基于電子客票鐵路自動售檢票系統研究與實現

戴建強，鄧勝江，李 明

（中國鐵道科學研究院集團有限公司 電子計算技術研究所，北京 100081）

電子客票最早出現在民用航空領域[1]，20 世紀90 年代，美國VALUEJET 航空公司為了節省運營成本，推出電子客票，其他航空公司紛紛效仿。電子客票的出現，節省了航空公司紙質機票打印和郵寄費用，也為旅客提供了購票、變更和乘機的便利。2007 年電子客票已在我國民用航空得到全面推廣[2]。

2018 年之前，京津、京滬和廣深等線路在檢票支付方式上進行有益探索，出現了包含身份信息的鐵路快通卡、銀行儲值卡和中鐵銀通卡等，均為支付方式的創新，并不能稱為完全意義上的“電子客票”。直至2018 年，我國鐵路在青藏線和海南環線試點電子客票，于2019 年在全路高鐵站推廣應用。2020 年6 月20 日，電子客票在全國普速鐵路推廣實施。

電子客票是鐵路票制的一次重大改革，它將紙質車票承載的旅客運輸合同、乘車憑證、報銷憑證功能分離，實現運輸合同電子化、乘車憑證多樣化，并且報銷憑證按需提供等一系列客運組織和服務流程的優化措施。

基于紙質車票的自動售檢票系統[3]，雖然給旅客帶來諸多便利，但由于紙質車票本身固有特性，該系統存在著維護成本大、故障率較高的問題；車站一般要求旅客必須先取票后乘車，使得旅客出行環節繁瑣。為了方便出行，降低鐵路客運運營成本，本文通過深入研究鐵路電子客票的特點，根據高鐵站和普速車站的不同使用環境，設計出適合全路推廣的基于電子客票的鐵路自動售檢票系統與設備。

1 系統總體方案設計

基于電子客票的自動售檢票系統，需進行業務流程重塑、軟硬件配置改造和規章制度修訂等一系列工作。從軟件系統上來看，無論是高鐵站還是普速車站，基于電子客票的自動售檢票系統均需在國鐵集團客票系統中增加線下電子客票群、旅客服務記錄（PSR，Passenger Service Record）集群、電子報銷憑證集群等，保證全面實施電子客票的購票、變更、支付和結賬等業務的一致；另外，增加電子客票識別碼服務、人臉比對集群、鐵路局集團有限公司（簡稱：鐵路局）應急中心服務等，完整記錄旅客的出行相關信息，為旅客提供全行程的電子客票驗票、檢票服務，其中，設立旅客服務記錄集群，可完整記錄旅客的出行信息，包括購票、實名制核驗進站、檢票進出站、及旅客車上訂餐、訂酒店等信息。

1.1 系統框架結構

鐵路實施電子客票，從購票渠道上劃分，自動售票系統同窗口人工售票、站外人工代售點售票一同組成線下售票，自動售系統的售票存根和電子客票記錄于國鐵集團線下電子客票集群，并實時同步到各鐵路局中心，作為應急模式下的電子客票數據源。各車站通過自助設備辦理驗票、檢票業務時，采用終端設備直連國鐵集團電子客票集群的方式；另外，系統實時將電子客票和PSR 數據增量同步到乘車局及終到局的鐵路局中心，同時作為應急模式下的電子客票數據源。電子客票售檢票系統的框架結構，如圖1 所示。

1.2 系統網絡結構

電子客票實施后，鐵路局中心到國鐵集團、車站到鐵路局中心的網絡流量將大幅增加，需要對網絡進行擴容。其中，鐵路局中心到國鐵集團的采用不少于2 條且不同物理傳輸路徑的通道；車站到鐵路局中心則根據日售票量來選擇車站帶寬，普速車站普遍存在帶寬不夠的現象，擴容時，還需考慮車站售檢票量、客流量等方面對帶寬的要求。

2 系統硬件設計

2.1 系統硬件升級及新要求

圖1 鐵路電子客票自動售檢票系統架構

鐵路實施電子客票，在硬件方面需對車站、鐵路局中心、國鐵集團的數據庫服務器、網絡設備、安全設備和管理終端等硬件設備進行升級；軟件方面，增加人臉應用接入系統、人臉比對接口服務器、驗檢合一服務器等，并將鐵路局實名制驗票服務器和檢票服務器合并，實現一體化的人臉識別。

2.2 自動售檢票系統升級

2.2.1 自動售檢票設備新變化

（1）增加報銷憑證打印功能。旅客線上、線下購買電子客票，均可持有效證件，如第二代居民身份證、護照、學生證和軍官證等，在自動售票終端查詢、打印一張或者多張報銷憑證。國鐵集團建設集中的鐵路客票電子報銷憑證系統，實現電子報銷憑證的唯一編碼管理、報銷憑證的生成和防偽的處理，為自動售票終端提供統一電子報銷憑證的獲取、查詢和打印服務，有效地防止旅客重復申請報銷憑證打印。

（2）增加旅客購票信息單打印功能。為滿足部分旅客查看乘車信息的需求，自動售票終端應為旅客提供線上、線下購票后的車票查詢和信息單打印功能，但本信息單不可作為乘車憑證。該功能的實現需要對既有自動售票設備進行改造。

（3）檢票介質和檢票功能的變化。全路推廣電子客票，取消紙質車票作為進出站的有效憑證，因此檢票終端取消紙質車票的檢票功能，升級為含電子票信息的有效證件的檢票，并預留人臉識別檢票功能，為將來刷臉進站做準備。

（4）檢票流程的再造。改變以往的檢票流程，車站取消檢票服務器，直連國鐵集團PSR 和電子客票集群服務器，修改電子客票集群內電子票的狀態，將電子票數據的變化同步到鐵路局前置服務器，在鐵路局檢票服務器生成檢票存根。

我隨手撳亮了燈具，看見白麗筠獨自坐在沙發里，我們曾在那個沙發上盡情地做愛狂歡。白麗筠說，你坐吧，我給你煮一杯咖啡去。

（5）檢票終端硬件升級。新型電子客票檢票閘機需要支持多證件識讀、二維碼識讀，預留人臉識別功能；既有檢票閘機改造，可根據車站實際需要，有選擇的增加二維碼識讀功能、多證件識讀和人臉識別功能中的一種或多種功能。

（6）柱式檢票機。紙質車票取消，人工檢票需要設備支持，柱式檢票機是針對電子客票出現的一種新型設備，布置在進出站檢票閘機旁，可實現有人值守的半自助檢票，支持有效證件、兒童票或檢票閘機無法識別證件的檢票進站。

（7）手持檢票機。功能和使用環境上同柱式檢票機相同，它具有可移動、占用空間較小等優點，但使用上完全需要人工操作，對無線網絡的要求較高，二者可以共同作為人工檢票口新增設備，一般客流量不大時可以柱式檢票機為主；春運、暑運客流量較大時，可按需增加手持檢票機數量，提高通行效率。

2.2.2 系統功能升級

（1）售票等參數按需設定或升級。據統計，電子客票實施的車站，取票量下降過半，可目前車站自動售取票設備比較多，特別是大型高鐵站，如何合理利用現有設備成為今后研究的一個方向。將來，可將自動售取票機升級改造為其他功能的設備，如改造成自動補票機放置在出站口；改造成旅客查詢機，放置在候車室等。

（2）升級電子客票實名制進站核驗系統[4]。由以往的票、證、人核驗，優化為證、人核驗，即核驗旅客有效證件和人臉對比。

2.2.3 升級監控功能[5]

（1）設備狀態監視。自動售檢票系統加強實時監控設備內部各模塊的工作狀態，發生故障時能及時將故障代碼發送至后臺服務器，指導設備維護人員快速修復。

（3）特殊人員監視。針對部分失信人員，通過讀取身份證信息查詢其信用記錄，限制購買高鐵車票或軟臥車票等。

3 關鍵技術

3.1 購票退票線上線下一體化技術

電子客票通過升級客票系統，打通了線下售票、線上退、改簽服務，全面支持跨渠道辦理車票變更業務，消除線上、線下業務辦理差異，實現線上、線下一體化的用戶體驗。

電子客票實施后，特別是2020 年2 月鐵路出臺退票新政，打通線上、線下退票的服務鏈條，支持跨渠道辦理車票變更業務，該技術對于提高目前在用1 萬余臺自助售取票設備的利用率，對于實現全方位客運服務具有重要意義。

3.2 穩定、便捷雙路供紙熱敏憑條打印技術

根據鐵總技術條件，旅客購票信息單采用帶水印熱敏打印紙，票卷直徑分為150 mm 和200 mm 2 種，大票卷雙路供紙熱敏憑條打印技術可降低自助票務設備的維護頻次，提高設備的使用效率。

3.3 遠程可視化售票和遠程運維技術[6]

自助票務設備增加遠程可視化功能，可解決旅客自助購票效率低的問題，在鐵路局層或站段集中設置遠程服務平臺，遠程輔助旅客操作購票界面，完成購票、取票、退票和改簽等客運業務，該技術將會提高自助設備的使用率。該技術對普速小型車站尤為適用，在終端設備上增加人臉識別攝像頭，可基本替代人工售票窗口和公安制證窗口，對于車站減員增效具有重要作用。

另外，電子客票推廣到普速車站，遠程運維技術可解決偏遠小站的設備運維，完善設備內部集成模塊的監控數據采集和信息傳輸，提高設備自修復功能，是實現遠程運維的技術保障。

3.4 手機動態二維碼檢票技術

作為電子客票的票制創新，含電子票信息的手機動態二維碼具有重要作用。動態二維碼包含電子票的全部信息、旅客身份信息、閘機進出站信息等，動態二維碼具有有效期，通過軟硬結合的加密方式，安全性更高；動態二維碼還可以離線生成、支持離線檢票，閘機通過硬件解密驗證二維碼的合法性，旅客可通過刷手機動態二維碼進站，極大的提高了旅客檢票體驗。

3.5 一體化人臉識別技術

一體化人臉比對由服務層、接入層和應用層組成。國鐵集團集中部署服務層，為進站實名制核驗、進出站檢票提供人臉比對和人臉搜索等服務，同時具備算法管理、算法訓練等；接入層提供應用路由、數據緩存機算法更新等功能；應用層包括實名制核驗終端設備、帶人臉識別的檢票終端和人臉比對SDK，通過人臉比對SDK 提供標準的人臉采集、人臉比對等接口，并進行加密傳輸，滿足人臉識別算法統一監控和管理的需求[7-8]。

業務方面，人臉識別技術不僅應用在進站實名制核驗終端上，針對客流量不大的小型車站，可簡化旅客進站環節，將實名制核驗和進站檢票閘機合二為一，形成具有人臉識別功能的檢票閘機，旅客一次檢票即可完成實名制核驗和檢票兩個環節，簡化了進站環節，優化了車站客運組織。

3.6 證件識讀技術

目前，購買鐵路電子客票有效憑證為中華人民共和國居民身份證、外國人永久居留證、港澳臺居民居住證、港澳居民來往內地通行證、臺灣居民來往大陸通行證、臨時身份證、戶口簿、軍官證等25種證件，要求電子客票自助售檢票設備具備多證件識讀功能。

多證件識讀可通過OCR 識別或電子芯片讀取技術，對旅客機讀旅行證件包括：身份證、護照、臺灣居民來往大陸通行證、港澳居民來往內地通行證等機讀旅行證件；快速自動識別電子證件和非電子證件，讀取證件內記錄的證件號、姓名、照片、有效期、國籍等信息，以完成旅客有效證件的識讀[9-10]。

3.7 應急處理

（1）網絡中斷。鐵路局中心到國鐵集團網絡異常時，可無縫切換至鐵路局業務前置聯網服務器，故障恢復后，系統將應急期間的驗票檢票記錄同步到國鐵集團集群；車站到鐵路局中心網絡異常時，可采用無線網絡的手持檢票機檢票，或采用手機動態二維碼和證件離線檢票，或采用誠信乘車，登記乘車人信息進行事后處理，并記入旅客信用路。

（2）自然災害、火災等。自動驗、檢票設備均接入火災報警系統，通過火災報警信號統一改變設備終端狀態；或利用遙控器等輔助設備，改變閘機狀態，達到快速疏散旅客的目的。

4 結束語

電子客票是鐵路票制的巨大創新，是鐵路部門便民利民的一項重要舉措。電子客票自動售檢票系統，通過軟件重構和硬件設備再造，為旅客提供更加方便快捷的自助售檢票服務。2020 年電子客票將在全路推廣，對于提高鐵路客運服務質量和提高經營管理水平具有重要意義。