系统只有在获取电子票的控制权后才能对旅客进行进站放行。电子票控制权转换如图4所示。窗口在进行退、改签业务时也必须具有电子票的控制权。在列车开检前约定的时间内，检票系统通过铁路客票系统接口服务（TRSIS）获取电子票控制权到检票库。当列车开检后，旅客在闸机上刷身份证，闸机系统将二代身份证信息发送给自动检票系统，自动检票系统在本地的电子票库中进行查找该电子票，找到后由检票系统通知闸机，闸机开门放行旅客。然后闸机再次通知检票系统，改写检票数据库中该电子票的记录为已检，防止身份证二次作业。同时，通过trsis服务标记电子票数据库该电子票已检，保证二代证完整的交易流程。如果旅客网上购票后退改签或者换票，客票系统通过连接交易管理服务（CTMS）从检票系统收回电子票控制权。

当旅客刷银通卡进站检票时，检票系统需要获得相应车次的席位信息才能对旅客放行。银通卡席位信息是在开车前约定时间内，检票系统通过TRSIS程序向客票系统请求银通卡用途席位并插入到检票库中，旅客刷卡进站一次占用一个银通卡席位，停检后，若还有没有用完的席位，检票系统再通过TRSIS将剩余席位返还给客票系统。

2.2 与旅服系统的接口

自动检票系统为铁路旅客服务信息系统（简称：旅服系统）提供了数据同步接口服务，旅服系统可以将所管站的检票口、候车室、闸机定义等基础信息同步到检票系统中。检票过程中如果发生晚点、早点、检票口调整等情况，旅服系统也可以通过检票系统提供的接口服务将相应动态调整命令同步到检票系统，检票系统会根据动态调整命令生成新的检票计划并下载到闸机。旅服系统和检票系统接口如图5所示。

图5 旅服系统和检票系统接口图

2.3 与车站应急系统接口

通过检票系统提供的应急数据传输服务，可以实时备份生产系统数据业务数据到应急服务器数据库，当生产系统出现故障时可随时切换到应急系统，以保持应用系统的业务连续性，当生产系统恢复后把应急阶段改变的数据传送回生产系统，保持生产系统数据的完整性与一致性。应急、检票系统结构如图6所示。

3 主要业务流程

3.1 系统服务器业务流程

自动检票系统服务器业务流程如图7所示。

图6 应急检票系统结构图

图7 系统服务器业务流程

（1）从旅服系统接收候车室、检票口等车站基础数据信息，录入票种、告警、系统参数等自动检票系统基础数据；

（2）定义操作员、角色等用户权限管理信息和自动检票机等设备管理信息；

（3）从旅服系统接收铁路客运基本计划；

（4）根据列车运调信息及车站乘降组织方案临时变更编制并执行动态调整计划，并将相关检票日计划传输到相关系统和设备；

（5）工作流根据基本检票计划和动态调整计划自动生成检票日计划，并传输到相关系统和设备；

（6）收集、验证检票存根等相关检票信息；

（7）对检票存根数据进行统计分析，打印相关报表。

3.2 自动检票机业务流程

自动检票机业务流程如图8所示。

4 自动检票系统功能

4.1 自动检票管理服务软件功能

4.1.1 基本参数管理

图8 自动检票机业务流程

完成候车室、站台、检票口、股道的定义和管理，这些数据可以从旅服系统同步过来，对于没有旅服平台的车站可以在检票系统中手工录入定义。

完成铁路客票发售与预定系统（TRS）基础字典的定义，主要包括列车等级字典、列车类型字典、票种字典、席别字典、局名字典、站名字典等，还包括TRS列车运行图定义。这些数据主要通过客票Basic复制接口实现。

4.1.2 计划管理

检票计划管理是自动检票系统的核心功能，分为基本检票计划、动态调整计划和检票日计划3类分别管理，基本实现了检票业务的全面计划管理。

4.1.2.1 基本检票计划编制

完成基本检票计划的编制、查询与修改功能。基本检票计划是由车站业务人员依据客票系统的基础数据，以及车站乘降作业组织方案提前编制而成，主要包括车次、发站、到站、检票起止时间、自动检票机、计划有效时间等信息。

自动检票系统服务器每天根据基本检票计划自动生成检票日计划并下载到自动检票机。

4.1.2.2 动态调整计划执行

动态调整计划是对基本检票计划的临时修改和补充，可用动态调整计划对检票日计划进行调整，主要包括计划类型、执行规律、车次、发站、到站、检票起止时间、实际发车日期及时间、自动检票机、操作员等信息。

动态调整计划的条目包括：立刻开检、开检取消、立刻停检、停检取消、检票口调整、列车晚点、恢复正点、晚点未定、未定取消、列车停运、列车恢复开行、列车改点、增加临时列车等。

动态调整计划执行分为2种情况：（1）车站业务管理人员根据实际情况手工输入执行，如立刻开检、立刻停检、检票口调整等；（2）自动检票系统根据从铁路客运专线运营调度系统获取的列车运调信息自动生成并执行的动态调整计划，如列车晚点、恢复正点等。

动态调整计划输入时立刻修正已生成的检票日计划，同时保存动态调整计划以便新的检票日计划生成时按照保存的动态调整计划进行修正。

4.1.2.3 检票日计划下发

系统在每天自动生成检票日计划或随时通过动态调整计划修正检票日计划后，以自动检票机为单位将检票日计划下发到各自动检票机。自动检票机根据下发的检票日计划开展检票业务。

4.1.2.4 检票计划查询

车站人员可按授权查询检票计划。

4.1.2.5 日计划生成日期定义

完成检票日计划生成的提前日期设置。

4.1.3 用户管理

自动检票系统的授权管理，操作员只能按照系统规定的权限进行操作，保证系统应用安全。实现对操作员使用功能权限的授予、修改和取消，分为个人授权和角色授权两种，其中，角色授权是对一批具有相同权限的操作员进行统一授权。对注册为管理员的操作员进行使用功能权限的授予、修改和取消，管理员功能授权只能按个人进行授权。

4.1.4 自动检票机管理

主要完成自动检票机的定义和管理，自动检票系统服务器与自动检票机间采用TCP/IP协议完成数据的上传与下载：（1）实现自动检票机运行参数和检票日计划的设置和下载；（2）从自动检票机获取设备运行状态信息、采集自动检票机检票信息等。

4.1.5 结班统计

对检票存根数据进行各种汇总操作。主要实现检票存根查询统计、闸机检票作业日报表、闸机作业时序图、银通卡作业日报表等。

4.2 自动检票机功能

4.2.1 闸机全局参数接收模块

接收从自动检票系统服务器下达的自动检票机运行参数，如允许通过的票种、闸机类型、自动检票机编码、自动检票机所属车站，后台通信服务地址等。自动检票机在开机启动时首先查询自动检票系统服务器是否有新的运行参数未下载，如果有，则下载该参数。自动检票系统服务器也可随时主动向自动检票机下传新的闸机全局参数。

4.2.2 检票日计划接收模块

从自动检票系统服务器接收新的检票日计划。自动检票机在开机启动时，该模块首先查询自动检票系统服务器是否有新的检票日计划未下载，如果有，则下载该检票日计划。自动检票系统服务器可随时主动向自动检票机下传新的检票日计划。

4.2.3 进、出站检票模块

根据检票日计划检查磁票的有效性。如果检票通过，则在磁信息中写入检票标志同时在闸机本机记录检票存根文本文件。电子票和银通卡检票则需要闸机与后台检票服务程序联机通讯，由后台检票服务程序判断旅客是否通过，闸机在接收到后台的判断信息后执行相应的检票操作。

4.2.4 检票存根上传模块

磁票进出站存根落地为闸机的本地文本文件，需要定时的上传至检票数据库中。存根上传至检票数据库后，闸机上的存根数据将被删除。

4.2.5 软件升级模块

当自动检票系统服务器需要对自动检票机进行软件升级时，自动检票机首先判断自动检票系统服务器传来的版本号，如果比自动检票机现有的软件版本高，则接收从自动检票系统服务器传来的最新程序，并在系统空闲或在收到升级命令时替换旧程序。

5 结束语

截止到2015年1月，自动检票系统已经在16个铁路局得到成功应用。80%以上的车站开通电子票检票业务，在京津（北京-天津）线、福夏线（福州-厦门）、沪宁（上海-南京）线、长吉（长春-吉林）线等多条线路开通了中铁银通卡检票业务。铁路自动检票系统提高了车站检票工作效率，简化了车站的客运组织工作，节约了大量的人力、物力，产生了巨大的经济效益。随着中国铁路事业的进一步发展，自动检票系统势必会得到更加深入和广泛的应用。

[1]张家峰，蒋秋华.郑武高速铁路自动检票系统方案计[J].铁路计算机应用， 2012，21（18）：22-23.

[2]王 成，蒋秋华，张家峰，朱建军，张 曦.基于二代身份证的互联网电子票自动检票系统的研究与实现[J].中南大学学报：自然科学版，2013， 44（51）：347，349.

责任编辑 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，工程师；化小刚，工程师。