集中式旅客列車票額分配系統(tǒng)設(shè)計(jì)

賈成強(qiáng)，潘 躍，王 芳，汪健雄

（中國鐵道科學(xué)研究院 電子計(jì)算技術(shù)研究所，北京 100081）

集中式旅客列車票額分配系統(tǒng)設(shè)計(jì)

賈成強(qiáng)，潘 躍，王 芳，汪健雄

（中國鐵道科學(xué)研究院 電子計(jì)算技術(shù)研究所，北京 100081）

介紹鐵路旅客列車票額分配系統(tǒng)的背景及重要性，通過對列車票額分配系統(tǒng)的總體架構(gòu)、系統(tǒng)功能的分析，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程和票額分配數(shù)據(jù)模型。

票額分配；運(yùn)行圖；編組；停靠站

旅客列車票額分配是以旅客列車運(yùn)行圖為基礎(chǔ)，以旅客列車開行方向客流分布為依據(jù)，根據(jù)列車編組、停站時刻等數(shù)據(jù)，計(jì)算并完成線路方向上旅客列車在經(jīng)由停車站軟（硬）臥（座）的分配以及各種指標(biāo)的計(jì)算和統(tǒng)計(jì)。作為旅客運(yùn)輸計(jì)劃的重要組成部分，合理地分配票額，可以有效提高售票組織、行包運(yùn)輸、列車乘務(wù)、餐茶供應(yīng)等客運(yùn)服務(wù)工作，正確、科學(xué)地提高和加強(qiáng)旅客運(yùn)輸計(jì)劃的質(zhì)量，充分發(fā)揮鐵路旅客運(yùn)輸組織的作用，防止列車擁擠或虛糜現(xiàn)象，達(dá)到均衡輸送，適應(yīng)客運(yùn)量變化的需要，整體上提高鐵路客運(yùn)效率和效益。

1 系統(tǒng)背景

旅客列車票額分配系統(tǒng)自2004年正式投入運(yùn)行，在各鐵路局采用相對獨(dú)立模式運(yùn)行，具有較高的靈活性，各鐵路局負(fù)責(zé)維護(hù)本局票額分配方案數(shù)據(jù)。當(dāng)對個別車次票額分配方案發(fā)生調(diào)整時，需要通過系統(tǒng)將票額分配方案數(shù)據(jù)導(dǎo)出，接口數(shù)據(jù)以文件等方式，提交沿途各鐵路局及鐵路總公司（簡稱：總公司）客運(yùn)處，不利于票額分配方案數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性與實(shí)時性；如果總公司的票額分配方案數(shù)據(jù)沒有得到及時更新，不利于總公司客運(yùn)處對票額分配方案的數(shù)據(jù)集中管理與掌握。當(dāng)總公司召開全路票額分配會議時，因各鐵路局票額分配系統(tǒng)的票額分配方案數(shù)據(jù)并不統(tǒng)一，不便于討論交流，需要首先將全路各鐵路局票額分配方案數(shù)據(jù)，以列車當(dāng)局的數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的抽取和匯總，將標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)下發(fā)，各鐵路局系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)加載；會議結(jié)束后，需要再進(jìn)行一次數(shù)據(jù)抽取與加載，形成統(tǒng)一的全路票額分配方案。數(shù)據(jù)的抽取與加載影響會議日程進(jìn)度安排，且重復(fù)性工作較多。

隨著中國鐵路的大發(fā)展，每年旅客列車運(yùn)行圖都要進(jìn)行一至兩次的全路大調(diào)整，期間又有多次微調(diào)，票額分配方案的調(diào)整變得更加頻繁。票額分配系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場用戶需求的不斷深化，先后經(jīng)過多次系統(tǒng)升級，2009年建立了集中的全路票額分配系統(tǒng)，提高了票額分配編制效率和編制精度，縮小了列車票額分配編制周期。同時保留本地票額分配系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行模式，提高整體系統(tǒng)的靈活性。

2 系統(tǒng)總體架構(gòu)

票額分配系統(tǒng)采用集中與分布相結(jié)合的體系架構(gòu)，在總公司級設(shè)立票額分配服務(wù)器，建立全路票額分配數(shù)據(jù)庫與應(yīng)用服務(wù)，實(shí)現(xiàn)票額分配系統(tǒng)的全路聯(lián)網(wǎng)，各鐵路局級作為客戶端，經(jīng)總公司授權(quán)后向上聯(lián)接應(yīng)用服務(wù)，接入票額分配系統(tǒng)。

集中式的體系架構(gòu)有利于降低系統(tǒng)整體運(yùn)維和升級工作的成本，有效提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率和可靠性，保證核心數(shù)據(jù)的一致性和實(shí)時性，避免了數(shù)據(jù)同步的問題；同時可以有效減輕鐵路局相關(guān)業(yè)務(wù)人員的維護(hù)工作，保證各鐵路局業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)格式的統(tǒng)一。

系統(tǒng)的分布式架構(gòu)主要體現(xiàn)在各鐵路局保留或設(shè)立本地?cái)?shù)據(jù)庫，通過系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)下載同步等功能，將系統(tǒng)必須的基礎(chǔ)和核心數(shù)據(jù)直接下載至本地?cái)?shù)據(jù)庫，作為數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程災(zāi)備；可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在離線模式下啟動，不受網(wǎng)絡(luò)條件限制，單機(jī)運(yùn)行；為了保證線下線上數(shù)據(jù)的一致性，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的上傳權(quán)限管理定義和數(shù)據(jù)上傳規(guī)則，可以將本地發(fā)生變更的核心數(shù)據(jù)上傳總公司中心服務(wù)器，同步全路票額分配系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，從而提高整個系統(tǒng)使用的靈活性。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 總體架構(gòu)圖

3 系統(tǒng)功能

票額分配系統(tǒng)功能體系主要包括：數(shù)據(jù)接入、票額自動分配與手工調(diào)整、數(shù)據(jù)審核、數(shù)據(jù)應(yīng)用與共享、統(tǒng)計(jì)分析5個部分。

3.1 數(shù)據(jù)接入

系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口及數(shù)據(jù)格式規(guī)范，可以從其它鐵路信息系統(tǒng)中獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，有利于保證數(shù)據(jù)的一致性，同時減少重復(fù)性工作。包括以下接口：

（1）按照客票系統(tǒng)接口標(biāo)準(zhǔn)，從客票系統(tǒng)中獲得基礎(chǔ)字典數(shù)據(jù)，例如：站名編碼、線路編碼、局名編碼、地區(qū)中心編碼、列車段編碼、列車類型編碼、車廂類型編碼、車廂備注編碼、席別編碼、空調(diào)特征編碼等，這些字典數(shù)據(jù)相對穩(wěn)定，可以按照數(shù)據(jù)定時更新或者以消息通知的方式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時更新。

（2）從客運(yùn)營銷輔助決策系統(tǒng)中獲取客流分布數(shù)據(jù)，建立最優(yōu)客流預(yù)測模型，按客運(yùn)的時間序列預(yù)測方法，通過分析不同時期的鐵路旅客上車人數(shù)，編制和分析時間序列，根據(jù)時間序列所反映的發(fā)展方向、過程和趨勢，預(yù)測車站在線路方向的客流量。

（3）按照運(yùn)行圖編制系統(tǒng)接口標(biāo)準(zhǔn)，從運(yùn)行圖編制系統(tǒng)中獲得列車運(yùn)行停站表所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，減少手工錄入的工作量，通過系統(tǒng)自動復(fù)核以后，成為票額分配計(jì)劃編制重要的基礎(chǔ)信息之一。

（4）按照列車編組信息系統(tǒng)接口標(biāo)準(zhǔn)，從列車編組信息系統(tǒng)中獲得列車編組表所需的數(shù)據(jù)，通過系統(tǒng)自動復(fù)核和人工復(fù)核以后，確定票額分配的列車編組信息，最終決定開行列車的席位信息。

（5）按照約定文件規(guī)范，可以導(dǎo)入TXT或Excel文件格式的票額分配計(jì)劃，從而實(shí)現(xiàn)整合部分人工票額編制數(shù)據(jù)，適當(dāng)?shù)臏p少人工的工作量。

3.2 票額自動分配與手工調(diào)整

根據(jù)票額自動分配的模型和算法，以旅客列車運(yùn)行圖為基礎(chǔ)，以旅客列車開行方向客流分布為依據(jù)，根據(jù)列車編組、停站時刻等數(shù)據(jù)，按照充分利用運(yùn)能，長短途合理分工、保證重點(diǎn)、統(tǒng)籌安排的原則，根據(jù)總公司下達(dá)的票額分配辦法，實(shí)現(xiàn)自動計(jì)算列車在經(jīng)由停靠站，對應(yīng)列車硬座、軟座、硬臥、軟臥、一等座、二等座的票額分配方案（票額數(shù)量、車廂號、車廂層號、席位號或鋪位號）。

根據(jù)鐵路旅客運(yùn)輸在不同時期的實(shí)際需求，例如淡旺季，通過制定相應(yīng)的圖期定義，利用系統(tǒng)提供的手工調(diào)整功能，對自動票額分配的結(jié)果進(jìn)行手工調(diào)整；同時系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對手工調(diào)整的票額進(jìn)行票額漏分、席位重復(fù)等情況的自動檢測，保證票額分配結(jié)果的完整性和一致性。

對于鐵路運(yùn)行圖調(diào)整時，因?yàn)榱熊囓圀w等級提高，相應(yīng)的車次發(fā)生變更；調(diào)整列車始發(fā)、終到站等特殊情況，提供快速的車次票額分配方案全復(fù)制功能，實(shí)行整車數(shù)據(jù)復(fù)制，提高票額分配編制效率。

3.3 數(shù)據(jù)審核

根據(jù)總公司規(guī)定，始發(fā)局票額分配方案，需要提交相關(guān)鐵路局進(jìn)行審核，全部審核通過后報(bào)總公司批準(zhǔn)，各鐵路局既是提交局，也是審核局。

系統(tǒng)根據(jù)列車開行經(jīng)由各停靠站所屬鐵路局，依據(jù)列車等級、列車開行徑路等特征設(shè)立規(guī)則，自動提示相應(yīng)的鐵路局審核。審核過程中票額分配方案需要發(fā)生變動，始發(fā)局需要先解除審核狀態(tài)，再進(jìn)行方案調(diào)整，重新提交審核；如果方案已經(jīng)通過各審核局審核，獲得總公司批準(zhǔn)后，始發(fā)局進(jìn)行方案變更時，需要先向總公司提出申請，由總公司批準(zhǔn)申請后，賦權(quán)給始發(fā)局解除審核狀態(tài)。

通過數(shù)據(jù)審核管理，可以有效保證始發(fā)局票額分配方案數(shù)據(jù)的可靠性，利于各鐵路局之間的相互協(xié)調(diào)與監(jiān)督，便于總公司集中管理。

3.4 數(shù)據(jù)應(yīng)用與共享

形成統(tǒng)一的全路票額分配方案后，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要，各鐵路局選擇適當(dāng)?shù)姆绞剑瑢⑾嚓P(guān)方案數(shù)據(jù)實(shí)行共享，供其他系統(tǒng)應(yīng)用。

（1）對于保留本地票額分配系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行模式的鐵路局，通過票額下載同步功能，可以實(shí)現(xiàn)將方案數(shù)據(jù)下載至本地?cái)?shù)據(jù)庫。

（2）系統(tǒng)提供票額導(dǎo)出功能，可以按局別、列車等級、直通管內(nèi)等多種查詢方式，將數(shù)據(jù)按照統(tǒng)一文件格式導(dǎo)出成Excel文件，便于印刷出版，也便于鐵路局下發(fā)文件。

（3）系統(tǒng)提供票額打印功能，鐵路局可以將列車票額分配方案、列車停靠站信息、列車編組，按總公司標(biāo)準(zhǔn)格式打印輸出。

（4）根據(jù)客票系統(tǒng)需求，通過接口將數(shù)據(jù)導(dǎo)出，可以將票額分配計(jì)劃導(dǎo)入到客票系統(tǒng)基本計(jì)劃中，將列車停靠站信息、列車編組系統(tǒng)導(dǎo)入客票系統(tǒng)列車基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中。

3.5 統(tǒng)計(jì)分析

按鐵路線路方向、主要客運(yùn)站、列車等級或特定形式自動計(jì)算運(yùn)能運(yùn)量統(tǒng)計(jì)，計(jì)算、匯總鐵路局、車站運(yùn)能運(yùn)量；以直方圖和餅圖方式對票額自動分配方案、人工調(diào)整方案與歷史票額分配方案進(jìn)行分析、比較，從中反應(yīng)出此次列車的票額分配方案是否合理。

可以按優(yōu)質(zhì)優(yōu)價列車、普通列車、直通列車和管內(nèi)列車分類，實(shí)現(xiàn)不同季節(jié)列車票額分配，按比例分配路網(wǎng)和局網(wǎng)的票額。對旅客列車票額分配方案及其完成指標(biāo)進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)和查詢，并作為下次分配票額的依據(jù)。

4 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程

根據(jù)系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)，將其它相關(guān)信息系統(tǒng)中的運(yùn)行圖數(shù)據(jù)、列車編制數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)客票數(shù)據(jù)導(dǎo)入票額分配系統(tǒng)，根據(jù)總公司要求制定具體的圖期定義，系統(tǒng)自動生成基礎(chǔ)停靠站數(shù)據(jù)和列車編組數(shù)據(jù)；結(jié)合客運(yùn)營銷系統(tǒng)客流預(yù)測數(shù)據(jù)，自動生產(chǎn)票額分配計(jì)劃，鐵路局業(yè)務(wù)人員根據(jù)實(shí)際需要手工調(diào)整票額分配方案；始發(fā)局將車次票額分配計(jì)劃提交相關(guān)沿途局審核，沿途局業(yè)務(wù)人員對票額分配計(jì)劃進(jìn)行審核，全部審核完畢后，由總公司進(jìn)行最終審核，發(fā)布票額分配計(jì)劃；各鐵路局根據(jù)本局需要對票額分配方案進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總，將方案進(jìn)行導(dǎo)出、打印等，以電子或紙制形式下發(fā)至局管內(nèi)車站執(zhí)行。系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖

5 票額分配數(shù)據(jù)模型

5.1 符號定義

列車每節(jié)車廂定員記為：Ai（其中i∈[1,M]，M為列車最大車廂號）；

席位類別集合記為：J∈{1,2,……,n}，分別表示硬座、軟座、硬臥、軟臥等；

每節(jié)車廂席位類別記為：Ti，Ti∈J；

列車沿途停車站記為： Sk（其中，k∈[1,Z–1]），

Z為列車最大站序；

各站分席別票額數(shù)量記為：Sk(j) ；

Ykj為列車沿途每個車站各席別系數(shù)；

Yk為列車沿途每個車站經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，0≤Yk≤1。

5.2 列車定員計(jì)算方法

5.3 約束條件及規(guī)則

（1）根據(jù)列車沿途停車站票額分配數(shù)量進(jìn)行匯總，應(yīng)與列車總定員C相等：；分席別票額分配數(shù)量匯總，應(yīng)與列車分席別定員D(j)相等：；

（2）分配規(guī)則：軟臥席別類型分配的票額數(shù)為4的整倍數(shù)，硬臥席別分配的票額為3的整倍數(shù)；

（3）優(yōu)先保證始發(fā)站；

（4）中間沿途站票額以上次分配方案為基礎(chǔ)進(jìn)行調(diào)整。

5.4 票額分配計(jì)算方法

每個車站按席別分配的票額數(shù)分別為Sk(j)=YkjD(j)， Ykj滿足以下條件：

6 結(jié)束語

票額分配是一項(xiàng)復(fù)雜而細(xì)致的工作，在充分利用鐵路運(yùn)能資源的前提下，優(yōu)先滿足始發(fā)站至終到站及限售站以遠(yuǎn)長途客流的需要，為更好地滿足旅客需求，按照充分利用運(yùn)能，長短途合理分工、保證重點(diǎn)、統(tǒng)籌安排的原則進(jìn)行票額分配。

建立全路聯(lián)網(wǎng)的票額分配系統(tǒng)，可以保證數(shù)據(jù)的一致性，有利于總公司對全路票額分配方案的集中審核管理和查詢統(tǒng)計(jì)，掌握全路列車票額分配實(shí)時情況；有利于在日常工作中擔(dān)當(dāng)局和始發(fā)局對票額分配方案進(jìn)行集中編制和及時更新；有利于沿途局及時查詢掌握車次分配方案的變更，使票額分配更具實(shí)時性、準(zhǔn)確性。總公司召開票額分配會議時，也可以提供統(tǒng)一的全路票額分配方案數(shù)據(jù)，便于鐵路局業(yè)務(wù)人員使用，從而大大提高分配方案的編制和調(diào)整效率，減少數(shù)據(jù)同步等重復(fù)性工作。

[1]葉建娥，陳光偉.旅客列車票額自動分配系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[J].中國鐵道科學(xué)，2003，8（4）：54-58.

責(zé)任編輯 陳 蓉

Centralized Ticket Distribution System of passenger trains

JIA Chengqiang,PAN Yue,WANG Fang,WANG Jianxiong
(Institute of Computing Technologies,China Academy of Railway Sciences,Beijing 100081,China)

The paper introduced the background and the importance of Ticket Distribution System of passenger trains,analyzed the system architecture and function,designed the data processes and data module of ticket distribution.

ticket distribution;train diagram;marshalling;train station

U293.22：TP39

A

1005-8451（2016）04-0041-04

2015-12-03

賈成強(qiáng)，副研究員；潘 躍，助理研究員。