铁路客票系统MaaS+智能服务体系研究

汪健雄，张晨阳，肖玉兰，王炜炜

（中国铁道科学研究院集团有限公司 电子计算技术研究所，北京 100081）

中国铁路客票发售和预订系统（简称：铁路客票系统）作为铁路关键信息基础设施，自1996年开始建设以来，经过20多年的发展，取得了长足的进步，对我国交通运输智能化发展起到了推动作用。李贝贝、朱建生等人[1]构建了铁路新一代客票系统人像检索平台，实现了人像检索技术在铁路客运场景中的工程应用，进一步提升了铁路客运智能化水平；单杏花、张志强等人[2]通过对电子客票各项关键技术的研究和客票系统架构的升级，实现了铁路客运生产组织和客运服务流程的全面优化与重构，大幅提升了旅客出行的获得感和幸福感，是铁路运输企业向信息化、智能化发展的一大标志。铁路客票系统历经多次迭代的技术沉淀，已从车站内的单一客票销售业务系统，发展成为覆盖线上12306互联网售票系统（简称：12306）和线下3 000多个客运车站，提供客票销售、延伸服务、营销决策等多项业务的全球最大的综合性票务系统，具有完全自主知识产权，通过不断主动适应铁路客运服务新模式，实现了互联网售票、手机售票、站车无线交互、票额智能预分、席位集中、系统双活等功能。

随着旅客对出行舒适性、便捷性等要求的日益提高，铁路客运全程畅行服务的持续深化发展，客运跨交通方式的互联互通需求日趋突出，铁路行业积极开展联程联运技术研究。单杏花、朱建军等人[3]基于各交通行业信息系统情况，提出交通信息“一张图”的系统信息联通架构、多式联运“一张票”内涵，并根据大型枢纽节点、（航）空铁（路）联运和铁（路）公（路）水（路）联运的发展情况，分别提出大型枢纽节点城市接驳、空铁联运、铁公水联运的旅客智能出行技术方案；朱颖婷、杨立鹏等人[4]基于区块链技术研究提出联程运输数据共享方案，构建支持数据共享与隐私保护的联程运输数据共享架构及联程运输模式下的区块链网络架构，设计了铁路12 306联程运输交易流程。目前，12 306已经开通了空铁联运、铁水联运和汽车票销售等综合交通联运业务，基于铁路客票系统，整合了旅行前、旅行中、旅行后旅客需要的各种交通信息，研发了铁路客运联程联运信息平台，推动联程联运信息共享融合和应急沟通，加强跨交通方式间的协同联动，取得了一定成效。但在推广过程中，需求、技术、数据等多重驱动带动业务深化发展的趋势日益明显，紧密围绕铁路业务形成的铁路客票系统体系架构逐渐成为联程联运业务发展的瓶颈，为此，本文借鉴出行即服务（MaaS，Mobility as a Service）实践的先进经验[5-6]，研究铁路客票系统MaaS+智能服务体系，打造更智能、更高效、更安全的综合票务服务平台，满足旅客智能化、互联化、多样化、个性化出行的需求，实现更智能、更高效、更安全的一站式全程畅行服务，推动铁路客运服务能力和水平向更高层次持续发展，为构建一体化综合交通运输体系提供智能化技术支撑。

1 MaaS服务内涵

全球第一家MaaS平台是由芬兰的Whim提出[7]，Whim官网对MaaS的解释是：MaaS是结合多样化的交通方式，可以用一个平台的服务让日常的出行更便捷，其核心是用一个平台完成从出行计划、路线规划到预定购票和支付等的所有事务。近年来，随着我国交通基础设施建设和数字化进程的加快，交通行业不断进行智能化服务升级，多种交通运输方式相互统筹融合，各大城市管理者及交通行业专家都对MaaS平台给予高度重视，从政策方面给予了大力扶持，技术平台构建也日趋完善。

MaaS平台一般由服务提供商、政府部门、交通运营商、数据提供商、用户等主体组成[8]，如图1所示。其中，服务提供商通过整合交通运营商的服务平台、交易平台等资源，不断调整和优化出行服务，是MaaS平台的主体；政府部门作为政策制定、财政支持和市场监管者，为MaaS平台提供硬性和软性政策支持，可为MaaS平台提供方向性引导；交通运营商为MaaS平台提供铁路、航空、公路、水路等载运工具、载运能力；数据提供商提供地图、通信、出行者信息等数据分析服务；用户支付一定费用后，可享受无缝衔接的智能出行服务。

图1 MaaS平台概要结构

2 铁路客票系统联程联运业务发展现状

近年来，我国铁路围绕综合交通服务开展了多项开拓性研究，提高了重点枢纽场站、重点区域跨运输方式的衔接效率，初步满足了以旅客出行需求为导向的票务一体化、信息互联共享、综合枢纽接续换乘等需求，初步构建了基于铁路客票系统的MaaS服务模式，发挥了铁路在综合交通骨干网中的重要作用，实现了综合交通运输体系下旅客运输向更集约、更低碳环保的方式转移。

2.1 联程联运票务服务

2012年，中国东方航空集团有限公司（简称：东航）与中国铁路上海局集团有限公司联合推出了“空铁通”产品，旅客可通过东航官网购买该产品，凭身份证件在火车站指定窗口领取火车票；春秋航空股份有限公司（简称：春秋航空）在7个城市也推出了旅客乘坐高速铁路（简称：高铁）到石家庄机场乘坐飞机，可报销高铁车票的服务；2018年，原中国铁路总公司与中国民用航空局签订战略合作协议，共同研究并实现“空铁联运”服务是协议中重要的一条；2020年8月，东航与12306App联合推出“空铁联运”产品，围绕铁路车次、航班信息共享、联合售票等方面，为旅客提供“一站式”联运售票服务。在互联竞争的同时，提升了旅客出行体验、扩大了客运市场。此外，2018年，中国铁路广州局集团有限公司（简称：广铁集团）在琼州海峡推出公铁海联运业务，即高铁、汽车、轮船3种方式的联运业务，提供“出发地—湛江西站—徐闻北港码头—海口南港码头—海口站/海口东站—目的地”的多种运输方式换乘，旅客需要分别购买换乘的火车票、汽车票和船票；2021年11月，12 306 App上线广铁集团设计的“铁水联运”产品，购买赴海南的铁水联运票的旅客，可通过身份证或“一码通”在火车、轮渡、巴士之间无缝换乘。

2.2 铁路客运联程联运信息平台

针对枢纽车站的智慧交通换乘服务需求，基于现有城市交通运行数据，开展了地面公交、轨道交通、网约车、共享单车等多源数据关联融合方法研究，研发了铁路客运联程联运信息平台，提供集数据采集与融合、分析处理、信息发布、数据综合查询服务为一体的综合交通标准化数据服务。平台服务于普通用户、铁路管理部门及其他相关交通应急指挥机构，相关方涉及铁路、交通运输管理、市政管理等部门。

当前，铁路客票系统联程联运业务已实现了综合交通行业的信息互联，具备Maas服务的初步能力，但在运输资源配置、信息共享标准、服务产品体系、票务服务及联运保障的协同配合方面仍有很大提升空间，因此，需结合铁路业务特点和发展需求，在MaaS服务基础上，以运输资源配置最优化、信息共享标准化、服务产品体系化、票务服务一体化和联运保障协同化等需求为出发点，构建智能高效、安全便捷、融合畅行的铁路客票系统MaaS+智能服务体系，推动MaaS在更深层次实现高质量发展。

3 铁路客票系统MaaS+智能服务模式设计

3.1 铁路客票系统MaaS+智能服务定义

MaaS+作为MaaS的延伸，涉及旅客需求、技术创新、管理机制等多个方面，不仅是一种出行产品、出行平台，更是一种以满足人民群众美好出行需求为目标的理念。本文将铁路客票系统MaaS+智能服务定义为：以MaaS理念为基础，以物联网、数字化、人工智能（AI，Artificial Intelligence）、网络安全等技术为支撑，将多种交通方式整合在统一的服务系统中，通过优化配置交通运输优势资源，搭建旅客出行一体化平台，在已实现的联运票务销售、出行服务等基础上，进一步完善信息共享能力，拓展运输资源配置、联运产品设计、智能化出行服务、联运保障服务等业务功能，以数据衔接出行需求与服务资源，打造“一站式”“一单制”全行程服务生态链，实现多种交通方式协同运行，为旅客提供更智能、更高效、更安全、更便捷的出行服务模式，使出行成为一种按需获取的即时服务，让出行更简单。该定义如图2所示。

图2 铁路客票系统MaaS+智能服务定义

3.2 铁路售票系统MaaS+智能服务模式

3.2.1 资源配置最优化

以互联网思维和智能化技术优化运输资源配置。以铁路、航空、公路、水路等出行大数据为基础，采用深度学习、知识图谱等AI技术，科学分析公众出行、人口迁徙、区域经济发展等特征和规律，为综合交通运输体系规划、资源配置方案优化提供数据支撑，提升综合交通运输体系资源运用水平、运输管理智能化水平及运输安全监管水平，充分发挥各种交通运输方式的整合优势和组合效率。结合铁路运输资源，利用铁路大数据、互联网大数据、智能感知等技术资源，开展基于综合枢纽的联程联运需求分析和客流预测，更精准地掌握旅客需求，指导客运产品服务设计，满足旅客不同层次的需要，支撑新业态产品落地实施，对新业态产品进行评价，从而让运输资源得到最大化的合理配置。

3.2.2 信息共享标准化

以数据融合推动行业信息共享标准化。聚合各项铁路客运信息及外部旅客出行所需信息，建立统一、规范的信息服务平台，主动向旅客提供购票及出行前、中、后等覆盖全流程的信息服务；推动行业内多种交通方式间信息资源互通共享，运用互联网、大数据、AI、隐私计算等技术，依托我国规模庞大的互联网用户，结合铁路客运服务信息的种类、分布、质量等情况，建立铁路客运服务信息规范和标准；构建铁路与社会客运服务信息资源共享框架；为旅客提供主动信息服务和全行程出行场景下的客运服务渠道；形成铁空公水联程信息资源共享框架，促进不同运输方式运力、班次和信息对接，通过互联网、移动互联网、物联网为铁路及第三方平台提供全面、便捷、可信的信息服务。实现覆盖旅客从购票到出行全流程的信息服务，方便旅客出行的同时，提高铁路增值服务经营的能力与水平，全面提升综合交通客运服务质量。

3.2.3 联运产品体系化

挖掘行业服务内涵和外延，推进联运产品体系化。基于铁路内/外部运输资源和信息资源，构建旅客联程联运产品体系，其包含核心运输产品、基本运输产品和联合运输产品3个层次，如图3所示。

图3 基于铁路的旅客联程联运产品体系

（1）核心运输产品是指运输服务提供给旅客的基本效用和利益，包括旅客列车开行方案、运力资源配置、运营保障基础设施、综合枢纽换乘接续等，体现了运输产品的基本功能。

（2）基本运输产品是核心运输产品借以表现的形式，包括客运产品设计、运营保障服务、行程规划服务、产品销售服务等，是运输产品向市场提供的实体和形象。

（3）联合运输产品，是铁路有机衔接航空、公路、和水路，为旅客提供的一站式购票、一体化票务、信息及运输等服务产品，包括联运产品设计和销售、联运行程规划、联运协调与保障等，拓宽运输产品内涵，丰富运输产品层次，打造以铁路为主导的综合交通一体化框架。

3.2.4 出行服务一体化

铁路需求和外延需求双驱动，推进出行服务一体化。优化铁路客运服务，拓展出行外延业务。在铁路客运服务方面，进一步丰富销售渠道，为用户提供更便捷的触达方式；细分客户群体，提供各具特色的客票预约及售票服务；丰富线上线下支付方式，实现积分混合支付；全渠道实现24 h售票服务，与航空等交通方式24 h票务互通；持续优化电子客票，为旅客提供定制化、免打扰式检/验票服务；优化铁路延伸服务，提供铁路段全行程服务保障。在联运一体化出行服务方面，与其他交通方式共同制定一体化联程服务标准，在满足各独立运营、减少数据集中存储的前提下，研究铁路与航空、公路等主要客运方式电子客票互联互通的技术规范，建立多模式交通信息资源共享框架，促进跨运输方式电子客票信息互联互通。在此基础上，推行全面实名制运输、“一票制”客运服务，逐步构建铁空公水联程运输支付及清算体系，基于地理空间模型、AI技术、组合优化技术优化铁空公水行程规划和客票打包销售策略。利用线上12 306网站和12306App的用户和流量优势，线下售票窗口及自动售票机的网络布局和数量优势，为旅客出行提供全方位、多种交通方式联程联运、面向全国“一站式”行程规划的客票服务；同时，通过移动端整合、推送导航、天气等服务，提升旅客出行体验。

3.2.5 联运保障协同化

多模式经营促进联运保障协同化。联动保障和协同运营组织是推进和保障旅客联合运输的必要条件，是铁路、航空、公路、水路相关运输主体在客运组织、票务预订、运力匹配、行李服务、时刻表对接等运输过程中开展的全流程联合的协调匹配管理过程。与其他行业联合开发跨运输方式的联运行李一体化服务、异地候机候车候船、值机、托运、安检等双向业务，研究联运旅客行程延误解决方案，提出突发事件情况下应急联动保障措施和联运服务投诉处理机制，确定联运责任分配和补偿办法，为制定联程运输协议和标准提供依据；同时，探索商业保险等第三方保障机制，消除联运责任偏差，有效整合铁路与其他行业各自优势，促进联运保障协同，实现融合发展与共赢。

4 铁路客票系统MaaS+智能服务体系构建

铁路客票系统MaaS+智能服务体系架构如图4所示。

图4 铁路客票系统MaaS+智能服务体系架构

4.1 硬件支撑平台

硬件支撑平台根据铁路客票业务海量访问、大流量、高并发、实时响应、高可靠等特点，综合应用先进成熟的集群化、虚拟化、容器化等技术，采用成熟、可靠的硬件支撑平台，为MaSS+旅客出行一体化的不同业务应用场景提供硬件基础设施。

4.2 技术支撑平台

技术支撑平台包括统一接入、数据资源调度与同步等适应旅客出行一体化发展的集中处理框架子平台，以及分布式计算、大数据处理、新技术应用和软件运行环境等基础技术平台，为MaSS+智能服务平台提供服务框架、服务管理、数据分析和数据存储等基础技术能力。

（1）服务框架拟采用多种微服务运行架构相结合的方式实现，并降低架构组件对业务应用的侵入。

（2）服务管理主要包括微服务治理、研发运营维护管理、运行中间件管理和自动化测试4个部分。微服务治理提供注册中心、配置中心、全链路追踪、系统监测、消息总线、认证授权、服务网关、分布式事务、日志管理、熔断降级等多个组件，实现平台服务统一管理功能。

（3）数据分析包括计算引擎和AI引擎。计算引擎使用数据计算引擎技术，实现系统的各种数据采集、数据整理、数据分析等数据处理能力。AI引擎基于AI技术框架，构建统一的机器学习平台，覆盖数据—建模—服务—监控等主要机器学习流程，同时兼顾机器学习的实验探索阶段和正式的生产环境。

（4）数据存储应采用传统关系型数据库技术、内存数据库技术、分布式数据库技术相结合，实现业务在各种数据应用环境下的数据存取。

4.3 MaaS+智能服务平台

MaSS+智能服务平台由铁路智能服务子平台、信息共享子平台和联运子平台3部分组成。铁路智能服务子平台提供铁路旅客出行相关的智能票务、智能管理、智能营销等服务功能；信息共享子平台通过多种交通方式的信息共享，实现全程畅行规划、数字化接驳引导、终端智能交互等服务；联运子平台实现铁空公水联运一站式信息服务、轻量化的新型城际铁路票务服务、广深港高铁的票务融合服务等功能。

4.4 服务渠道

通过12306网站、12306 App、售票窗口、电话、人工座席、自动售票设备、手持终端、微信公众号、微信小程序等渠道，为各渠道用户，以及综合交通主管部门、其他运营企业等提供MaaS+智能服务。技术上提供应用服务和网关/负载均衡能力，应用服务宜采用B/S架构，保证系统前后端分离，采用微服务实现后端服务。使用网关软件与专用硬件设备相结合，实现应用网关和负载均衡功能。网关/负载均衡可纳入铁路客票系统统一接入范畴，实现注册、单点登录、服务协作、统一管理等功能。

5 结束语

为了不断提升客运服务水平，强化市场营销能力，提高市场营销数据融合的智能化、精准化水平，提升铁路客票系统运营效率，更加智能、快速、全面响应旅客需求，本文依托“MaaS+智能服务”理念，以旅客出行需求为导向，以推动新一代信息技术与铁路深度融合赋智为牵引，在12306App持续推出空铁联运、铁水联运产品的基础上，构建铁路客票系统MaaS+智能服务体系。为旅客服务智慧化、业务管理数字化、收益经营智能化、综合出行一体化的客运服务高质量发展提供系统支撑，从而推动铁路客票系统智能化转型与升级，进一步完善以铁路为主干的国家综合交通立体网，扩大铁路客运服务品牌国际影响力，助力开启铁路智能时代。