鐵路客票系統(tǒng)響應(yīng)式流量控制策略研究

李貝貝，朱建生，閻志遠(yuǎn)，朱建軍，戴琳琳

（1.中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 研究生部，北京 100081；2.中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司 電子計(jì)算技術(shù)研究所，北京 100081)

2012年春運(yùn)期間，12306互聯(lián)網(wǎng)售票網(wǎng)站上線，支持全路列車車票發(fā)售，自此，火車票不僅可以通過(guò)電話訂票、車站與代售點(diǎn)窗口等方式進(jìn)行購(gòu)買(mǎi)，還可以通過(guò)12306網(wǎng)站進(jìn)行購(gòu)票。隨著12306網(wǎng)站的推廣應(yīng)用，鐵路互聯(lián)網(wǎng)售票量在各售票渠道中的占比逐步達(dá)到80%以上，已經(jīng)成為旅客最主要的購(gòu)票方式。2020年春運(yùn)期間，12306網(wǎng)站在售票高峰日的網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)擊量達(dá)到1 495億次，意味著每秒接受170多萬(wàn)的訪問(wèn)量，而巨大的訪問(wèn)量并非全部來(lái)源于旅客點(diǎn)擊，更多的訪問(wèn)量來(lái)源于搶票軟件的自動(dòng)提交。因此，以面向鐵路旅客售票為基礎(chǔ)的鐵路客票系統(tǒng)的建設(shè)，不僅需要滿足旅客的基本購(gòu)票需要，還面臨著第三方搶票軟件帶來(lái)的高并發(fā)運(yùn)行壓力。近年來(lái)，隨著響應(yīng)式理念在網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)[1]、網(wǎng)絡(luò)路由[2]、公交調(diào)度[3-4]、汽車交互設(shè)計(jì)等方面的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[5]，基于響應(yīng)式理念探索改造鐵路客票系統(tǒng)業(yè)務(wù)，建立客票系統(tǒng)后端資源組織決策模式，進(jìn)而控制鐵路客票系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流量等，成為旅客購(gòu)票環(huán)境公平性、內(nèi)部資源集約性、業(yè)務(wù)流量均衡性的關(guān)鍵。

1 鐵路客票系統(tǒng)業(yè)務(wù)模式

1.1 總體架構(gòu)

鐵路客票系統(tǒng)目前采用集中+分布式的體系架構(gòu)，鐵路客票系統(tǒng)由中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司(以下簡(jiǎn)稱“國(guó)鐵集團(tuán)”)、鐵路局集團(tuán)公司和車站三級(jí)組成，其中互聯(lián)網(wǎng)售票與手機(jī)售票等業(yè)務(wù)集中部署在國(guó)鐵集團(tuán)，全路客票席位及驗(yàn)檢票業(yè)務(wù)等部署于18個(gè)鐵路局集團(tuán)公司，車站級(jí)一般部署終端設(shè)備與輕業(yè)務(wù)。鐵路客票系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 鐵路客票系統(tǒng)總體架構(gòu)Fig.1 Overall architecture of railway ticketing system

國(guó)鐵集團(tuán)級(jí)客票系統(tǒng)，已建成同城客票第一生產(chǎn)中心和第二生產(chǎn)中心，采用雙中心雙活的系統(tǒng)架構(gòu)，保障客票系統(tǒng)在國(guó)鐵集團(tuán)級(jí)的高可用性。同時(shí)為保障鐵路客票系統(tǒng)的安全，內(nèi)部采用三級(jí)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，包括客服外網(wǎng)、客服內(nèi)網(wǎng)和客票網(wǎng)[6]，各層級(jí)網(wǎng)絡(luò)的邊界均設(shè)有安全防護(hù)措施。在業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)上，內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)(Content Delivery Network，CDN)與源站聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)各專線接入時(shí)的流量配比；客服外網(wǎng)層主要通過(guò)負(fù)載均衡和網(wǎng)站應(yīng)用級(jí)入侵防御系統(tǒng)(Web Application Firewall，WAF)攔截大部分的攻擊流量，作為各應(yīng)用服務(wù)的入口，實(shí)現(xiàn)基本的交易排隊(duì)、余票緩存、驗(yàn)證碼、監(jiān)控、消息通知等相關(guān)服務(wù)；客服內(nèi)網(wǎng)層實(shí)現(xiàn)基本的用戶登陸、常用聯(lián)系人查詢、接續(xù)換乘及候補(bǔ)兌現(xiàn)等服務(wù)；客票網(wǎng)作為鐵路客票系統(tǒng)的核心交易層，不僅支持高并發(fā)業(yè)務(wù)查詢(訂單查詢、實(shí)名制查詢、歷史訂單查詢)等，還提供客票席位計(jì)算、余票計(jì)算、各鐵路局集團(tuán)公司中心席位的中間件路由與尋址，以及客票基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與電子票庫(kù)等的存儲(chǔ)等。國(guó)鐵集團(tuán)二中心同時(shí)支持電話訂票、營(yíng)銷分析與常旅客等服務(wù)。

鐵路局集團(tuán)公司級(jí)客票系統(tǒng)部署在18個(gè)鐵路局集團(tuán)公司的中心機(jī)房，具備席位管理、自動(dòng)售票、自助驗(yàn)票檢票、收入統(tǒng)計(jì)和鐵路局集團(tuán)公司級(jí)營(yíng)銷分析等系統(tǒng)功能；鐵路局集團(tuán)公司按照售票高峰量、售票情況配置硬件資源，席位數(shù)據(jù)庫(kù)主要采用Sybase ASE SQL Server+小型機(jī)的部署方式，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)資源以集中式共享存儲(chǔ)為主；18個(gè)鐵路局集團(tuán)公司的數(shù)據(jù)庫(kù)節(jié)點(diǎn)共計(jì)200多個(gè)，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)除了席位、交易存根等信息外，還包括線上和其他鐵路局集團(tuán)公司售出該局票后，回傳到鐵路局集團(tuán)公司的存根、電子票等數(shù)據(jù)。鐵路局集團(tuán)公司級(jí)的其他硬件資源還包括驗(yàn)票檢票、交易中間件、數(shù)據(jù)傳輸?shù)葢?yīng)用服務(wù)器。

車站級(jí)客票系統(tǒng)主要部署在作業(yè)終端，包括窗口售票、窗口退票、自助驗(yàn)票檢票、自動(dòng)售取票等終端設(shè)備，窗口終端大多部署客票專用應(yīng)用軟件，采用C/S架構(gòu)訪問(wèn)后臺(tái)服務(wù)。目前大部分車站已取消車站級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器；少數(shù)車站仍然存在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器存儲(chǔ)交易數(shù)據(jù)，交易信息需要上傳至鐵路局集團(tuán)公司中心數(shù)據(jù)庫(kù)和其他席位歸屬中心數(shù)據(jù)庫(kù)中。

1.2 高并發(fā)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)組織方式

2021年春運(yùn)期間，鐵路客票系統(tǒng)日高峰訪問(wèn)量超過(guò)2 000億次，其中多集中在余票查詢、訂單查詢及實(shí)名制查詢上。

（1）余票查詢。全路席位及余票信息分布于各鐵路局集團(tuán)公司客票網(wǎng)，每個(gè)鐵路局集團(tuán)公司的席位數(shù)據(jù)以多節(jié)點(diǎn)方式存儲(chǔ)。當(dāng)席位數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，余票信息需要實(shí)時(shí)計(jì)算與更新，隨著電子客票、全路通退與通改簽、線上線下預(yù)售期統(tǒng)一等業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，余票查詢的業(yè)務(wù)組織方式逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殍F路全渠道都可以查詢?nèi)珖?guó)范圍預(yù)售期內(nèi)的余票信息。余票信息被計(jì)算后，將通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)復(fù)制技術(shù)，同步到國(guó)鐵集團(tuán)級(jí)的線下余票集群和線上余票集群，再將余票數(shù)據(jù)緩存到客服外網(wǎng)的余票緩存數(shù)據(jù)庫(kù)或者公有云。線下業(yè)務(wù)查詢余票數(shù)據(jù)時(shí)，在線下余票集群進(jìn)行查詢；互聯(lián)網(wǎng)查詢余票時(shí)，可以根據(jù)并發(fā)情況，在余票緩存集群或公有云上查詢余票信息。余票數(shù)據(jù)組織如圖2所示。

圖2 余票數(shù)據(jù)組織Fig.2 Organization of remaining tickets

（2）實(shí)名制與訂單查詢。隨著電子客票在各高速鐵路、普速鐵路的推廣與應(yīng)用，客票實(shí)名制信息與訂單信息已實(shí)現(xiàn)國(guó)鐵集團(tuán)級(jí)的集中存儲(chǔ)，實(shí)名制與訂單數(shù)據(jù)組織如圖3所示。線上、線下業(yè)務(wù)產(chǎn)生的實(shí)名制信息與訂單信息，分別記錄到一中心和二中心的A層電子票庫(kù)，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)復(fù)制技術(shù)，再將A層數(shù)據(jù)同步到T層電子票庫(kù)。一般A層電子票庫(kù)主要實(shí)現(xiàn)售票交易，T層電子票庫(kù)主要實(shí)現(xiàn)退票、改簽等交易。A層與T層數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)復(fù)制技術(shù)，分別被最終同步到客服內(nèi)網(wǎng)的實(shí)名制集群與訂單集群。

圖3 實(shí)名制與訂單數(shù)據(jù)組織Fig.3 Organization of the real-name system and order data

1.3 流量控制機(jī)制

（1）CDN與源站聯(lián)動(dòng)。CDN為互聯(lián)網(wǎng)請(qǐng)求的流量配比中心，可以接受來(lái)自不同通信運(yùn)營(yíng)區(qū)域的客戶IP業(yè)務(wù)請(qǐng)求，并設(shè)置不同的專線配比轉(zhuǎn)發(fā)給服務(wù)端?？蛻舳肆髁空{(diào)度模塊可以解析不同區(qū)域的客戶請(qǐng)求，當(dāng)某區(qū)域節(jié)點(diǎn)宕機(jī)時(shí)，客戶端流量調(diào)度模塊能夠計(jì)算配比并更改配比設(shè)置。服務(wù)端流量調(diào)度模塊可以監(jiān)測(cè)客戶端流量變化，根據(jù)流量的變化優(yōu)化調(diào)整CDN流量配比，最大化利用專線帶寬。

（2）WAF數(shù)據(jù)風(fēng)控。WAF數(shù)據(jù)風(fēng)控多以重復(fù)IP提交、賬戶風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)等多種方式，攔截大部分的高并發(fā)作弊請(qǐng)求，在訂單查詢、支付等環(huán)節(jié)，減少撞庫(kù)、黃牛倒賣、網(wǎng)頁(yè)篡改、DDoS攻擊、賬號(hào)泄露、木馬植入等風(fēng)險(xiǎn)，以數(shù)據(jù)安全為核心，減少無(wú)效流量入侵鐵路客票系統(tǒng)。

（3）負(fù)載均衡。鐵路客票系統(tǒng)內(nèi)部的多個(gè)子業(yè)務(wù)系統(tǒng)，多采用分布式、高可用架構(gòu)進(jìn)行部署，多應(yīng)用實(shí)例之間一般通過(guò)軟負(fù)載或硬負(fù)載實(shí)現(xiàn)服務(wù)的反向代理，負(fù)載均衡模塊可以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流量調(diào)度，其中流量調(diào)度多采用加權(quán)輪詢或加權(quán)最小連接調(diào)度等算法實(shí)現(xiàn)。

（4）線上與線下業(yè)務(wù)流量分離。鐵路客票系統(tǒng)余票信息通過(guò)復(fù)制與緩存等技術(shù)，在國(guó)鐵集團(tuán)級(jí)實(shí)現(xiàn)面向線上與線下不同業(yè)務(wù)應(yīng)用的余票集群，使得不同業(yè)務(wù)交易在余票信息的使用上加以區(qū)分，獨(dú)立線下與線上的業(yè)務(wù)流量。

（5）數(shù)據(jù)庫(kù)承載核心業(yè)務(wù)流量。無(wú)論是A層還是T層的電子票庫(kù)節(jié)點(diǎn)，部分業(yè)務(wù)邏輯的實(shí)現(xiàn)，均通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)過(guò)程完成，減少數(shù)據(jù)庫(kù)的外部訪問(wèn)流量，提升數(shù)據(jù)訪問(wèn)性能，但增加了業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)之間的高耦合度。

2 鐵路客票系統(tǒng)響應(yīng)式 流量控制設(shè)計(jì)

響應(yīng)式方法能夠結(jié)合不同的業(yè)務(wù)，為用戶提供更加便捷、靈活的用戶體驗(yàn)。為實(shí)現(xiàn)響應(yīng)式流量控制，鐵路客票系統(tǒng)通過(guò)業(yè)務(wù)模式的更新與改造，建立后臺(tái)資源組織決策模式，基于服務(wù)端的能力輸出方式，在準(zhǔn)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、預(yù)約性業(yè)務(wù)及交易類業(yè)務(wù)等環(huán)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)與優(yōu)化，在滿足線上與線下不同用戶的購(gòu)票需求的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵路客票系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流量控制。

2.1 響應(yīng)式流量控制策略應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計(jì)

鐵路客票系統(tǒng)響應(yīng)式流量控制采用集中式架構(gòu)，主要應(yīng)用于國(guó)鐵集團(tuán)級(jí)，內(nèi)部分別部署于客服外網(wǎng)、客服內(nèi)網(wǎng)和客票網(wǎng)。為保證系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行，在國(guó)鐵集團(tuán)級(jí)客票系統(tǒng)中，嚴(yán)格進(jìn)行分區(qū)分域管理。鐵路客票系統(tǒng)響應(yīng)式流量控制應(yīng)用架構(gòu)如圖4所示。

圖4 鐵路客票系統(tǒng)響應(yīng)式流量控制應(yīng)用架構(gòu)Fig.4 Application architecture of responsive traffic control in the railway ticketing system

鐵路客票系統(tǒng)響應(yīng)式流量控制功能，主要基于鐵路客票系統(tǒng)的準(zhǔn)實(shí)時(shí)響應(yīng)式、預(yù)約性響應(yīng)式及交易類響應(yīng)式等相關(guān)業(yè)務(wù)服務(wù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（1）準(zhǔn)實(shí)時(shí)響應(yīng)式。準(zhǔn)實(shí)時(shí)響應(yīng)式主要面向預(yù)售期內(nèi)余票量不足或者沒(méi)有余票時(shí)而進(jìn)行的設(shè)計(jì)，在客票系統(tǒng)內(nèi)部，客服外網(wǎng)提供候補(bǔ)入口及候補(bǔ)排隊(duì)功能，客服內(nèi)網(wǎng)通過(guò)余票計(jì)算集群，對(duì)客票網(wǎng)內(nèi)各鐵路局集團(tuán)公司的票庫(kù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并完成扣票動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)候補(bǔ)訂單的兌現(xiàn)，并記錄候補(bǔ)訂單，完成候補(bǔ)訂單對(duì)旅客的通知功能。準(zhǔn)實(shí)時(shí)響應(yīng)式的構(gòu)建，可以減少高頻的訂單查詢流量、余票查詢流量等。

（2）預(yù)約性響應(yīng)式。針對(duì)預(yù)售期外的旅客購(gòu)票需求，客服外網(wǎng)提供預(yù)約購(gòu)票入口、預(yù)約排隊(duì)及通知等服務(wù)，客服內(nèi)網(wǎng)提供預(yù)約單需求分析、預(yù)約訂單計(jì)算、預(yù)約兌現(xiàn)等功能，客票網(wǎng)提供預(yù)約購(gòu)票規(guī)則管理等功能，實(shí)現(xiàn)與鐵路列車調(diào)度圖等的聯(lián)動(dòng)與分析。預(yù)約性響應(yīng)式的設(shè)計(jì)，可以為高峰期的購(gòu)票提前分擔(dān)流量，使購(gòu)票的流量在空間分布上更加均衡。

（3）交易類響應(yīng)式。交易類響應(yīng)式主要由統(tǒng)一接入平臺(tái)、預(yù)售期統(tǒng)一和電子客票集群改造3部分構(gòu)成，主要分布于客票網(wǎng)內(nèi)，部分分布于客服內(nèi)外網(wǎng)，如統(tǒng)一接入服務(wù)等。統(tǒng)一接入服務(wù)在各級(jí)網(wǎng)絡(luò)中均存在，主要分為客服外網(wǎng)統(tǒng)一接入平臺(tái)、客服內(nèi)網(wǎng)統(tǒng)一接入平臺(tái)、客票網(wǎng)統(tǒng)一接入平臺(tái)。預(yù)售期統(tǒng)一將線上互聯(lián)網(wǎng)、手機(jī)客戶端等與線下窗口、代售點(diǎn)等的客票銷售預(yù)售期保持一致，避免線下預(yù)售期提前帶來(lái)的可能囤票操作，分流部分線下售票流量。電子客票集群改造主要將既有Sybase數(shù)據(jù)庫(kù)中的存儲(chǔ)過(guò)程邏輯外移，并適配PostgreSQL數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)工作流服務(wù)與微服務(wù)方式進(jìn)行改造，均衡內(nèi)部業(yè)務(wù)流量。

2.2 響應(yīng)式流量控制業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)

2.2.1 候補(bǔ)購(gòu)票

候補(bǔ)購(gòu)票的流量控制主要通過(guò)業(yè)務(wù)層進(jìn)行控制，當(dāng)用戶提交候補(bǔ)訂單后，候補(bǔ)訂單進(jìn)入排隊(duì)隊(duì)列，此時(shí)用戶再查詢相應(yīng)車次余票信息時(shí)，無(wú)需再通過(guò)客服外網(wǎng)至客服內(nèi)網(wǎng)再至客票網(wǎng)層級(jí)的較長(zhǎng)業(yè)務(wù)邏輯鏈，而是通過(guò)緩存存儲(chǔ)的車次余票信息快速響應(yīng)，因而可以極大程度減少12306用戶對(duì)余票查詢業(yè)務(wù)請(qǐng)求量。候補(bǔ)購(gòu)票業(yè)務(wù)流程如圖5所示。

圖5 候補(bǔ)購(gòu)票業(yè)務(wù)流程Fig.5 Business process of alternative tickets

當(dāng)用戶完成候補(bǔ)訂單支付時(shí)，候補(bǔ)訂單數(shù)據(jù)庫(kù)及候補(bǔ)隊(duì)列系統(tǒng)中均有記錄，至此一個(gè)候補(bǔ)訂單生成。通過(guò)輪詢余票查詢，獲取返回的余票實(shí)現(xiàn)候補(bǔ)兌現(xiàn)。候補(bǔ)兌現(xiàn)所需要的所有信息查詢與調(diào)用，均在候補(bǔ)訂單數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行，候補(bǔ)訂單數(shù)據(jù)庫(kù)能夠保證數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全與準(zhǔn)確。

2.2.2 預(yù)約購(gòu)票

預(yù)約購(gòu)票的業(yè)務(wù)流程，主要包含用戶預(yù)約需求匯總、運(yùn)行圖判定及需求兌現(xiàn)3個(gè)流程，預(yù)約購(gòu)票業(yè)務(wù)流程如圖6所示。預(yù)約購(gòu)票實(shí)現(xiàn)過(guò)程中如下：①用戶提交模糊的預(yù)約需求單(包含乘車日期、上車站、下車站、席別、發(fā)時(shí)區(qū)間、到時(shí)區(qū)間、歷時(shí)等)；②系統(tǒng)根據(jù)“乘車日期+區(qū)間+席別”匯總，劃分成不同的需求隊(duì)列；③車次運(yùn)行圖確定后，觸發(fā)系統(tǒng)工作流，先為用戶的預(yù)約需求生成系統(tǒng)推薦的匹配車次(如Top10)，然后通知引導(dǎo)用戶自行選擇相匹配的車次；④在列車預(yù)售期開(kāi)始的前1 d，系統(tǒng)集中兌現(xiàn)用戶預(yù)約需求；⑤兌現(xiàn)成功后，系統(tǒng)通知用戶及時(shí)支付、完成訂單；⑥兌現(xiàn)失敗的，判斷用戶是否接受轉(zhuǎn)為候補(bǔ)訂單，對(duì)于未接受的，終止業(yè)務(wù)流程；對(duì)于已接受轉(zhuǎn)候補(bǔ)訂單的，系統(tǒng)自動(dòng)為用戶轉(zhuǎn)為候補(bǔ)訂單。

圖6 預(yù)約購(gòu)票業(yè)務(wù)流程Fig.6 Business process of booking tickets

2.2.3 交易過(guò)程優(yōu)化

鐵路客票系統(tǒng)交易過(guò)程優(yōu)化的過(guò)程，主要將數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)過(guò)程中的業(yè)務(wù)邏輯與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行解耦，將沉淀在Sybase數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)過(guò)程中的業(yè)務(wù)邏輯進(jìn)行抽離，利用業(yè)內(nèi)主流平臺(tái)框架模型和語(yǔ)言重新實(shí)現(xiàn)。交易過(guò)程優(yōu)化的響應(yīng)式改造，主要包括客票全渠道預(yù)售期統(tǒng)一、統(tǒng)一接入平臺(tái)和交易業(yè)務(wù)服務(wù)化的設(shè)計(jì)等。交易過(guò)程優(yōu)化業(yè)務(wù)功能如圖7所示。

圖7 交易過(guò)程優(yōu)化業(yè)務(wù)功能Fig.7 Business function on optimization of the transaction process

（1）全渠道預(yù)售期統(tǒng)一。改造線下程序，主要包括窗口程序(包括車站窗口、代售點(diǎn)等)，自動(dòng)售票(包括自動(dòng)售票機(jī)、驗(yàn)檢票等)程序與票務(wù)管理(包括票務(wù)計(jì)劃、票價(jià)等)，實(shí)現(xiàn)相關(guān)扣票命令指向國(guó)鐵集團(tuán)終端服務(wù)，完成線下余票集群對(duì)統(tǒng)一預(yù)售功能的支持，并實(shí)現(xiàn)線下業(yè)務(wù)行為分析與請(qǐng)求排隊(duì)，同時(shí)完善交易中間件導(dǎo)航各類服務(wù)集群。

（2）統(tǒng)一接入平臺(tái)。部署于國(guó)鐵集團(tuán)級(jí)，以面向業(yè)務(wù)服務(wù)為主，主要包括支持多種協(xié)議接入、結(jié)合客票應(yīng)用的安全風(fēng)險(xiǎn)控制、業(yè)務(wù)訪問(wèn)的鑒權(quán)認(rèn)證、業(yè)務(wù)訪問(wèn)的導(dǎo)航管控及管理等5個(gè)方面，其中管理功能實(shí)現(xiàn)對(duì)接入請(qǐng)求和連接的管理，包括請(qǐng)求超限時(shí)的熔斷和限流、接口管理、流量監(jiān)控、流量分析等。

（3）交易業(yè)務(wù)服務(wù)化。針對(duì)既有鐵路電子票庫(kù)，抽離Sybase數(shù)據(jù)庫(kù)中的存儲(chǔ)過(guò)程邏輯，通過(guò)微服務(wù)方式進(jìn)行改造，從業(yè)務(wù)角度進(jìn)行服務(wù)拆分，抽離出接入層、編排層、基礎(chǔ)服務(wù)、業(yè)務(wù)服務(wù)和數(shù)據(jù)服務(wù)等，降低應(yīng)用模塊的耦合性，進(jìn)一步提升交易類響應(yīng)式的流量調(diào)度和微服務(wù)治理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一訪問(wèn)控制和權(quán)限管理。

3 鐵路客票系統(tǒng)業(yè)務(wù)響應(yīng)式流量控制改造效果

鐵路客票系統(tǒng)業(yè)務(wù)響應(yīng)式流量控制的研究，為鐵路旅客運(yùn)輸帶來(lái)極大的便利。目前，以候補(bǔ)購(gòu)票為代表的準(zhǔn)實(shí)時(shí)響應(yīng)式已全路上線；以預(yù)約購(gòu)票為代表的預(yù)約性響應(yīng)式處于研發(fā)過(guò)程中；新建的交易類響應(yīng)式已經(jīng)部分上線，并逐步擴(kuò)大應(yīng)用范圍。

3.1 準(zhǔn)實(shí)時(shí)響應(yīng)式

鐵路客票系統(tǒng)的預(yù)售期天數(shù)不固定，但目前為30 d，預(yù)售期內(nèi)的車票存在有票和無(wú)票2種情況。有票情況下，旅客無(wú)論從線上網(wǎng)站、12306客戶端等，還是從線下代售點(diǎn)、車站窗口等途徑購(gòu)票時(shí)，均可以實(shí)時(shí)滿足需求；無(wú)票情況下，候補(bǔ)購(gòu)票的應(yīng)用與全面推廣[7]，準(zhǔn)實(shí)時(shí)地解決旅客需要不斷關(guān)注余票變化的問(wèn)題，降低用戶時(shí)間成本，提升用戶體驗(yàn)。

2019年5月22日起，鐵路候補(bǔ)購(gòu)票服務(wù)已擴(kuò)大應(yīng)用到所有旅客列車。候補(bǔ)購(gòu)票為旅客提供了更加方便快捷的購(gòu)票服務(wù)，同時(shí)有利于客運(yùn)組織管理者及時(shí)掌握旅客出行需求，科學(xué)組織列車開(kāi)行，讓運(yùn)力安排更加精準(zhǔn)、旅客購(gòu)票體驗(yàn)更佳[8]。

候補(bǔ)購(gòu)票服務(wù)的推出，一定程度上也可以提升用戶信息安全，降低用戶使用第三方搶票軟件而導(dǎo)致的用戶隱私信息泄露的風(fēng)險(xiǎn)，減少旅客購(gòu)票過(guò)程中額外經(jīng)濟(jì)支出的問(wèn)題。同時(shí)，第三方搶票軟件的請(qǐng)求量的降低，可以減少對(duì)客票系統(tǒng)的無(wú)效請(qǐng)求，降低鐵路客票系統(tǒng)的外部訪問(wèn)流量，將預(yù)售期內(nèi)無(wú)余票情況下的旅客購(gòu)票流量，最大程度地約束在鐵路客票系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行均衡，提升鐵路客票系統(tǒng)的魯棒性。

3.2 預(yù)約性響應(yīng)式

既有鐵路客票系統(tǒng)中，30 d預(yù)售期以外未到起售時(shí)間時(shí)，旅客如果有購(gòu)票需求，仍然需要等到預(yù)售期30 d當(dāng)日的指定起售時(shí)間再進(jìn)行購(gòu)買(mǎi)，使用上仍然不便利。

在結(jié)合計(jì)劃管理、票額預(yù)分、預(yù)約業(yè)務(wù)規(guī)則制定等售票組織策略的基礎(chǔ)上，考慮預(yù)約購(gòu)票服務(wù)，淡化車票預(yù)售期，事先了解旅客的出行需求，按照出行需求的時(shí)間、出發(fā)到達(dá)城市、數(shù)量等信息，安排并優(yōu)化開(kāi)行方案、席位復(fù)用、席位共用、票額預(yù)分等售票組織策略，促進(jìn)“一日一圖”策略的實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)鐵路運(yùn)力資源的最大集約化利用，提升用戶出行效率和出行體驗(yàn)。一旦進(jìn)入鐵路規(guī)定的預(yù)售期，預(yù)約購(gòu)票服務(wù)自動(dòng)終止[9]。預(yù)約購(gòu)票一定程度上可以減少新票發(fā)售時(shí)的搶票現(xiàn)象，緩解系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)壓力，同時(shí)可以減少余票查詢消耗的大量資源，在進(jìn)一步提升旅客購(gòu)票體驗(yàn)的同時(shí)，平衡高峰期的客票系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)流量。

3.3 交易類響應(yīng)式

（1）全渠道預(yù)售期統(tǒng)一。既有電話訂票、互聯(lián)網(wǎng)、手機(jī)客戶端等線上售票渠道預(yù)售期為30 d，車站窗口、自動(dòng)售票機(jī)、代售點(diǎn)等線下銷售渠道的預(yù)售期為28 d，該舉措的目標(biāo)為引導(dǎo)旅客優(yōu)先線上購(gòu)票，針對(duì)遏止線下囤票、倒票等問(wèn)題起到明顯作用，但未能滿足不同旅客的購(gòu)票需求。全渠道的預(yù)售期統(tǒng)一，可以分擔(dān)部分互聯(lián)網(wǎng)售票的業(yè)務(wù)流量并引導(dǎo)至線下，一定程度上控制業(yè)務(wù)流量的均衡性。2020年11月，全渠道預(yù)售期統(tǒng)一上線運(yùn)行。全渠道預(yù)售期的統(tǒng)一，控制線下售票的高頻異常，實(shí)現(xiàn)線上、線下購(gòu)票速度的協(xié)調(diào)調(diào)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)席位庫(kù)的有序安全訪問(wèn)。功能上滿足交易邏輯控制、線下余票查詢、線下業(yè)務(wù)行為分析和線下排隊(duì)系統(tǒng)等4部分，有序地確?？推毕到y(tǒng)核心交易的平穩(wěn)、安全和高效運(yùn)行。

（2）交易業(yè)務(wù)服務(wù)化。鐵路客票系統(tǒng)內(nèi)部的售票業(yè)務(wù)邏輯組織，一般通過(guò)訪問(wèn)中間件，實(shí)現(xiàn)各鐵路局集團(tuán)公司中心的席位操作。內(nèi)部業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)以Sybase數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)過(guò)程為主，與數(shù)據(jù)庫(kù)本身綁定緊密。將數(shù)據(jù)庫(kù)中的業(yè)務(wù)邏輯通過(guò)拆分并以微服務(wù)方式重新實(shí)現(xiàn)，可以滿足分布式、高可用等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流量的均衡性。交易業(yè)務(wù)微服務(wù)化改造，實(shí)現(xiàn)客票系統(tǒng)業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)松耦合，促進(jìn)客票系統(tǒng)架構(gòu)轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)分布式擴(kuò)展和云化能力。目前新增電子票庫(kù)微服務(wù)化集群節(jié)點(diǎn)，支撐80萬(wàn)用戶線上購(gòu)票、支付、乘意險(xiǎn)、候補(bǔ)購(gòu)票等業(yè)務(wù)，每天支撐售票1.1萬(wàn)張、候補(bǔ)購(gòu)票150張。與此同時(shí)，交易業(yè)務(wù)服務(wù)化將業(yè)務(wù)流量從數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行分離，提供集成化、標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)組件能力，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用從開(kāi)發(fā)、編譯、部署、測(cè)試、發(fā)布到運(yùn)行的全生命周期的自動(dòng)管理和標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布流程管理，支撐系統(tǒng)7×24 h不間斷服務(wù)和自動(dòng)化運(yùn)維，降低系統(tǒng)運(yùn)維成本，并支撐業(yè)務(wù)快速迭代，降低開(kāi)發(fā)周期，為業(yè)務(wù)應(yīng)用的持續(xù)創(chuàng)新和穩(wěn)定運(yùn)行提供有力保障。

4 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)鐵路客票系統(tǒng)經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，目前已成為世界上規(guī)模最大的實(shí)時(shí)交易系統(tǒng)之一，面對(duì)每日如此巨大的請(qǐng)求量，確保各業(yè)務(wù)系統(tǒng)模塊的健壯，有助于保障系統(tǒng)的穩(wěn)定、持續(xù)運(yùn)行。研究從響應(yīng)式流量控制的角度，設(shè)計(jì)優(yōu)化鐵路客票系統(tǒng)，推動(dòng)鐵路客票系統(tǒng)內(nèi)部應(yīng)用各模塊的業(yè)務(wù)流量更加趨向均衡。但是，鐵路客票系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能豐富、系統(tǒng)架構(gòu)復(fù)雜，可以進(jìn)行流量控制與均衡的關(guān)鍵點(diǎn)較多，僅從響應(yīng)式理念的角度進(jìn)行分析還不夠，還需要進(jìn)一步擴(kuò)大研究范圍，從系統(tǒng)架構(gòu)、業(yè)務(wù)功能及安全防御等多個(gè)角度廣泛優(yōu)化鐵路客票系統(tǒng)的流量控制機(jī)制。