鐵路客運價格調整應用系統設計與實現

李彥斌

（中國鐵路北京局集團有限公司 客運部，北京 100860）

近年來，鐵路客運市場化改革步伐加快，鐵路運輸企業改變之前一成不變的票價水平，開始在部分高速鐵路線路推行差異化定價策略。比如：2017年起，東南沿海、貴廣（貴陽—廣州）客運專線、南廣（南寧—廣州）客運專線、漢宜（武漢—宜昌）線、渝貴（重慶—貴州）線、寶蘭（寶雞—蘭州）線等為代表的線路實施票價差異化方案。京滬（北京—上海）既有線動臥旅客列車定價權已下放至中國鐵路北京局集團公司和中國鐵路上海局集團公司。2018年起，局管內線路價格浮動調整權下放至各鐵路局集團公司，實施方案向中國國家鐵路集團有限公司（簡稱：國鐵集團）報備。2019年起，所有新開通高速鐵路線路開通初期將實施票價差異化定價策略（“一車一價”）。2020年，京滬、成渝（成都—重慶）等高速鐵路干線實施浮動調整的價格策略，并推出了計次票、定期票等新產品。截至2021年，廈深（廈門—深圳）線和南廣線也將實施“一車一價”的差異化定價策略，并相應推出計次票、定期票產品。

自從《國鐵集團關于規范和完善動車組列車執行票價市場化靈活浮動機制的通知》等政策文件陸續實施以來，以差異化定價為代表的分析與決策工作越來越多，“一日一價”“一車一價”的價格策略實施常態化、例行化，價格管理工作量將會增加。此外，國鐵集團已初步構建出貼近市場需求、靈活多變的價格策略機制和執行票價體系。這些都需要一個統一高效、緊貼業務場景的信息系統為客運價格分析與決策業務保駕護航。

目前，尚缺乏能夠緊跟鐵路客運價格浮動調整趨勢，滿足鐵路價格浮動調整需求的信息化系統，無法高效、便捷地實現鐵路客運調價應用。為實現鐵路價格浮動調整應用業務領域的數字化水平，實現價格調整的自動化、科學化，本文設計了鐵路客運價格調整應用系統。

1 系統架構

1.1 技術架構

鐵路客運價格調整應用系統從系統的高可靠性、擴展性、可用性、完整性和可管理性考慮，使用B/S架構模式[1]，由5層結構組成：終端訪問層、應用支撐層、業務邏輯與業務處理層、數據訪問交互層和數據處理層。本系統采用主流的微服務架構[2-3]，通過將不同的業務邏輯和應用分離，提供底層數據處理、數據訪問、數據接口封裝、數據傳輸的服務程序，實現客戶所需應用邏輯松耦合。每層之間均通過接口訪問，避免因為業務流程變動導致一層邏輯變動對其他層的影響。

鐵路客運價格浮動調整應用技術架構如圖1所示[4]。

圖1 技術架構

（1）終端訪問層

終端訪問層根據前后端分離、數據展示與業務邏輯處理分離的系統設計原則，集成了HTML、CSS、JavaScript等系統靜態資源和業務流程計算處理的動態步驟，通過瀏覽器為訪問終端提供體驗良好的交互界面。

（2）應用支撐層

應用支撐層的主要目標是與訪問層進行交互，實現前臺應用與后臺服務的數據交換，其中，數據交換格式采用主流標準的交換格式XML、JSON與系統進行數據交互。針對不同的訪問方式和技術，鐵路客運價格調整應用系統采用成熟組件技術，實現與相關系統進行數據交互和傳輸，比如，Web Service、API服務技術，以及支持向訪問終端提供動態的交互訪問。同時，鐵路客運價格調整應用系統采用消息隊列（MQ，Message Queue）、Restful API服務方式，實現不同系統之間數據文件的交換。

（3）業務邏輯與業務處理層

鐵路客運價格調整應用系統的業務邏輯主要采用Java架構和基于JavaBeans的多組件技術，通過定義用戶實體業務類庫、數據通信類庫、文檔處理類庫，以及對多種不同的組合和靈活的設置，完成定制、修改、管理各種客運價格業務流程。

（4）數據訪問交互層

鐵路客運價格調整應用系統通過數據訪問層，創建類對象和數據庫之間的映射，實現事務服務、查詢服務和數據并發訪問控制，完成數據的查詢增加修改刪除。

（5）數據處理層

鐵路客運價格調整應用系統的數據庫采用市場上成熟的數據庫產品，采用數據庫主從集群，實現數據的存儲，支持通過集群軟件進行數據訪問。

除此之外，鐵路客運價格調整應用系統還包括支撐平臺，該平臺包含鐵路客運價格調整應用系統所需的外部軟件，主要包含操作系統、數據庫管理組件、其他相關管理及運維軟件產品。

1.2 硬件架構

鐵路客運價格調整應用系統以客運營銷大數據平臺為基礎，收集客票銷售數據等相關數據，實現價格決策業務流程的電子化。同時，鐵路客運價格調整應用系統通過調價方案的發送、審核、確認，以及方案分解與合并、事務提醒、工作計時等功能，重塑目前價格分析與決策業務流程，并進行優化，滿足客運價格主管部門統一規范管理整個價格浮動調整工作的需要。

鐵路客運價格調整應用系統部署在客票網上，與中國鐵路客票發售和預訂系統（簡稱：客票系統）屬于同一個網絡，與所需數據保持在一個網絡上，滿足快速連接訪問數據庫和數據資源的需要。此外，鐵路客運價格調整應用系統通過客票系統統一安全策略與安全設備與其他網絡連接，滿足其他類型用戶的訪問需要。

鐵路客運價格調整應用系統主要由緩存服務器、接口服務器、負載均衡服務器、應用服務器、數據庫服務器等組成，硬件架構如圖2所示。

圖2 硬件架構

1.3 數據架構

鐵路客運價格調整應用系統數據架構由表現層、應用層、數據資源層、數據交互層和數據整理層組成[5]，如圖3所示，具體如下。

圖3 數據架構

（1）表現層

鐵路客運價格調整應用系統由用戶通過瀏覽器輸入業務請求，并將請求結果通過瀏覽器進行展示。

（2）應用層

應用層按照不同的業務環節，如調價發起、信息確認、方案確認等，進行數據處理，主要有2個方面：①從數據資源層獲取數據，轉換為定義好的標準交換格式（如XML、JSON）等，并提供給表現層進行展示；②將表現層提交的業務數據轉換為數據資源層需要的數據格式，由數據資源層進行數據存儲。

（3）數據資源層

數據資源層主要存儲不同類型的業務數據，為鐵路客運價格調整應用系統提供數據支撐。

（4）數據整理層

數據整理層處理來自外部系統的各種數據，并按照鐵路客運價格調整應用系統的需要，進行數據梳理、集成和分析。本層的處理結果由數據資源層進行存儲。

（5）數據交互層

數據交互層按照定義的交互方式和交換格式（如XML、JSON）從外部系統共享業務數據。

1.4 接口架構

鐵路客運價格調整應用系統是鐵路客票系統的組成部分，需共享客票系統客運線路字典、客運站字典、列車數據、客流情況等數據。鐵路客運價格調整應用系統通過對鐵路客票系統的數據進行梳理、集成和分析，形成評分庫規則、檔位配比規則、列車標簽規則，并將數據梳理的結果應用于維護調價規則、維護調價列車、制定調價方案、調價方案評價分析等。鐵路客運價格調整應用系統采用XML文件、JSON文件、Web Service、API、MQ等多種方式，實現數據共享。

在鐵路客運價格調整應用系統中，客運線路字典、客運站字典為基礎數據，需要定期維護，以保證數據準確性。除此之外，列車數據的更新程度較高，客流情況數據也處于動態實時變化更新中，因而，鐵路客運價格調整應用系統需要通過與客票系統連接，以數據接口訪問的形式獲取列車數據和客流情況數據，保證數據的準確和及時。同時，由于數據量較大，鐵路客運價格調整應用系統采用異步訪問形式保證數據獲取，接口架構如圖4所示。

圖4 數據接口架構

1.5 安全設計

鐵路客運價格調整應用系統的安全體系建立在鐵路現有信息系統安全體系之上，保證重要系統功能的網絡防護，通過技術豐富防護手段，在保障鐵路相關既有信息系統正常運行的前提下，為本系統提供安全保障[6]。

為滿足鐵路客運價格調整應用系統所需的服務可用性、性能高可用性等需求，該系統整體系統架構主要由網絡子系統（網絡設備及線路）、主機子系統（數據庫服務器）、應用子系統（Web應用服務器和接口服務器）等各子系統組成的的高可用架構。所有子系統主機使用負載均衡控制下的集群模式，實現系統的高可用性。在鐵路信息等級保護的基本要求下，網絡安全保障從網絡安全技術、主機系統安全設計、應用功能安全設計、應用訪問安全控制等方面進行考慮。

鐵路客運價格調整應用系統在設計網絡安全保障方案時，基于鐵路客運價格調整應用系統應用環境，在統一的安全管理機制下實施計算環境、區域邊界和通信網絡的安全保障措施[6]，主要有訪問控制機制、負載均衡、流量控制及清洗、防病毒/防DDOS/IPS、入侵檢測、安全審計、脆弱性檢查[7]，并通過不同的接入方式應采取相應的控制機制來保證接入的安全。

2 系統功能

2.1 待辦事務

當價格管理部門發起價格變更價格方案后，鐵路客運價格調整應用系統實時顯示調價方案的事務進度，自動對調價基礎信息確認、制定調價系統方案、修訂票價方案、實施建議方案報批等環節進行事務處理提醒，對調價規則維護、調價基礎信息審核、方案補充等環節進行事務處理提醒，對調價列車信息維護、方案補充、方案確認等環節進行事務處理提醒。

2.2 方案管理

方案管理包括方案維護、流程查詢、方案預覽等主要功能。方案維護主要通過方案的新建、修改、撤銷、刪除等手段確保方案科學準確。流程查詢支持按照方案名稱、線路名稱、流程狀態等條件組合查詢調價方案，根據進度狀態跳轉至當事務處理頁面，提供調價方案預覽和導出功能。方案預覽根據方案各項要素組成條件組合，查詢調價方案的詳細內容和匯總信息，提供調價方案預覽和導出功能。

2.3 事務處理

事務處理功能包括基礎信息確認、調價規則制訂、基礎信息審核等子功能，實現對鐵路客運價格調整所需的基礎信息進行查詢、導入、檢查、復核、確認；制定調價策略、對策略進行實時修改和補充，以使相關部門在此基礎上制訂科學合理的調價方案。

2.4 公布票價變更

主要針對于新線開行和既有線路公布票價調整等業務場景，通過分析客流變化給出大致調價方向；確定價格檔位，并將價格檔位與列車、席別等調價資源相結合，生成調價方案。

2.5 執行票價變更

主要針對公布票價不變，只調整執行票價的業務場景，通過既有歷史數據分析給出大致調價方向；確定價格檔位，并將價格檔位與列車、席別等調價資源相結合，生成調價方案。

2.6 業務字典管理

對系統所需的各基礎數據對應的字典表進行管理，完成各字典表增刪改查，保證基礎數據準確無誤。各字典功能如下。

（1）線路等級字典表

國鐵集團維護線路等級字典表。線路類型包括：國鐵集團統籌管理、由鐵路局集團公司自主定價的其他線路、局管內自主定價線路。

（2）線路字典

國鐵集團維護線路字典，包含線路名稱、線路等級、線路調價牽頭局、運行開始時間、運行截止時間等信息。

（3）客運站字典

國鐵集團維護客運站字典，包含站名、所屬鐵路局集團公司、所屬線路等信息。

（4）車次字典

鐵路局集團公司維護車次字典，包含外部車次、內部車次、所屬線路、擔當局、管內/直通、開行起始日期、開行截至日期等信息。

（5）列車信息

鐵路局集團公司維護列車信息，包含車次、停靠站、運營里程、到達時刻、出發時刻等信息。

（6）速度等級字典

國鐵集團維護速度等級字典，包含車次字頭（G、D、C）、速度等級、席別等級、票價率等信息。

（7）運價里程通算字典

國鐵集團維護運價里程通算字典，包含里程范圍、折扣率、通算線路、執行起止時間等信息。

3 系統關鍵技術

鐵路客運價格調整應用系統根據業務場景特點采用大運營數據異步查詢與接口技術。由于系統部分數據需要從其他系統通過數據接口形式提供，而每次所需的數據計算復雜，外部系統無法實時提供，需要一定的時間查詢處理數據，因而采用異步方式進行數據訪問與返回。第1次訪問時對外部系統輸入所需參數，外部系統接受參數返回一組key，系統接受key后儲存下來，處理后續業務環節。當后續業務環節處理完畢后，需要接受數據時，將先前存儲的key作為第2次訪問數據接口的參數輸入外部系統，外部系統根據接收的key將數據返回給本系統，本系統接收全部數據，完成數據接口的訪問與返回。

4 系統應用場景

鐵路客運價格浮動調整應用系統應用場景主要包括：公布票價變更價格管理、國鐵集團統籌線路、鐵路局集團公司自主定價線路、局管內自主定價線路執行票價調整價格管理共4種主要應用場景。按照交互復雜度和流程長度來看，公布票價變更價格管理—國鐵集團統籌線路—鐵路局集團公司自主定價線路—局管內自主定價線路—執行票價調整價格管理，因而本系統以滿足公布票價變更價格管理功能的要求進行設計和開發，最終研究成果可以覆蓋各級價格管理人員日常主要業務領域，滿足不同形式的客運價格調整工作需要。

5 結束語

通過鐵路客運價格調整應用系統的推廣實施[8]，幫助鐵路運輸企業制定出科學合理的價格調整方案，促進增運增收目標的實現。鐵路客運價格調整應用系統提高了鐵路客運價格決策業務領域的數字化水平，通過基礎信息的電子化存儲、查詢，實現查詢分析的自動化和決策的智能化，為整個鐵路收益管理工作更加高效科學的開展奠定基礎。