“四网融合”票制一体化方案探讨

2022-08-08胡水友

铁路计算机应用 2022年7期

胡水友，余超，严瑾

（中铁二院工程集团有限责任公司通信信号设计研究院，成都 610031）

随着我国城市化进程不断推进，沿海和内陆城市群集聚了纵横交错的优势轨道交通资源，干线铁路、城际铁路、市域（郊）铁路、城市轨道交通的“四网融合”综合交通网络正在加速成形[1]，如京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、长江中游等城市群一体化交通网[2]。在坚持交通运输服务人民、以提高综合交通发展质量和效益为中心的宏观背景下[3]，为提高出行服务快捷性，优化运力资源配置，构建一体融合、功能互补、互联互通、便捷换乘和资源共享的综合交通运输体系[4]，城市群内轨道交通公交化运营成为一种新的趋势[5]，如上海金山铁路、成灌铁路、海口市郊列车等市域（郊）铁路。

“四网融合”线路采用铁路或城市轨道交通票制，分别由中国铁路客票发售和预订系统（简称：铁路客票系统）、城市轨道交通自动售检票（AFC，Automatic Fare Collection ）系统提供功能服务。由于这2种票务体制的建设主体、运营主体及运营模式存在根本性差异，导致一票通达、无缝换乘的公交化运营服务体系难以形成[6]。因此，本文结合铁路、城市轨道交通的票制模式和技术体系，重点分析2种票制的优缺点和运营组织关键点，探讨“四网融合”中票制一体化技术的主要思路和关键问题，并提供了铁路、城市轨道交通2种票制相融合的设计方案。

1 票制概况

1.1 铁路票制

铁路票制根据列车类型基于里程计费，采用实名制方式，支持普通纸票、磁介质纸票、二维码电子客票等一次性票制和铁路e卡通、中铁银通卡等可重复使用的车票媒介；票款可通过现金、银行卡、微信、支付宝、储值等多维方式进行支付，由中国国家铁路集团有限公司（简称：国铁集团）统一计算收支。

其中，一次性票制需提前订购，出行车次及时间明确，乘坐席位固定，便于运营组织，但出行便捷程度不高；相较于电子客票，普通纸票和磁介质纸票运营成本较高，将陆续退出市场应用。可重复使用的车票媒介采用非接触式IC卡，需提前申请，使用时随到随走，出行方便但无法提前锁定车次席位，目前推广应用率不高。

各类型票制的主要特征，如表1所示。

表1 铁路各类型票制主要特征

1.2 城市轨道交通票制

城市轨道交通具有站距短、停站多、密度大、列车类型单一、客运组织简单、便捷性和经济性要求高等公交化运营特征。其票制主要采用单程票、特殊票、交通一卡通（如成都天府通、广州羊城通、三亚崖州行等）等非接触式IC卡类型、二维码和条形码等电子乘车码。基于单一票价、里程、分区、区间和计时等计费方法，支持现金、银行卡、微信、支付宝和储值等多维方式支付票款，由所在城市交通一卡通中心计算收支。

城市轨道交通各种票制，无对应的车次和席位，随到随走，旅客出行便捷。除部分城市交通一卡通采用实名制方式以外，单程票、特殊票和大部分城市一卡通均未实名制化。随着全国交通一卡通互联互通项目的推进实施，截至2021年9月，已有314个地级及以上规模城市交通一卡通互联互通，持有交通联合标识的全国交通一卡通，即可刷卡乘坐联网范围内的城市公共交通。全国交通一卡通适用范围广泛，采取非实名制方式。

2 技术体系

2.1 铁路客票系统

铁路客票系统按中心—区域—车站三级架构建设[7]。

（1）中心级客票系统具有票务管理、售票交易、互联网售票、手机售票、电子支付、列车服务等核心业务功能和客户关系管理、客运营销辅助决策、卡务管理、系统监控等辅助业务功能。

（2）区域级客票系统具有客票核心数据处理、交易、共享、管理功能，以及客运营销辅助决策、系统监控、自动售票、自动检票、实名验证、电话订票等业务功能。

（3）车站级客票系统通过自助为主、人工为辅的方式，按客运组织流线向旅客提供实名制购票、验票、进站检票、出站检票等功能。

铁路客票系统需提前购票，不够灵活方便；具有席位管理功能，可限制付费区内最大聚集人数和列车最大承运人数，旅客乘坐舒适性和铁路运输安全性较高。

2.2 城市轨道交通自动售检票系统

城市轨道交通AFC系统自上而下采用清算中心—线路中央计算机系统—车站计算机系统—车站终端设备—车票的五层架构[8]。

（1）清算中心互联城市交通一卡通中心系统，提供票务运营、清分结算、数据分析和全局性参数等运营管理功能；客流密度、运营情况和设备状态等运维监控功能。

（2）线路中央计算机系统承上启下，承担营销政策、监督指导、客运管理、收益管理、票卡管理和状态监控等票务功能。

（3）车站计算机系统按照上级命令完成日常客运工作，包括票务管理、维修管理、设备维护等。

城市轨道交通AFC系统有效提高了票务管理水平，可向乘客提供方便快捷的出行服务，但无法避免车厢拥挤等影响舒适度和安全性的现象。

3 一体化技术思路及问题

“四网融合”中，部分城际铁路、市域（郊）铁路既承担中长距离的铁路客货运输，又兼顾城市群内的轨道交通公交化运营需求。这要求线路客票系统所采用的车票票制、票务方式、客运组织，既能满足铁路实名认证和席位管理相关要求，又能为城市日常通勤提供交通一卡通快速出行服务。

单一的铁路客票系统或城市轨道交通AFC系统无法同时满足上述需求。受限于经营主体、运营制度、技术体系、运输规模和政策因素，重新建设一套同时适用于铁路和城市轨道交通的客票系统，难度大、投资高、风险不可控，实施可行度较低。

因此，铁路和城市轨道交通多种票制的一体化方案，应充分结合现行的票制模式和技术体系，采用2种体系相融合的技术思路实现，主要包括清分结算、实名制化、席位管理和设备布置4个方面。

3.1 清分结算

票制一体化，取决于清分结算体系的建立。该体系可通过国铁集团客票中心与全国交通一卡通中心互联互通、铁路局集团公司地区客票中心与城市交通一卡通中心互联互通、铁路局集团公司与地方城市协议协商3种方式实现，相关技术思路、优/缺点及亟待解决的关键问题如下。

方式1：目前，全国交通一卡通联网范围尚未覆盖全国，其互联互通项目有待进一步推进；与国铁集团客票中心的互联互通和清分结算机制需有关部门联合组织实施。该方式一次性投入大，但可一举解决国铁集团范围内铁路与全国城市轨道交通之间的票务清算问题。

方式2：各地方城市一卡通中心在需要时与属地铁路局集团公司地区客票中心单独互联互通。该方式单次投入相对较小，仅能解决属地城市轨道交通与铁路局集团公司间的清算；若要解决多个城市与国铁集团间的清算问题，需多次重复性建设，总体投入远大于方式1。

方式3：通过协议协商的方式建立清分结算机制。该方式无互联互通建设工程，但难以合理明确投入回报，不利于提高运营企业经营积极性，尤其是资本回收周期较长的基建项目。

3.2 实名制化

铁路客票系统在售票、验票、检票等全过程采取实名制方式，以保证票、证、人合一。

因此，城市轨道交通所采用的票制也须实名制化，以保证票制一体化的政策可行性。其中，全国交通一卡通和大部分城市交通一卡通均为不记名卡片，故上文所述的3种清分结算方式均需有关部门组织实施相关实体卡的实名制制度。

另外，交通一卡通属于开放型储值消费卡范畴，实名制后引起的个人信息及隐私安全问题[9]，也需要妥善同步解决。

3.3 席位管理

铁路席位管理，除了可以让旅客对号入座，还能有效控制车厢承运人数和列车最大输送人数，提高乘坐舒适度和运营安全。城市轨道交通AFC系统席位可按车次进行动态管理调整，相关策略如下：

（1）未预留刷卡及扫码席位时，该车次不能通过刷卡或扫码方式进站。

（2）预留刷卡及扫码席位情况，乘客刷卡或扫码进站检票时，随机分配铁路客票系统未使用席位，并优先考虑座席。预留席位满员后，即达到车厢承运人数上限，将不能通过刷卡或扫码方式进站。

清分方式1，席位管理功能可集中部署于全国一卡通中心，以充分利用与国铁集团客票中心的接口功能；清分方式2和方式3建议部署于所属铁路局集团公司地区客票中心。

3.4 设备布置

车站终端包括人工和自助形式的售票、检票设备。为兼容铁路和地方城市轨道交通票制，车站内需设置支持这2种票制的终端设备。

3.4.1 售票终端设备

车站售票终端设备可维持现行模式，分别单独配置铁路、城市轨道交通的售票终端；采用融合方式，集中设置集成2种模式物理模块的售票终端。

铁路电子客票、城市交通一卡通、手机App及二维码等应用后，旅客对售票设备的依赖较低，设备数量已大大减少，设备配置及布置方案对车站布局、工程投资、旅客购票服务的影响较小。

3.4.2 检票终端设备

按铁路车站流线组织方式，旅客应在候车厅集中候车、进站检票，故检票设备应统一集中设置于进站、出站检票口。检票设备布置包括独立通道、融合通道2种方式。

（1）独立通道：进站、出站检票口按比例设置2种模式的自动检票机，实现铁路检票功能及轨道交通的计费检票功能，如北京通州地铁闸机。该方式工程投资高、流线组织复杂、占用建筑面积大、配套设施多，旅客进/出站十分不便。

（2）融合通道：采用集成铁路验票、检票、实名制比对和城市轨道交通检票功能的二合一闸机，该方式较独立通道工程投资小，且充分利用闸机内部空间，有效使用车站设施空间，显著提升了旅客乘车的便捷性。融合通道闸机按组网模式分为独立组网和集成组网2种类型。独立组网融合通道闸机按铁路、城市轨道交通2种票制类型分别组网，内部配置2台工控机，用以驱动不同票制的识读模块，如上海金山铁路二合一闸机。集成组网融合通道闸机通过1台工控机，同时驱动2种票制识读模块。相对于独立组网二合一闸机，集成组网闸机支持车站级系统仅设置1套应急后台和1套网络设备，集成度更高，工程投资更低、维护工作量更小。

因此，铁路与轨道交通票制融合时，在具备条件的前提下，优先推荐采用“国铁集团客票中心与全国交通一卡通中心互联互通+实名制全国交通一卡通+席位管理+集成组网融合通道”的技术方案。

4 相关一体化方案

为进一步服务城市轨道交通，最大限度吸引客流、稳定补贴、减少亏损，提高竞争能力，国内某已实施的铁路项目采取铁路局集团公司地区客票中心与城市交通一卡通中心互联互通+实名制城市交通一卡通+席位管理+集成组网融合通道的技术方案，实现铁路与城市轨道交通2种票制的一体化融合。

4.1 总体架构

客票系统基于铁路模式三级架构建设，增设城市交通一卡通及二维码车票票制通行业务功能，其总体架构，如图1所示。沿线车站部署车站级客票系统，通过铁路传输系统接入铁路局集团公司地区客票中心，再由传输通道接入国铁集团客票中心。铁路局集团公司地区客票中心设置网络安全隔离设备，通过公网与城市交通一卡通中心系统互联互通。

图1 客票系统总体架构

4.2 车站级客票系统构成

为充分利用既有资源、简化系统间接口、保证信息安全，按铁路运营要求和城市交通一卡通功能需求适应性改造铁路局集团公司地区客票中心。适应性改造内容包括城市交通一卡通和二维码的自动检票系统、席位管理系统、清分系统、异常处理系统和交易配对系统等。

车站级客票系统由应急服务器、安全设备、铁路窗口售/补票机、城市交通一卡通充值机、铁路自动售票机、自动检票机、网络及电源等设备组成。其中，自动检票机采用集成组网融合通道闸机，以单人行通道方式向旅客同时提供磁介质纸票、铁路e卡通、中铁银通卡、二维码电子客票等铁路票制和城市交通一卡通、二维码等轨道交通票制的实名制验票及检票便捷出行服务。城市交通一卡通窗口配置交通一卡通充值机，同时部署交通一卡通异常处理设备，实现交通一卡通刷卡、二维码扫码进出站时的异常交易处理功能。

4.3 主要业务流程

4.3.1 城市交通一卡通及二维码出行

城市交通一卡通及二维码出行业务流程，如图2所示。其中，列车联机查验：通过优化的既有手持查验终端软件，输入卡号和身份证号码，查询验证城市交通一卡通的车票交易合规性；针对城市交通一卡通二维码用户，用户可直接展示手机App记录中的交易记录进行查验。

图2 城市交通一卡通及二维码出行业务流程

4.3.2 城市交通一卡通及二维码清分结算

城市交通一卡通及二维码刷卡或扫码进/出站时，车站自动检票机生成存根数据，实时上传至铁路局集团公司检票子系统，并定时传输至城市交通一卡通中心系统。城市交通一卡通中心完成进/出站配对后，生成售票存根，形成对账信息，并回传至铁路局集团公司售票子系统。铁路局集团公司清分子系统根据售票存根生成清分数据，与城市交通一卡通对账信息进行比对，无差异后完成资金结算。其业务流程，如图3所示。