铁路客运预清算系统的设计及实现

刘贺文，易衡昌，申 强，王洪业

（1. 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；2. 中国国家铁路集团有限公司 资金清算中心清算处，北京 100844）

铁路旅客运输清算系统（简称：客运清算系统）是铁路财务和清算工作中不可或缺的支撑系统[1]。随着铁路财务体制改革、客运业务的发展，客运清算系统自投产以来，其业务和功能不断完善和丰富，不仅涵盖普通客运、行李邮政列车、京沪九（北京—上海—九龙）直通列车、广深港（广州—深圳—香港）高速铁路（简称：高铁）跨境运输、常旅客积分、定期计次票，以及高铁保障、动车组租用、跨境车辆使用等方面，还在清算分析、智能化[2]系统的安全和性能上得到了很大提升。客运清算系统有效促进了清算秩序的落实，维护了企业的合法权益[3-4]，激励了铁路运输企业的积极性[5]。

目前，清算业务是按月度进行的，即按月发布清算结果，按月进行资金结算和划拨。随着客运市场的发展和企业经营的细化，如此长的清算周期已经越来越无法满足业务的需求，其主要体现在两方面：（1）使运输企业在资金周转上承担了很大压力；（2）使运输企业在加强管理、按成本安排生产、编制预算时处于被动地位。近年来所采用的月度内资金分次预划拨方式虽然在一定程度上缓解了企业在资金周转上的压力，但对企业成本预估、预算安排帮助不大，同时还给资金中心带来了资金管理上的风险。

此外，客运清算系统采用一级部署方式，即该系统的所有接口数据和清算字典都集中在中国国家铁路集团有限公司（简称：国铁集团）这一级。而基础数据的完备性和更新的及时性都会直接影响到清算结果的准确性。在所有清算基础信息中，列车担当信息、动车组编组信息存在变化多、涉及企业多、影响大、收集困难等情况，这些情况直接导致产生清算调整多和工作量大的问题。

为了解决客运清算系统存在的这些问题，让客运清算系统适应市场化改革的需要，更好地推动业财融合，提升清算服务品质，铁路运输预清算业务逐渐被提出和重视。因此，本文设计并实现了铁路客运预清算系统（简称：预清算系统），并详细介绍该系统的架构和关键技术。

1 预清算系统数据

1.1 接口数据

客运清算系统的接口数据主要是各企业收入审核后的进款数据和统计部门提供的统计工作量数据，其中，进款数据主要用于清算进款、售票服务费、旅客服务费等；统计工作量用于计算线路使用费和机车牵引费等。这些接口数据都是按月提供的，存在时延大、数据准的特点。要使预清算系统具有较高的时效性，就要将系统接口前移，才能更早地获得相关数据。

对于预清算系统而言，进款数据可以直接从中国铁路客票发售和预订系统（简称：客票系统）的存根数据计算得到。由于客票系统不包含非联网收入等数据，因此，以此方式获得的进款数据会与收入审核后的进款数据有一定差异。以2021年8月份为例，上海局集团公司的这两种数据相差4.7%，成都局集团公司的这两种数据相差1.5%。对预清算系统来说，这种差异是可以接受的。

统计工作量数据虽然不能直接从客票系统得到，但由于统计工作量数据与列车开行间有一定的关联性，即列车开行越多，统计工作量就越大。也就是说，统计工作量数据可基于客票系统的存根数据和客票字典，通过以下两种方式获取。

（1）基于客运清算系统中往期的统计工作量对各趟列车工作量经验值进行估算，并结合当期客票字典中提取出来的列车实际开行情况对当期各趟列车工作量进行估算。列车开行得越有规律，这种方式的估算结果越准确。以G1337次列车在2021年8月份的数据为例，途径各个线路企业产生的线路使用费偏差为0.9%～2.8%。

（2）基于客运清算系统中往期统计工作量，结合客票字典中的列车途径线路、列车特征等信息，提炼出由若干运行特征值（如列车等级、线路区段）对应的工作量经验值。该工作量经验值和客票字典中提供取的列车实际开行数据可以对各趟列车工作量进行估算。相对于第1种方式，这种方式更适合临客或调图后新开列车的估算。当这种方式的经验值足够准确时，可以替代第1种方式。

由此可见，客运预清算系统的接口数据是来自客票系统的存根数据和客票字典数据，区别于客运清算系统的收入审核后的进款数据和统计部门的统计工作量数据，这势必会导致清算结果存在差异。相对于预清算的意义而言，这种差异在一定程度上是可以接受的，并可通过算法优化进行不断缩小。

1.2 清算字典

无论是既有客运清算系统还是预清算系统，都离不开清算字典，如单价字典、车站归属字典、动车组编组字典、列车担当字典等。客运预清算系统可以按日向相关企业发布清算字典及相应的预清算结果，使他们能更早发现和纠正清算字典中的差错。经过预清算审核和校正后的清算字典直接被应用到客运清算系统的月度清算中，能够大幅提高清算结果的准确性，减少调整工作量。

2 系统设计

2.1 数据流设计

接收接口数据、加工处理、预清算、结果发布等过程的数据流在客运预清算系统中的流转如图1所示。

图1 数据流在客运预清算系统中的流转

2.1.1 接口数据处理

预清算系统收到接口数据后，经过数据清筛处理，分解出广深港高铁跨境运输清算进款数据、京沪九直通列车清算进款数据、普通客运清算进款数据，以及列车担当要素数据和列车特征数据。

列车担当要素数据包括车次、始发站、终到站、开行日期等信息。列车特征数据包括列车车次、编组、定员、途径站等信息[6]。列车担当要素数据和系统中的列车担当识别规则库数据共同作为担当识别模块的输入信息，形成的列车担当字典是预清算核心模块的清算依据。列车特征数据作为统计工作量估算处理模块的输入，与往期经验工作量一起协助生成统计工作量估算数据；同时，列车特征数据也辅助生成动车组编组字典内容。

2.1.2 统计工作量估算处理

统计工作量估算处理是结合列车特征数据和往期经验工作量，得到当期统计工作量估算数据。 它有两种模式获得往期经验工作量：（1）往期实际统计工作量数据结合列车开行情况折算出列车（车次）的统计工作量经验值；（2）基于往期实际统计工作量数据，根据列车特征数据，诸如列车等级、途径区段、开行时间等特征，获得各个特征的统计工作量经验值。

2.1.3 清算字典及规则

清算中心用户需要维护担当判定规则、基础字典（如单价字典）及预清算规则库。这些清算字典和规则，包括系统识别出的列车担当字典和动车组编组字典，共同构成了预清算的基础信息；广深港高铁跨境运输清算进款数据、京沪九直通列车清算进款数据、普通客运清算进款数据、统计工作量估算数据是核心处理模块的输入。核心处理模块处理后，预清算系统将预清算报表，连同基础信息一起发布给各清算参与企业。

2.1.4 信息反馈

各清算参与企业收到预清算报表和清算字典后，通过系统提供的交互功能及时修正系统中不准确的列车担当、编组、开行、资产归属等基础信息。预清算系统根据反馈信息，确定影响范围，通知利益相关方进行确认。各方意见达成一致后，预清算系统重新计算，并立即更新相关报表和基础信息。

2.2 功能架构

预清算系统的功能架构如图2所示。

图2 客运预清算系统的功能架构

2.2.1 客票存根数据接口模块

客票存根数据接口模块实现客票存根数据接收、入库，并将接收的文件备份到指定服务器。入库后，客票存根数据接口模块还会对接口数据的完整性、重复性进行校验，将通过校验的数据留转到后续模块。

2.2.2 客票字典数据接口模块

客票字典数据接口模块实现客票字典数据（如车次目录和列车编组）接收、入库，并将接收的文件备份到指定服务器。入库后，客票字典数据接口模块还会针对客票系统字典的特点，完成字典更新及累积处理。

2.2.3 数据清筛模块

数据清筛模块根据车次、始发站、终到站，以及乘客的上下车站情况，将所有的客票存根数据整理拆分为广深港高铁跨境运输清算进款数据、京沪九直通列车清算进款数据、普通客运清算进款数据这3类数据。这些数据将根据各自的清算规则，分别进行预清算。

2.2.4 开行列车特征码提取模块

开行列车特征码提取模块针对统计工作量估算、清算分析、清算处理等需要，按照一定算法，从客票存根数据和客票字典中加工处理得出开行列车的特征因素，如列车等级、开行日期、编组、定员、经由等。

2.2.5 统计工作量经验值生成模块1

统计工作量经验值生成模块1结合往期列车开行情况，从客运清算系统往期的统计工作量中按照一定算法归纳得出所有车次趟均统计工作量经验值。该模块引入评价和微调机制，使经验值不断逼近“真值”。

2.2.6 统计工作量经验值生成模块2

统计工作量经验值生成模块2与“统计工作量经验值生成模块1”模块目的一致，只不过统计工作量经验值生成模块2以另一种方式推导出统计工作量经验值。这两种方式各有利弊，可以互为补充。统计工作量经验值生成模块2是结合往期列车开行情况，从客运清算系统往期的统计工作量中推导出针对列车等级、经由等列车特征信息有关的统计工作量经验值。同样设置评价和微调机制，如通过调整特征维度等因素，达到经验值逼近“真值”的目的。

2.2.7 统计工作量估算处理模块

统计工作量估算模块根据当期客票系统接口数据得到的列车开行特征数据，利用统计工作量经验值，估算出当期统计工作量数据，用于预清算线路使用费、机车牵引费等。

2.2.8 列车担当识别规则定义模块

列车担当识别规则定义模块主要提供人机交互界面，供各企业提供的协议担当形式化存储到预清算系统中，作为预清算系统判定车次担当企业的依据。

2.2.9 清算字典维护模块

清算字典维护模块提供人机交互界面，供诸如清算单价字典、归属字典的维护和查询。该模块支持字典批量维护、增、删、改、查、打印等操作。

2.2.10 预清算规则库定义模块

预清算规则库定义模块通过维护规则库，定义预清算的清算规则，供预清算核心处理模块使用。针对不同的清算科目，该模块会分别设置清算处理规则和报表规则。

2.2.11 预清算核心处理模块

按照预清算规则，预清算核心处理模块基于清算字典，对各类预清算数据进行处理，形成预清算结果。

2.2.12 预清算报表发布模块

按照报表规则，预清算报表发布模块为各个企业生成各个清算科目的、各口径的预清算报表，并将相关报表通过客户端网站，供用户在其权限范围内进行查询和下载。

2.2.13 清算字典发布与审核模块

清算字典发布与审核模块将预清算系统中相关清算字典发布给各企业。各企业如果发现问题，则可以通过客户端提交修正申请。客运预清算系统收到申请后，会将其推送给相关方。只有相关方均认可的情况下，该修正才会被采用，并据其影响，重新预清算并发布新的预清算结果。

2.2.14 用户管理与授权模块

用户管理与授权模块实现系统的用户管理及用户授权管理。不同企业间可以通过授权的方式，将业务委托给其他企业代为办理。

2.2.15 对外接口服务模块

客运预清算系统通过对外接口服务模块为各企业提供多种灵活的对外接口服务。该模块不但可提供个性化可定制的接口格式、接口内容，甚至还可拓展通过多种途径提供数据，如移动端服务。

2.2.16 运行监控及日志模块

运行监控及日志模块提供系统操作和运行日志的记录、查询、统计等功能，方便从业务、维护等各个层面对系统进行分析、评判。

3 结束语

本文基于企业需求，分析了当前客运清算系统的局限性和面临的困境，提出并设计了铁路客运预清算系统。该系统将成为现有客运清算系统的补充，使清算服务产品更加丰富多样。下一步，可积极引入区块链[7]、云技术[8]、国产数据库等新技术、新方案，增加技术储备，助力客运清算系统升级。