鐵路客票系統MaaS+智能服務體系研究

汪健雄，張晨陽，肖玉蘭，王煒煒

（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）

中國鐵路客票發售和預訂系統（簡稱：鐵路客票系統）作為鐵路關鍵信息基礎設施，自1996年開始建設以來，經過20多年的發展，取得了長足的進步，對我國交通運輸智能化發展起到了推動作用。李貝貝、朱建生等人[1]構建了鐵路新一代客票系統人像檢索平臺，實現了人像檢索技術在鐵路客運場景中的工程應用，進一步提升了鐵路客運智能化水平；單杏花、張志強等人[2]通過對電子客票各項關鍵技術的研究和客票系統架構的升級，實現了鐵路客運生產組織和客運服務流程的全面優化與重構，大幅提升了旅客出行的獲得感和幸福感，是鐵路運輸企業向信息化、智能化發展的一大標志。鐵路客票系統歷經多次迭代的技術沉淀，已從車站內的單一客票銷售業務系統，發展成為覆蓋線上12306互聯網售票系統（簡稱：12306）和線下3 000多個客運車站，提供客票銷售、延伸服務、營銷決策等多項業務的全球最大的綜合性票務系統，具有完全自主知識產權，通過不斷主動適應鐵路客運服務新模式，實現了互聯網售票、手機售票、站車無線交互、票額智能預分、席位集中、系統雙活等功能。

隨著旅客對出行舒適性、便捷性等要求的日益提高，鐵路客運全程暢行服務的持續深化發展，客運跨交通方式的互聯互通需求日趨突出，鐵路行業積極開展聯程聯運技術研究。單杏花、朱建軍等人[3]基于各交通行業信息系統情況，提出交通信息“一張圖”的系統信息聯通架構、多式聯運“一張票”內涵，并根據大型樞紐節點、（航）空鐵（路）聯運和鐵（路）公（路）水（路）聯運的發展情況，分別提出大型樞紐節點城市接駁、空鐵聯運、鐵公水聯運的旅客智能出行技術方案；朱穎婷、楊立鵬等人[4]基于區塊鏈技術研究提出聯程運輸數據共享方案，構建支持數據共享與隱私保護的聯程運輸數據共享架構及聯程運輸模式下的區塊鏈網絡架構，設計了鐵路12 306聯程運輸交易流程。目前，12 306已經開通了空鐵聯運、鐵水聯運和汽車票銷售等綜合交通聯運業務，基于鐵路客票系統，整合了旅行前、旅行中、旅行后旅客需要的各種交通信息，研發了鐵路客運聯程聯運信息平臺，推動聯程聯運信息共享融合和應急溝通，加強跨交通方式間的協同聯動，取得了一定成效。但在推廣過程中，需求、技術、數據等多重驅動帶動業務深化發展的趨勢日益明顯，緊密圍繞鐵路業務形成的鐵路客票系統體系架構逐漸成為聯程聯運業務發展的瓶頸，為此，本文借鑒出行即服務（MaaS，Mobility as a Service）實踐的先進經驗[5-6]，研究鐵路客票系統MaaS+智能服務體系，打造更智能、更高效、更安全的綜合票務服務平臺，滿足旅客智能化、互聯化、多樣化、個性化出行的需求，實現更智能、更高效、更安全的一站式全程暢行服務，推動鐵路客運服務能力和水平向更高層次持續發展，為構建一體化綜合交通運輸體系提供智能化技術支撐。

1 MaaS服務內涵

全球第一家MaaS平臺是由芬蘭的Whim提出[7]，Whim官網對MaaS的解釋是：MaaS是結合多樣化的交通方式，可以用一個平臺的服務讓日常的出行更便捷，其核心是用一個平臺完成從出行計劃、路線規劃到預定購票和支付等的所有事務。近年來，隨著我國交通基礎設施建設和數字化進程的加快，交通行業不斷進行智能化服務升級，多種交通運輸方式相互統籌融合，各大城市管理者及交通行業專家都對MaaS平臺給予高度重視，從政策方面給予了大力扶持，技術平臺構建也日趨完善。

MaaS平臺一般由服務提供商、政府部門、交通運營商、數據提供商、用戶等主體組成[8]，如圖1所示。其中，服務提供商通過整合交通運營商的服務平臺、交易平臺等資源，不斷調整和優化出行服務，是MaaS平臺的主體；政府部門作為政策制定、財政支持和市場監管者，為MaaS平臺提供硬性和軟性政策支持，可為MaaS平臺提供方向性引導；交通運營商為MaaS平臺提供鐵路、航空、公路、水路等載運工具、載運能力；數據提供商提供地圖、通信、出行者信息等數據分析服務；用戶支付一定費用后，可享受無縫銜接的智能出行服務。

圖1 MaaS平臺概要結構

2 鐵路客票系統聯程聯運業務發展現狀

近年來，我國鐵路圍繞綜合交通服務開展了多項開拓性研究，提高了重點樞紐場站、重點區域跨運輸方式的銜接效率，初步滿足了以旅客出行需求為導向的票務一體化、信息互聯共享、綜合樞紐接續換乘等需求，初步構建了基于鐵路客票系統的MaaS服務模式，發揮了鐵路在綜合交通骨干網中的重要作用，實現了綜合交通運輸體系下旅客運輸向更集約、更低碳環保的方式轉移。

2.1 聯程聯運票務服務

2012年，中國東方航空集團有限公司（簡稱：東航）與中國鐵路上海局集團有限公司聯合推出了“空鐵通”產品，旅客可通過東航官網購買該產品，憑身份證件在火車站指定窗口領取火車票；春秋航空股份有限公司（簡稱：春秋航空）在7個城市也推出了旅客乘坐高速鐵路（簡稱：高鐵）到石家莊機場乘坐飛機，可報銷高鐵車票的服務；2018年，原中國鐵路總公司與中國民用航空局簽訂戰略合作協議，共同研究并實現“空鐵聯運”服務是協議中重要的一條；2020年8月，東航與12306App聯合推出“空鐵聯運”產品，圍繞鐵路車次、航班信息共享、聯合售票等方面，為旅客提供“一站式”聯運售票服務。在互聯競爭的同時，提升了旅客出行體驗、擴大了客運市場。此外，2018年，中國鐵路廣州局集團有限公司（簡稱：廣鐵集團）在瓊州海峽推出公鐵海聯運業務，即高鐵、汽車、輪船3種方式的聯運業務，提供“出發地—湛江西站—徐聞北港碼頭—海口南港碼頭—海口站/海口東站—目的地”的多種運輸方式換乘，旅客需要分別購買換乘的火車票、汽車票和船票；2021年11月，12 306 App上線廣鐵集團設計的“鐵水聯運”產品，購買赴海南的鐵水聯運票的旅客，可通過身份證或“一碼通”在火車、輪渡、巴士之間無縫換乘。

2.2 鐵路客運聯程聯運信息平臺

針對樞紐車站的智慧交通換乘服務需求，基于現有城市交通運行數據，開展了地面公交、軌道交通、網約車、共享單車等多源數據關聯融合方法研究，研發了鐵路客運聯程聯運信息平臺，提供集數據采集與融合、分析處理、信息發布、數據綜合查詢服務為一體的綜合交通標準化數據服務。平臺服務于普通用戶、鐵路管理部門及其他相關交通應急指揮機構，相關方涉及鐵路、交通運輸管理、市政管理等部門。

當前，鐵路客票系統聯程聯運業務已實現了綜合交通行業的信息互聯，具備Maas服務的初步能力，但在運輸資源配置、信息共享標準、服務產品體系、票務服務及聯運保障的協同配合方面仍有很大提升空間，因此，需結合鐵路業務特點和發展需求，在MaaS服務基礎上，以運輸資源配置最優化、信息共享標準化、服務產品體系化、票務服務一體化和聯運保障協同化等需求為出發點，構建智能高效、安全便捷、融合暢行的鐵路客票系統MaaS+智能服務體系，推動MaaS在更深層次實現高質量發展。

3 鐵路客票系統MaaS+智能服務模式設計

3.1 鐵路客票系統MaaS+智能服務定義

MaaS+作為MaaS的延伸，涉及旅客需求、技術創新、管理機制等多個方面，不僅是一種出行產品、出行平臺，更是一種以滿足人民群眾美好出行需求為目標的理念。本文將鐵路客票系統MaaS+智能服務定義為：以MaaS理念為基礎，以物聯網、數字化、人工智能（AI，Artificial Intelligence）、網絡安全等技術為支撐，將多種交通方式整合在統一的服務系統中，通過優化配置交通運輸優勢資源，搭建旅客出行一體化平臺，在已實現的聯運票務銷售、出行服務等基礎上，進一步完善信息共享能力，拓展運輸資源配置、聯運產品設計、智能化出行服務、聯運保障服務等業務功能，以數據銜接出行需求與服務資源，打造“一站式”“一單制”全行程服務生態鏈，實現多種交通方式協同運行，為旅客提供更智能、更高效、更安全、更便捷的出行服務模式，使出行成為一種按需獲取的即時服務，讓出行更簡單。該定義如圖2所示。

圖2 鐵路客票系統MaaS+智能服務定義

3.2 鐵路售票系統MaaS+智能服務模式

3.2.1 資源配置最優化

以互聯網思維和智能化技術優化運輸資源配置。以鐵路、航空、公路、水路等出行大數據為基礎，采用深度學習、知識圖譜等AI技術，科學分析公眾出行、人口遷徙、區域經濟發展等特征和規律，為綜合交通運輸體系規劃、資源配置方案優化提供數據支撐，提升綜合交通運輸體系資源運用水平、運輸管理智能化水平及運輸安全監管水平，充分發揮各種交通運輸方式的整合優勢和組合效率。結合鐵路運輸資源，利用鐵路大數據、互聯網大數據、智能感知等技術資源，開展基于綜合樞紐的聯程聯運需求分析和客流預測，更精準地掌握旅客需求，指導客運產品服務設計，滿足旅客不同層次的需要，支撐新業態產品落地實施，對新業態產品進行評價，從而讓運輸資源得到最大化的合理配置。

3.2.2 信息共享標準化

以數據融合推動行業信息共享標準化。聚合各項鐵路客運信息及外部旅客出行所需信息，建立統一、規范的信息服務平臺，主動向旅客提供購票及出行前、中、后等覆蓋全流程的信息服務；推動行業內多種交通方式間信息資源互通共享，運用互聯網、大數據、AI、隱私計算等技術，依托我國規模龐大的互聯網用戶，結合鐵路客運服務信息的種類、分布、質量等情況，建立鐵路客運服務信息規范和標準；構建鐵路與社會客運服務信息資源共享框架；為旅客提供主動信息服務和全行程出行場景下的客運服務渠道；形成鐵空公水聯程信息資源共享框架，促進不同運輸方式運力、班次和信息對接，通過互聯網、移動互聯網、物聯網為鐵路及第三方平臺提供全面、便捷、可信的信息服務。實現覆蓋旅客從購票到出行全流程的信息服務，方便旅客出行的同時，提高鐵路增值服務經營的能力與水平，全面提升綜合交通客運服務質量。

3.2.3 聯運產品體系化

挖掘行業服務內涵和外延，推進聯運產品體系化。基于鐵路內/外部運輸資源和信息資源，構建旅客聯程聯運產品體系，其包含核心運輸產品、基本運輸產品和聯合運輸產品3個層次，如圖3所示。

圖3 基于鐵路的旅客聯程聯運產品體系

（1）核心運輸產品是指運輸服務提供給旅客的基本效用和利益，包括旅客列車開行方案、運力資源配置、運營保障基礎設施、綜合樞紐換乘接續等，體現了運輸產品的基本功能。

（2）基本運輸產品是核心運輸產品借以表現的形式，包括客運產品設計、運營保障服務、行程規劃服務、產品銷售服務等，是運輸產品向市場提供的實體和形象。

（3）聯合運輸產品，是鐵路有機銜接航空、公路、和水路，為旅客提供的一站式購票、一體化票務、信息及運輸等服務產品，包括聯運產品設計和銷售、聯運行程規劃、聯運協調與保障等，拓寬運輸產品內涵，豐富運輸產品層次，打造以鐵路為主導的綜合交通一體化框架。

3.2.4 出行服務一體化

鐵路需求和外延需求雙驅動，推進出行服務一體化。優化鐵路客運服務，拓展出行外延業務。在鐵路客運服務方面，進一步豐富銷售渠道，為用戶提供更便捷的觸達方式；細分客戶群體，提供各具特色的客票預約及售票服務；豐富線上線下支付方式，實現積分混合支付；全渠道實現24 h售票服務，與航空等交通方式24 h票務互通；持續優化電子客票，為旅客提供定制化、免打擾式檢/驗票服務；優化鐵路延伸服務，提供鐵路段全行程服務保障。在聯運一體化出行服務方面，與其他交通方式共同制定一體化聯程服務標準，在滿足各獨立運營、減少數據集中存儲的前提下，研究鐵路與航空、公路等主要客運方式電子客票互聯互通的技術規范，建立多模式交通信息資源共享框架，促進跨運輸方式電子客票信息互聯互通。在此基礎上，推行全面實名制運輸、“一票制”客運服務，逐步構建鐵空公水聯程運輸支付及清算體系，基于地理空間模型、AI技術、組合優化技術優化鐵空公水行程規劃和客票打包銷售策略。利用線上12 306網站和12306App的用戶和流量優勢，線下售票窗口及自動售票機的網絡布局和數量優勢，為旅客出行提供全方位、多種交通方式聯程聯運、面向全國“一站式”行程規劃的客票服務；同時，通過移動端整合、推送導航、天氣等服務，提升旅客出行體驗。

3.2.5 聯運保障協同化

多模式經營促進聯運保障協同化。聯動保障和協同運營組織是推進和保障旅客聯合運輸的必要條件，是鐵路、航空、公路、水路相關運輸主體在客運組織、票務預訂、運力匹配、行李服務、時刻表對接等運輸過程中開展的全流程聯合的協調匹配管理過程。與其他行業聯合開發跨運輸方式的聯運行李一體化服務、異地候機候車候船、值機、托運、安檢等雙向業務，研究聯運旅客行程延誤解決方案，提出突發事件情況下應急聯動保障措施和聯運服務投訴處理機制，確定聯運責任分配和補償辦法，為制定聯程運輸協議和標準提供依據；同時，探索商業保險等第三方保障機制，消除聯運責任偏差，有效整合鐵路與其他行業各自優勢，促進聯運保障協同，實現融合發展與共贏。

4 鐵路客票系統MaaS+智能服務體系構建

鐵路客票系統MaaS+智能服務體系架構如圖4所示。

圖4 鐵路客票系統MaaS+智能服務體系架構

4.1 硬件支撐平臺

硬件支撐平臺根據鐵路客票業務海量訪問、大流量、高并發、實時響應、高可靠等特點，綜合應用先進成熟的集群化、虛擬化、容器化等技術，采用成熟、可靠的硬件支撐平臺，為MaSS+旅客出行一體化的不同業務應用場景提供硬件基礎設施。

4.2 技術支撐平臺

技術支撐平臺包括統一接入、數據資源調度與同步等適應旅客出行一體化發展的集中處理框架子平臺，以及分布式計算、大數據處理、新技術應用和軟件運行環境等基礎技術平臺，為MaSS+智能服務平臺提供服務框架、服務管理、數據分析和數據存儲等基礎技術能力。

（1）服務框架擬采用多種微服務運行架構相結合的方式實現，并降低架構組件對業務應用的侵入。

（2）服務管理主要包括微服務治理、研發運營維護管理、運行中間件管理和自動化測試4個部分。微服務治理提供注冊中心、配置中心、全鏈路追蹤、系統監測、消息總線、認證授權、服務網關、分布式事務、日志管理、熔斷降級等多個組件，實現平臺服務統一管理功能。

（3）數據分析包括計算引擎和AI引擎。計算引擎使用數據計算引擎技術，實現系統的各種數據采集、數據整理、數據分析等數據處理能力。AI引擎基于AI技術框架，構建統一的機器學習平臺，覆蓋數據—建模—服務—監控等主要機器學習流程，同時兼顧機器學習的實驗探索階段和正式的生產環境。

（4）數據存儲應采用傳統關系型數據庫技術、內存數據庫技術、分布式數據庫技術相結合，實現業務在各種數據應用環境下的數據存取。

4.3 MaaS+智能服務平臺

MaSS+智能服務平臺由鐵路智能服務子平臺、信息共享子平臺和聯運子平臺3部分組成。鐵路智能服務子平臺提供鐵路旅客出行相關的智能票務、智能管理、智能營銷等服務功能；信息共享子平臺通過多種交通方式的信息共享，實現全程暢行規劃、數字化接駁引導、終端智能交互等服務；聯運子平臺實現鐵空公水聯運一站式信息服務、輕量化的新型城際鐵路票務服務、廣深港高鐵的票務融合服務等功能。

4.4 服務渠道

通過12306網站、12306 App、售票窗口、電話、人工座席、自動售票設備、手持終端、微信公眾號、微信小程序等渠道，為各渠道用戶，以及綜合交通主管部門、其他運營企業等提供MaaS+智能服務。技術上提供應用服務和網關/負載均衡能力，應用服務宜采用B/S架構，保證系統前后端分離，采用微服務實現后端服務。使用網關軟件與專用硬件設備相結合，實現應用網關和負載均衡功能。網關/負載均衡可納入鐵路客票系統統一接入范疇，實現注冊、單點登錄、服務協作、統一管理等功能。

5 結束語

為了不斷提升客運服務水平，強化市場營銷能力，提高市場營銷數據融合的智能化、精準化水平，提升鐵路客票系統運營效率，更加智能、快速、全面響應旅客需求，本文依托“MaaS+智能服務”理念，以旅客出行需求為導向，以推動新一代信息技術與鐵路深度融合賦智為牽引，在12306App持續推出空鐵聯運、鐵水聯運產品的基礎上，構建鐵路客票系統MaaS+智能服務體系。為旅客服務智慧化、業務管理數字化、收益經營智能化、綜合出行一體化的客運服務高質量發展提供系統支撐，從而推動鐵路客票系統智能化轉型與升級，進一步完善以鐵路為主干的國家綜合交通立體網，擴大鐵路客運服務品牌國際影響力，助力開啟鐵路智能時代。