中老铁路磨万段客票系统与国内铁路客票系统架构对比解析

0 引言

中老昆万铁路(昆明—万象，以下简称“中老铁路”)的信息化建设范围为磨万段(磨丁站至万象站，老挝部分)和玉磨段(玉溪站至磨憨站，国内部分)，客运、货运、调度、基础设施、移动装备、工程建设等相关工作的开展，充分借鉴了浩吉铁路(浩勒报吉南—吉安)与智能京张(北京北—张家口)等铁路建设经验，通过运输生产搭建平台，通过跨专业数据融合及智能分析实现运输生产一体化。中老铁路磨万段是泛亚铁路中线的重要组成部分，是“一带一路”及周边互联互通的重大战略性项目[1]。

中老铁路客票系统的建设也分玉磨段和磨万段2 部分，玉磨段铁路客票系统隶属国内，将按照国际铁路客票系统进行建设和管理，磨万段铁路客票系统属老挝方管理，并委托中方进行建设。鉴于老挝国情[2]，磨万段铁路客票系统借鉴了国内铁路客票系统的业务模式，基于开源技术进行定制化设计与研发，预先试用国内铁路客票系统下一阶段(铁路客票系统7.0)的先进化设计，提炼出最优方案，并通过最小化的系统验证，新构建了老挝本地化的磨万段铁路客票系统。

1 磨万段铁路客票系统的主要影响因素

1.1 组织管理方式差异

国内铁路客票系统采用3 级组织方式，其管理主体为中国国家铁路集团有限公司(以下简称“国铁集团”)，下辖18 个铁路局集团公司，每个铁路局集团公司管理多个客运段及铁路客运站[3]。国内铁路客票系统的建设，由国铁集团委托中国铁道科学研究院集团有限公司作为统一研发与部署主体，联合各铁路局集团公司协同运维，中国铁道科学研究院集团有限公司作为系统运维主体，各铁路局集团公司作为业务运维主体，负责现场问题处理和业务/系统监控等。铁路局集团公司统筹组织与管理各自局内客票资源，包括车次、席位等客票数据，铁路客运站及代售点负责车票的售、退、改签等线下业务的开展。

老挝铁路的部分车站坐落在市郊，包括最大的万象站和琅勃拉邦站2 个客运站，不存在铁路局的概念。磨万段铁路客票系统的组织管理方式为两级架构，包括各客运站和万象调度中心。各铁路客运站的车票数据统一汇聚到万象调度中心，由老中铁路有限公司(以下简称“老中公司”)统筹负责老挝境内铁路客票系统的建设与运营。磨万段铁路客票系统与国内铁路客票系统的组织管理方式差异性大，无法简单地复用国内铁路客票系统的系统架构与业务模式。

1.2 实名制普及率不足

国内铁路客票系统自2011 年实现客票实名制以来，互联网售票、车站窗口、代售点、自动售票机等所有售票渠道的后台服务，均提供了实名制支持，同步调整了系统架构，建立了相关实名制集群等，并促进了旅客从进站、乘车到出站的全闭环实名制管理与应用。

老挝工业基础薄弱，国民经济的发展以传统农业为主，经济发展较为落后[4]。通过调研，老挝国民的身份证覆盖率不足，且其身份证的有效期比较短，一般为5 年。鉴于老挝国内人口管理的实际情况，磨万段铁路客票系统的实名制不具备先决条件，无法复制国内基于实名制的客票系统建设模式，为保障更大的旅客覆盖率，初期需要研究与建设非实名制铁路客票系统。

1.3 多语言文字环境

老挝实行以老挝语为官方语言[5]和教学语言的语言政策及语言法规，加强了老挝语言的传播。磨万段铁路客票系统作为我国支持建设的境外铁路客票系统，根据老中公司要求，系统应支持老挝语、汉语和英语3 种语言。

1.4 车票计价方式单一

国内铁路客票系统及12306 互联网售票的系统框架比较复杂，针对不同日期、不同时间段、特定铁路线路、不同年龄等不同类型，分别推出了打折票、定期票、计次票、儿童票等多种票种，不同票种的票价计算方式差异性较大。磨万段铁路客票系统的车票计价方式较为单一，仅根据车站间距进行度量，并折算为固定的车票价格，无法比拟国内铁路客票系统的车票票价计算复杂度。

1.5 多币种支付

老挝境内虽然手机的普及率较高，但其基础设施相对落后，计算机的使用者主要为政府机构和企业单位等，家庭拥有计算机的比例较小。老挝境内消费支付方式多采用现金老挝币(基普)的方式，针对磨万段铁路客票系统，涉及车票计价币种与旅客支付币种等内容。由于基普汇率波动较大，老中公司希望磨万段铁路客票系统的车票采用人民币计价，旅客可以选择基普、人民币和美元支付票款。磨万段铁路客票系统的建设，需要按照国铁集团要求，密切配合中国铁路国际有限公司、老中公司，进行磨万段客票多币种支付方案的研究、设计、开发与实施工作。

2 中老铁路磨万段客票系统与国内铁路客票系统架构对比解析

磨万段铁路客票系统在设计过程中，充分尊重中老两国国情，立足当前、考虑长远，借鉴中国铁路客票系统(含12306 网)的多年积累经验，保障系统的可靠性、先进性与成熟度。磨万段铁路客票系统采用面向服务的设计理念，采用开放式体系结构、微服务架构、虚拟化集群等技术进行构建，实现老挝境内车票的发售。

2.1 总体架构对比

我国铁路客票系统有着长达20 余年(1996 年至今)的技术与业务积淀，系统架构、网络架构和业务架构等较为复杂，在业务模式、多应用支撑、研发与运维等多个方面已具有不同形式的规模，随着12306 互联网的进一步演进，国内铁路客票系统(含12306)在高并发、实时交易等[6]方面表现优异，已成为全球最大的实时票务系统，具有完全自主知识产权，能够主动适应铁路客运服务的新模式发展要求，不断丰富旅客出行过程中的安全、便捷、舒适的服务需要。磨万段铁路客票系统的初始建立，其目标主要在于满足老挝境内铁路列车车票的基本发售与改签等作业，符合老挝现阶段国情发展。

铁路客票系统总体架构对比如图1 所示，国内客票系统已从单一窗口售票到互联网、手机、窗口、自动售票机、电话订票等线上线下多渠道售票，逐步形成了国铁集团级、铁路局级和车站级的三级系统，并在国铁集团级形成了系统双中心双活的架构[7]。因为安全与审计的需要，国铁集团级划分出了客服外网、客服内网及客票网等不同的网络域，结合内容分发网络(Content Delivery Network，CDN)能够应对国内铁路12306 互联网、12306 手机客户端等线上购票产生的系统高并发，支撑电子客票、余票查询、营销分析、候补购票、风险控制等多种应用场景。铁路局级客票系统部署在18 个铁路局集团公司的中心机房，具备席位管理、自动售票、自助验票检票、收入统计和路局级营销分析等系统功能。车站级的客票网内部署了多种作业终端，包括窗口售票、窗口退票、自助验票检票、自动售取票等终端设备，窗口终端多部署客票专用应用软件，采用C/S 架构访问后台服务。

图1 铁路客票系统总体架构对比Fig.1 Comparison of the overall architecture of railway ticketing systems

磨万段铁路客票系统构建了中心、车站两级系统，实现了一个控制中心支持多个车站应用的星型架构，实现了万象数据中心与老挝全国车站之间以客票专网的形式直接连通售票。磨万段铁路客票系统支持的车站终端类型单一，仅支持线下窗口售票，能基本满足老挝国内铁路客票系统的现阶段需要，因而暂未建设代售点与互联网等其他渠道的售票服务，暂不具备多数据中心的双活等系统能力，但已建立了相关标准，预留了未来能够根据需要复制国内铁路客票系统的系统架构和业务模式的能力。

2.2 网络与安全架构对比

国内铁路客票系统(含12306 网)的网络也分三级架构，即国铁集团、铁路局和车站三级，基于专网建立了双活网络。磨万段铁路客票系统也采用专网形式，铁路客票系统网络架构对比如图2 所示，均通过交换机、防火墙、路由器等硬件设备考虑了一定的安全防护能力。

图2 铁路客票系统网络架构对比Fig.2 Comparison of the network architecture of railway ticketing systems

国内铁路客票系统国铁集团级的12306 系统等通过公网专线接入客票系统，内部系统通过运营商专线互联，外部其他系统通过外设专线方式接入客票系统；铁路局级客票系统的外部系统中，电话订票系统通过公网专线接入客票系统，其他业务系统通过运营商专线接入客票系统；车站级客票系统通过运营商专线方式上联铁路局中心网络。铁路局通过2 条不同路径的155 Mb/s 通道上联国铁集团，多数车站到铁路局之间为2 Mb/s 的传输网，部分大站到铁路局之间为光纤直连[8]。

磨万段铁路客票系统为两级物理架构，网络架构较为简单，能够满足系统建设需要。10 个客运站(万象、蓬洪、万荣、嘎西、琅勃拉邦、孟阿、孟赛、纳磨、纳堆、磨丁)的客票系统通过主备各5×2 Mb/s 通道(FE (0)接口)，接入万象调度中心客票系统中心。

2.3 逻辑架构对比

国内铁路客票系统(含12306)已发展为面向线上、线下业务的统一系统，承载的业务逐渐复杂，支付方式逐步多样，全年售票量逐步攀升。磨万段铁路客票系统初步发展，业务线较为单一，业务逻辑架构吸收了目前互联网发展的最新理念和技术架构思想。铁路客票系统逻辑架构对比如图3 所示。

图3 铁路客票系统逻辑架构对比Fig.3 Comparison of the logical architecture of railway ticketing systems

国内铁路客票系统的相关应用，目前主要为单体应用模式，各应用之间相互独立，通过接口方式进行调用。从业务逻辑架构而言，主要分为应用层、接入层、业务层和数据层，其中应用层根据不同的业务包括C/S 模式的应用程序以及B/S 模式的Web、Mobile 和小程序等方式；接入层的实现方式区分线上与线下业务，线上业务多通过CDN、WAF 及软(硬)负载均衡等方式实现，线下业务通过软(硬)负载均衡实现业务接入；业务层多通过单体应用集成众多业务逻辑，进而搭建为业务平台，实现后续业务逻辑的迭代与更新；数据层提供元数据、席位数据、实名制数据等多种基础数据的存储，数据节点类型多样，票务方面还基于数据库的存储过程实现了核心业务逻辑，供上层业务使用，数据库之间通过中间件产品实现同步或导航。与此同时，还协同实现了全业务的监控、应急、运管及安全[9]等功能。

磨万段铁路客票系统包括管理系统、窗口交易系统、运营分析、旅服接口、收入接口、定时调度和系统监控等，支持车站窗口的售票、补票及改签等作业。磨万段铁路客票系统借鉴了国内铁路客票系统7.0 设计理念，深度萃取了国内铁路客票系统的业务模式，提高了整体智能化水平，以业务中台思想为设计理念，运用先进的云原生微服务化手段，抽取和提炼业务系统原子服务，设计了用户、交易、席位、财收、营销、数据服务等多个微服务，实现了系统公共服务能力的沉淀与共享，提升了系统的业务灵活性，为未来的互联网、自助售票、自助检票、站车交互等业务开展提供潜在的接入条件。众多微服务通过注册中心进行统一管理与路由，接入网关为外部业务提供内部服务的寻址，接入网关不仅可以为线下车站业务提供接入能力，还预留了未来线上互联网等业务发展的接入服务能力。面向云原生的磨万段铁路客票系统，将消息队列、缓存、数据同步等中间件产品抽象为基础资源，是国内铁路客票系统未来7.0 架构的最小化落地实践。

3 结束语

中老铁路磨万段首班列车于2021 年12 月4 日正式开行，其客票系统于2021 年12 月2 日正式上线，2021 年12 月3 日对外售票，截至2022 年7月31 日，因老挝国内开行列车数量少等原因，磨万段铁路客票系统日均售票量3 013 张，日高峰售票量8 071 张，共售车票72 万张。限于老中公司需求、老挝国情以及系统成本控制等多方面因素，目前磨万段铁路客票系统仅支持车站窗口售票，中台的弹性伸缩能力暂未凸显，没有类似国内的12306 互联网售票、代售点、自动售票机等丰富的购票渠道[10]，仅支持现金的支付手段也较为单一，需要基于现有的系统架构，进一步借鉴国内铁路客票系统的业务模式与经验，深化开展适应中老铁路跨境列车的国际铁路售票系统研究。