鐵路自動檢票系統的設計與實現

王永峰，化小剛，李 政

（中鐵程科技有限責任公司，北京 100081）

鐵路自動檢票系統的設計與實現

王永峰，化小剛，李 政

（中鐵程科技有限責任公司，北京 100081）

作為鐵路信息化建設的一個重要組成部分，近年來，自動檢票系統在鐵路建設和客運運營中受到高度重視。本文結合現有鐵路檢票系統的實際情況，介紹現階段鐵路自動檢票系統的架構、與外部系統的接口，主要業務流程、檢票系統的主要功能。

自動檢票系統；系統接口；業務流程；系統功能

從2008年起，鐵路自動檢票系統在京津（北京-天津）城際高速鐵路開始應用，經過多年發展，鐵路自動檢票系統已經在高速鐵路中得到成功應用，現有鐵路自動檢票系統借鑒了國外鐵路運營服務理念、成熟經驗和先進技術，結合了中國鐵路的實際情況，為旅客提供了優質、便利、快捷和高效的進出站服務。本文結合現有鐵路檢票系統的實際情況，對鐵路檢票系統的體系結構和技術方案以及主要功能進行詳細介紹。

1 檢票系統總體結構

1.1 系統部署架構

早期的鐵路自動檢票系統采取車站集中模式,即在車站設置自動檢票雙機服務器管理本站自動檢票機,經過多年的工程經驗和技術積累,在京滬(北京—上海)高速鐵路工程建設時,鐵路自動檢票開始采取鐵路局集中模式,并在車站設置應急檢票服務器, 在鐵路局設置集群檢票服務器來管理本鐵路局各小站的自動檢票機。對于一些大型的客運站如上海虹橋、北京南站，這些大站的閘機數目多，檢票業務量大，服務器負載高，對于這些大型客運站則在本站集中部署檢票服務器集群，集中管理本站的閘機檢票業務。

鐵路自動售檢票系統集中部署架構如圖1所示。兩臺數據庫服務器組成了數據庫群集，通過群集來實現數據庫的雙機熱備，承擔了所有下轄車站自動售檢票業務的數據存儲及數據處理服務，采用光纖通道接口與磁盤陣列連接；應用服務器組合成應用服務器集群，將所有下轄車站的應用處理服務全部集中管控；采用負載均衡器實現業務均衡處理，保證了系統的高可靠性、高安全性。服務器集中部署后，檢票系統與其他系統的接口復雜度降低，只需要在鐵路局或大型車站部署于其他系統的接口服務，完成數據轉換，而不用在每個車站都重復部署接口服務，數據的一致性和有效性得到充分保證，車站的設備和技術維護成本也將降低。

1.2 系統軟件結構

系統軟件結構如圖2所示。

自動檢票機應用軟件負責處理磁信息安全，票、證、卡信息讀取，檢票業務控制和硬件控制等，自動檢票機機內軟件在應用層提出動態鏈接函數庫統一的硬件接口標準，各設備廠商按該硬件接口標準提供自動檢票機的驅動程序。

圖1 自動售檢票系統集中部署架構

圖2 檢票系統軟件結構圖

自動檢票系統服務器管理軟件負責與自動檢票機、客票發售與預定系統（簡稱：客票系統）、旅服系統和管理終端的通信，實現聯機檢票業務邏輯處理、設備管理控制和數據讀寫訪問。

1.3 系統邏輯結構

系統邏輯結構如圖3所示。

圖3 檢票系統邏輯結構

2 系統接口

檢票系統提供豐富的接口程序，配合各外部接口系統的數據傳輸、復制以及數據轉發服務完成基本數據的同步工作和存根上傳等任務。

2.1 與客票系統接口

檢票系統與客票系統的接口主要包括基礎數據接口；電子票、席位數據接口。

2.1.1 基礎數據接口

所謂基礎數據主要包括列車運行圖以及站碼、席別、售處、局碼等基礎字典信息。實現這些數據的同步需要在檢票數據庫服務器上部署一個Basic數據庫，把該Basic數據庫加入到客票數據復制系統當中，并在Basic數據庫上部署相應的觸發器，當客票調圖或者基礎字典信息發生變化時，客票數據復制系統將數據復制到Basic庫中，Basic庫相應的觸發器被觸發，觸發器將對應的數據被插入到檢票數據庫afcdb相應的表中。檢票系統利用收到的圖信息和基礎數據生成計劃并進行其他的檢票業務。

2.1.2 電子票、席位數據接口

圖4 電子票控制權轉換圖

為了實現電子票檢票，設置了控制權機制，檢票系統只有在獲取電子票的控制權后才能對旅客進行進站放行。電子票控制權轉換如圖4所示。窗口在進行退、改簽業務時也必須具有電子票的控制權。在列車開檢前約定的時間內，檢票系統通過鐵路客票系統接口服務（TRSIS）獲取電子票控制權到檢票庫。當列車開檢后，旅客在閘機上刷身份證，閘機系統將二代身份證信息發送給自動檢票系統，自動檢票系統在本地的電子票庫中進行查找該電子票，找到后由檢票系統通知閘機，閘機開門放行旅客。然后閘機再次通知檢票系統，改寫檢票數據庫中該電子票的記錄為已檢，防止身份證二次作業。同時，通過trsis服務標記電子票數據庫該電子票已檢，保證二代證完整的交易流程。如果旅客網上購票后退改簽或者換票，客票系統通過連接交易管理服務（CTMS）從檢票系統收回電子票控制權。

當旅客刷銀通卡進站檢票時，檢票系統需要獲得相應車次的席位信息才能對旅客放行。銀通卡席位信息是在開車前約定時間內，檢票系統通過TRSIS程序向客票系統請求銀通卡用途席位并插入到檢票庫中，旅客刷卡進站一次占用一個銀通卡席位，停檢后，若還有沒有用完的席位，檢票系統再通過TRSIS將剩余席位返還給客票系統。

2.2 與旅服系統的接口

自動檢票系統為鐵路旅客服務信息系統（簡稱：旅服系統）提供了數據同步接口服務，旅服系統可以將所管站的檢票口、候車室、閘機定義等基礎信息同步到檢票系統中。檢票過程中如果發生晚點、早點、檢票口調整等情況，旅服系統也可以通過檢票系統提供的接口服務將相應動態調整命令同步到檢票系統，檢票系統會根據動態調整命令生成新的檢票計劃并下載到閘機。旅服系統和檢票系統接口如圖5所示。

圖5 旅服系統和檢票系統接口圖

2.3 與車站應急系統接口

通過檢票系統提供的應急數據傳輸服務，可以實時備份生產系統數據業務數據到應急服務器數據庫，當生產系統出現故障時可隨時切換到應急系統，以保持應用系統的業務連續性，當生產系統恢復后把應急階段改變的數據傳送回生產系統，保持生產系統數據的完整性與一致性。應急、檢票系統結構如圖6所示。

3 主要業務流程

3.1 系統服務器業務流程

自動檢票系統服務器業務流程如圖7所示。

圖6 應急檢票系統結構圖

圖7 系統服務器業務流程

（1）從旅服系統接收候車室、檢票口等車站基礎數據信息，錄入票種、告警、系統參數等自動檢票系統基礎數據；

（2）定義操作員、角色等用戶權限管理信息和自動檢票機等設備管理信息；

（3）從旅服系統接收鐵路客運基本計劃；

（4）根據列車運調信息及車站乘降組織方案臨時變更編制并執行動態調整計劃，并將相關檢票日計劃傳輸到相關系統和設備；

（5）工作流根據基本檢票計劃和動態調整計劃自動生成檢票日計劃，并傳輸到相關系統和設備；

（6）收集、驗證檢票存根等相關檢票信息；

（7）對檢票存根數據進行統計分析，打印相關報表。

3.2 自動檢票機業務流程

自動檢票機業務流程如圖8所示。

4 自動檢票系統功能

4.1 自動檢票管理服務軟件功能

4.1.1 基本參數管理

圖8 自動檢票機業務流程

完成候車室、站臺、檢票口、股道的定義和管理，這些數據可以從旅服系統同步過來，對于沒有旅服平臺的車站可以在檢票系統中手工錄入定義。

完成鐵路客票發售與預定系統（TRS）基礎字典的定義，主要包括列車等級字典、列車類型字典、票種字典、席別字典、局名字典、站名字典等，還包括TRS列車運行圖定義。這些數據主要通過客票Basic復制接口實現。

4.1.2 計劃管理

檢票計劃管理是自動檢票系統的核心功能，分為基本檢票計劃、動態調整計劃和檢票日計劃3類分別管理，基本實現了檢票業務的全面計劃管理。

4.1.2.1 基本檢票計劃編制

完成基本檢票計劃的編制、查詢與修改功能。基本檢票計劃是由車站業務人員依據客票系統的基礎數據，以及車站乘降作業組織方案提前編制而成，主要包括車次、發站、到站、檢票起止時間、自動檢票機、計劃有效時間等信息。

自動檢票系統服務器每天根據基本檢票計劃自動生成檢票日計劃并下載到自動檢票機。

4.1.2.2 動態調整計劃執行

動態調整計劃是對基本檢票計劃的臨時修改和補充，可用動態調整計劃對檢票日計劃進行調整，主要包括計劃類型、執行規律、車次、發站、到站、檢票起止時間、實際發車日期及時間、自動檢票機、操作員等信息。

動態調整計劃的條目包括：立刻開檢、開檢取消、立刻停檢、停檢取消、檢票口調整、列車晚點、恢復正點、晚點未定、未定取消、列車停運、列車恢復開行、列車改點、增加臨時列車等。

動態調整計劃執行分為2種情況：（1）車站業務管理人員根據實際情況手工輸入執行，如立刻開檢、立刻停檢、檢票口調整等；（2）自動檢票系統根據從鐵路客運專線運營調度系統獲取的列車運調信息自動生成并執行的動態調整計劃，如列車晚點、恢復正點等。

動態調整計劃輸入時立刻修正已生成的檢票日計劃，同時保存動態調整計劃以便新的檢票日計劃生成時按照保存的動態調整計劃進行修正。

4.1.2.3 檢票日計劃下發

系統在每天自動生成檢票日計劃或隨時通過動態調整計劃修正檢票日計劃后，以自動檢票機為單位將檢票日計劃下發到各自動檢票機。自動檢票機根據下發的檢票日計劃開展檢票業務。

4.1.2.4 檢票計劃查詢

車站人員可按授權查詢檢票計劃。

4.1.2.5 日計劃生成日期定義

完成檢票日計劃生成的提前日期設置。

4.1.3 用戶管理

自動檢票系統的授權管理，操作員只能按照系統規定的權限進行操作，保證系統應用安全。實現對操作員使用功能權限的授予、修改和取消，分為個人授權和角色授權兩種，其中，角色授權是對一批具有相同權限的操作員進行統一授權。對注冊為管理員的操作員進行使用功能權限的授予、修改和取消，管理員功能授權只能按個人進行授權。

4.1.4 自動檢票機管理

主要完成自動檢票機的定義和管理，自動檢票系統服務器與自動檢票機間采用TCP/IP協議完成數據的上傳與下載：（1）實現自動檢票機運行參數和檢票日計劃的設置和下載；（2）從自動檢票機獲取設備運行狀態信息、采集自動檢票機檢票信息等。

4.1.5 結班統計

對檢票存根數據進行各種匯總操作。主要實現檢票存根查詢統計、閘機檢票作業日報表、閘機作業時序圖、銀通卡作業日報表等。

4.2 自動檢票機功能

4.2.1 閘機全局參數接收模塊

接收從自動檢票系統服務器下達的自動檢票機運行參數，如允許通過的票種、閘機類型、自動檢票機編碼、自動檢票機所屬車站，后臺通信服務地址等。自動檢票機在開機啟動時首先查詢自動檢票系統服務器是否有新的運行參數未下載，如果有，則下載該參數。自動檢票系統服務器也可隨時主動向自動檢票機下傳新的閘機全局參數。

4.2.2 檢票日計劃接收模塊

從自動檢票系統服務器接收新的檢票日計劃。自動檢票機在開機啟動時，該模塊首先查詢自動檢票系統服務器是否有新的檢票日計劃未下載，如果有，則下載該檢票日計劃。自動檢票系統服務器可隨時主動向自動檢票機下傳新的檢票日計劃。

4.2.3 進、出站檢票模塊

根據檢票日計劃檢查磁票的有效性。如果檢票通過，則在磁信息中寫入檢票標志同時在閘機本機記錄檢票存根文本文件。電子票和銀通卡檢票則需要閘機與后臺檢票服務程序聯機通訊，由后臺檢票服務程序判斷旅客是否通過，閘機在接收到后臺的判斷信息后執行相應的檢票操作。

4.2.4 檢票存根上傳模塊

磁票進出站存根落地為閘機的本地文本文件，需要定時的上傳至檢票數據庫中。存根上傳至檢票數據庫后，閘機上的存根數據將被刪除。

4.2.5 軟件升級模塊

當自動檢票系統服務器需要對自動檢票機進行軟件升級時，自動檢票機首先判斷自動檢票系統服務器傳來的版本號，如果比自動檢票機現有的軟件版本高，則接收從自動檢票系統服務器傳來的最新程序，并在系統空閑或在收到升級命令時替換舊程序。

5 結束語

截止到2015年1月，自動檢票系統已經在16個鐵路局得到成功應用。80%以上的車站開通電子票檢票業務，在京津（北京-天津）線、福夏線（福州-廈門）、滬寧（上海-南京）線、長吉（長春-吉林）線等多條線路開通了中鐵銀通卡檢票業務。鐵路自動檢票系統提高了車站檢票工作效率，簡化了車站的客運組織工作，節約了大量的人力、物力，產生了巨大的經濟效益。隨著中國鐵路事業的進一步發展，自動檢票系統勢必會得到更加深入和廣泛的應用。

[1]張家峰，蔣秋華.鄭武高速鐵路自動檢票系統方案計[J].鐵路計算機應用， 2012，21（18）：22-23.

[2]王 成，蔣秋華，張家峰，朱建軍，張 曦.基于二代身份證的互聯網電子票自動檢票系統的研究與實現[J].中南大學學報：自然科學版，2013， 44（51）：347，349.

責任編輯 徐侃春

Railway Automatic Gate System

WANG Yongfeng, HUA Xiaogang, LI Zheng
( China Rails Travel Technology, Co. Ltd., Beijing 100081, China )

In recent years, as an important part of railway information construction, the Railway Automatic Gate System has been paid great attentions. Combined with the actual situation of the System, this article introduced the architecture, interfaces with foreign systems, main business process, system function.

Automatic Gate System; system interfaces; business process; system functions.

U293.22∶TP39

A

1005-8451（2015）11-0046-06

2015-04-10

王永峰，工程師；化小剛，工程師。