铁路客运价格调整应用系统设计与实现

李彦斌

（中国铁路北京局集团有限公司 客运部，北京 100860）

近年来，铁路客运市场化改革步伐加快，铁路运输企业改变之前一成不变的票价水平，开始在部分高速铁路线路推行差异化定价策略。比如：2017年起，东南沿海、贵广（贵阳—广州）客运专线、南广（南宁—广州）客运专线、汉宜（武汉—宜昌）线、渝贵（重庆—贵州）线、宝兰（宝鸡—兰州）线等为代表的线路实施票价差异化方案。京沪（北京—上海）既有线动卧旅客列车定价权已下放至中国铁路北京局集团公司和中国铁路上海局集团公司。2018年起，局管内线路价格浮动调整权下放至各铁路局集团公司，实施方案向中国国家铁路集团有限公司（简称：国铁集团）报备。2019年起，所有新开通高速铁路线路开通初期将实施票价差异化定价策略（“一车一价”）。2020年，京沪、成渝（成都—重庆）等高速铁路干线实施浮动调整的价格策略，并推出了计次票、定期票等新产品。截至2021年，厦深（厦门—深圳）线和南广线也将实施“一车一价”的差异化定价策略，并相应推出计次票、定期票产品。

自从《国铁集团关于规范和完善动车组列车执行票价市场化灵活浮动机制的通知》等政策文件陆续实施以来，以差异化定价为代表的分析与决策工作越来越多，“一日一价”“一车一价”的价格策略实施常态化、例行化，价格管理工作量将会增加。此外，国铁集团已初步构建出贴近市场需求、灵活多变的价格策略机制和执行票价体系。这些都需要一个统一高效、紧贴业务场景的信息系统为客运价格分析与决策业务保驾护航。

目前，尚缺乏能够紧跟铁路客运价格浮动调整趋势，满足铁路价格浮动调整需求的信息化系统，无法高效、便捷地实现铁路客运调价应用。为实现铁路价格浮动调整应用业务领域的数字化水平，实现价格调整的自动化、科学化，本文设计了铁路客运价格调整应用系统。

1 系统架构

1.1 技术架构

铁路客运价格调整应用系统从系统的高可靠性、扩展性、可用性、完整性和可管理性考虑，使用B/S架构模式[1]，由5层结构组成：终端访问层、应用支撑层、业务逻辑与业务处理层、数据访问交互层和数据处理层。本系统采用主流的微服务架构[2-3]，通过将不同的业务逻辑和应用分离，提供底层数据处理、数据访问、数据接口封装、数据传输的服务程序，实现客户所需应用逻辑松耦合。每层之间均通过接口访问，避免因为业务流程变动导致一层逻辑变动对其他层的影响。

铁路客运价格浮动调整应用技术架构如图1所示[4]。

图1 技术架构

（1）终端访问层

终端访问层根据前后端分离、数据展示与业务逻辑处理分离的系统设计原则，集成了HTML、CSS、JavaScript等系统静态资源和业务流程计算处理的动态步骤，通过浏览器为访问终端提供体验良好的交互界面。

（2）应用支撑层

应用支撑层的主要目标是与访问层进行交互，实现前台应用与后台服务的数据交换，其中，数据交换格式采用主流标准的交换格式XML、JSON与系统进行数据交互。针对不同的访问方式和技术，铁路客运价格调整应用系统采用成熟组件技术，实现与相关系统进行数据交互和传输，比如，Web Service、API服务技术，以及支持向访问终端提供动态的交互访问。同时，铁路客运价格调整应用系统采用消息队列（MQ，Message Queue）、Restful API服务方式，实现不同系统之间数据文件的交换。

（3）业务逻辑与业务处理层

铁路客运价格调整应用系统的业务逻辑主要采用Java架构和基于JavaBeans的多组件技术，通过定义用户实体业务类库、数据通信类库、文档处理类库，以及对多种不同的组合和灵活的设置，完成定制、修改、管理各种客运价格业务流程。

（4）数据访问交互层

铁路客运价格调整应用系统通过数据访问层，创建类对象和数据库之间的映射，实现事务服务、查询服务和数据并发访问控制，完成数据的查询增加修改删除。

（5）数据处理层

铁路客运价格调整应用系统的数据库采用市场上成熟的数据库产品，采用数据库主从集群，实现数据的存储，支持通过集群软件进行数据访问。

除此之外，铁路客运价格调整应用系统还包括支撑平台，该平台包含铁路客运价格调整应用系统所需的外部软件，主要包含操作系统、数据库管理组件、其他相关管理及运维软件产品。

1.2 硬件架构

铁路客运价格调整应用系统以客运营销大数据平台为基础，收集客票销售数据等相关数据，实现价格决策业务流程的电子化。同时，铁路客运价格调整应用系统通过调价方案的发送、审核、确认，以及方案分解与合并、事务提醒、工作计时等功能，重塑目前价格分析与决策业务流程，并进行优化，满足客运价格主管部门统一规范管理整个价格浮动调整工作的需要。

铁路客运价格调整应用系统部署在客票网上，与中国铁路客票发售和预订系统（简称：客票系统）属于同一个网络，与所需数据保持在一个网络上，满足快速连接访问数据库和数据资源的需要。此外，铁路客运价格调整应用系统通过客票系统统一安全策略与安全设备与其他网络连接，满足其他类型用户的访问需要。

铁路客运价格调整应用系统主要由缓存服务器、接口服务器、负载均衡服务器、应用服务器、数据库服务器等组成，硬件架构如图2所示。

图2 硬件架构

1.3 数据架构

铁路客运价格调整应用系统数据架构由表现层、应用层、数据资源层、数据交互层和数据整理层组成[5]，如图3所示，具体如下。

图3 数据架构

（1）表现层

铁路客运价格调整应用系统由用户通过浏览器输入业务请求，并将请求结果通过浏览器进行展示。

（2）应用层

应用层按照不同的业务环节，如调价发起、信息确认、方案确认等，进行数据处理，主要有2个方面：①从数据资源层获取数据，转换为定义好的标准交换格式（如XML、JSON）等，并提供给表现层进行展示；②将表现层提交的业务数据转换为数据资源层需要的数据格式，由数据资源层进行数据存储。

（3）数据资源层

数据资源层主要存储不同类型的业务数据，为铁路客运价格调整应用系统提供数据支撑。

（4）数据整理层

数据整理层处理来自外部系统的各种数据，并按照铁路客运价格调整应用系统的需要，进行数据梳理、集成和分析。本层的处理结果由数据资源层进行存储。

（5）数据交互层

数据交互层按照定义的交互方式和交换格式（如XML、JSON）从外部系统共享业务数据。

1.4 接口架构

铁路客运价格调整应用系统是铁路客票系统的组成部分，需共享客票系统客运线路字典、客运站字典、列车数据、客流情况等数据。铁路客运价格调整应用系统通过对铁路客票系统的数据进行梳理、集成和分析，形成评分库规则、档位配比规则、列车标签规则，并将数据梳理的结果应用于维护调价规则、维护调价列车、制定调价方案、调价方案评价分析等。铁路客运价格调整应用系统采用XML文件、JSON文件、Web Service、API、MQ等多种方式，实现数据共享。

在铁路客运价格调整应用系统中，客运线路字典、客运站字典为基础数据，需要定期维护，以保证数据准确性。除此之外，列车数据的更新程度较高，客流情况数据也处于动态实时变化更新中，因而，铁路客运价格调整应用系统需要通过与客票系统连接，以数据接口访问的形式获取列车数据和客流情况数据，保证数据的准确和及时。同时，由于数据量较大，铁路客运价格调整应用系统采用异步访问形式保证数据获取，接口架构如图4所示。

图4 数据接口架构

1.5 安全设计

铁路客运价格调整应用系统的安全体系建立在铁路现有信息系统安全体系之上，保证重要系统功能的网络防护，通过技术丰富防护手段，在保障铁路相关既有信息系统正常运行的前提下，为本系统提供安全保障[6]。

为满足铁路客运价格调整应用系统所需的服务可用性、性能高可用性等需求，该系统整体系统架构主要由网络子系统（网络设备及线路）、主机子系统（数据库服务器）、应用子系统（Web应用服务器和接口服务器）等各子系统组成的的高可用架构。所有子系统主机使用负载均衡控制下的集群模式，实现系统的高可用性。在铁路信息等级保护的基本要求下，网络安全保障从网络安全技术、主机系统安全设计、应用功能安全设计、应用访问安全控制等方面进行考虑。

铁路客运价格调整应用系统在设计网络安全保障方案时，基于铁路客运价格调整应用系统应用环境，在统一的安全管理机制下实施计算环境、区域边界和通信网络的安全保障措施[6]，主要有访问控制机制、负载均衡、流量控制及清洗、防病毒/防DDOS/IPS、入侵检测、安全审计、脆弱性检查[7]，并通过不同的接入方式应采取相应的控制机制来保证接入的安全。

2 系统功能

2.1 待办事务

当价格管理部门发起价格变更价格方案后，铁路客运价格调整应用系统实时显示调价方案的事务进度，自动对调价基础信息确认、制定调价系统方案、修订票价方案、实施建议方案报批等环节进行事务处理提醒，对调价规则维护、调价基础信息审核、方案补充等环节进行事务处理提醒，对调价列车信息维护、方案补充、方案确认等环节进行事务处理提醒。

2.2 方案管理

方案管理包括方案维护、流程查询、方案预览等主要功能。方案维护主要通过方案的新建、修改、撤销、删除等手段确保方案科学准确。流程查询支持按照方案名称、线路名称、流程状态等条件组合查询调价方案，根据进度状态跳转至当事务处理页面，提供调价方案预览和导出功能。方案预览根据方案各项要素组成条件组合，查询调价方案的详细内容和汇总信息，提供调价方案预览和导出功能。

2.3 事务处理

事务处理功能包括基础信息确认、调价规则制订、基础信息审核等子功能，实现对铁路客运价格调整所需的基础信息进行查询、导入、检查、复核、确认；制定调价策略、对策略进行实时修改和补充，以使相关部门在此基础上制订科学合理的调价方案。

2.4 公布票价变更

主要针对于新线开行和既有线路公布票价调整等业务场景，通过分析客流变化给出大致调价方向；确定价格档位，并将价格档位与列车、席别等调价资源相结合，生成调价方案。

2.5 执行票价变更

主要针对公布票价不变，只调整执行票价的业务场景，通过既有历史数据分析给出大致调价方向；确定价格档位，并将价格档位与列车、席别等调价资源相结合，生成调价方案。

2.6 业务字典管理

对系统所需的各基础数据对应的字典表进行管理，完成各字典表增删改查，保证基础数据准确无误。各字典功能如下。

（1）线路等级字典表

国铁集团维护线路等级字典表。线路类型包括：国铁集团统筹管理、由铁路局集团公司自主定价的其他线路、局管内自主定价线路。

（2）线路字典

国铁集团维护线路字典，包含线路名称、线路等级、线路调价牵头局、运行开始时间、运行截止时间等信息。

（3）客运站字典

国铁集团维护客运站字典，包含站名、所属铁路局集团公司、所属线路等信息。

（4）车次字典

铁路局集团公司维护车次字典，包含外部车次、内部车次、所属线路、担当局、管内/直通、开行起始日期、开行截至日期等信息。

（5）列车信息

铁路局集团公司维护列车信息，包含车次、停靠站、运营里程、到达时刻、出发时刻等信息。

（6）速度等级字典

国铁集团维护速度等级字典，包含车次字头（G、D、C）、速度等级、席别等级、票价率等信息。

（7）运价里程通算字典

国铁集团维护运价里程通算字典，包含里程范围、折扣率、通算线路、执行起止时间等信息。

3 系统关键技术

铁路客运价格调整应用系统根据业务场景特点采用大运营数据异步查询与接口技术。由于系统部分数据需要从其他系统通过数据接口形式提供，而每次所需的数据计算复杂，外部系统无法实时提供，需要一定的时间查询处理数据，因而采用异步方式进行数据访问与返回。第1次访问时对外部系统输入所需参数，外部系统接受参数返回一组key，系统接受key后储存下来，处理后续业务环节。当后续业务环节处理完毕后，需要接受数据时，将先前存储的key作为第2次访问数据接口的参数输入外部系统，外部系统根据接收的key将数据返回给本系统，本系统接收全部数据，完成数据接口的访问与返回。

4 系统应用场景

铁路客运价格浮动调整应用系统应用场景主要包括：公布票价变更价格管理、国铁集团统筹线路、铁路局集团公司自主定价线路、局管内自主定价线路执行票价调整价格管理共4种主要应用场景。按照交互复杂度和流程长度来看，公布票价变更价格管理—国铁集团统筹线路—铁路局集团公司自主定价线路—局管内自主定价线路—执行票价调整价格管理，因而本系统以满足公布票价变更价格管理功能的要求进行设计和开发，最终研究成果可以覆盖各级价格管理人员日常主要业务领域，满足不同形式的客运价格调整工作需要。

5 结束语

通过铁路客运价格调整应用系统的推广实施[8]，帮助铁路运输企业制定出科学合理的价格调整方案，促进增运增收目标的实现。铁路客运价格调整应用系统提高了铁路客运价格决策业务领域的数字化水平，通过基础信息的电子化存储、查询，实现查询分析的自动化和决策的智能化，为整个铁路收益管理工作更加高效科学的开展奠定基础。