中老鐵路磨萬段客票系統(tǒng)與國內(nèi)鐵路客票系統(tǒng)架構(gòu)對比解析

0 引言

中老昆萬鐵路(昆明—萬象，以下簡稱“中老鐵路”)的信息化建設(shè)范圍為磨萬段(磨丁站至萬象站，老撾部分)和玉磨段(玉溪站至磨憨站，國內(nèi)部分)，客運、貨運、調(diào)度、基礎(chǔ)設(shè)施、移動裝備、工程建設(shè)等相關(guān)工作的開展，充分借鑒了浩吉鐵路(浩勒報吉南—吉安)與智能京張(北京北—張家口)等鐵路建設(shè)經(jīng)驗，通過運輸生產(chǎn)搭建平臺，通過跨專業(yè)數(shù)據(jù)融合及智能分析實現(xiàn)運輸生產(chǎn)一體化。中老鐵路磨萬段是泛亞鐵路中線的重要組成部分，是“一帶一路”及周邊互聯(lián)互通的重大戰(zhàn)略性項目[1]。

中老鐵路客票系統(tǒng)的建設(shè)也分玉磨段和磨萬段2 部分，玉磨段鐵路客票系統(tǒng)隸屬國內(nèi)，將按照國際鐵路客票系統(tǒng)進行建設(shè)和管理，磨萬段鐵路客票系統(tǒng)屬老撾方管理，并委托中方進行建設(shè)。鑒于老撾國情[2]，磨萬段鐵路客票系統(tǒng)借鑒了國內(nèi)鐵路客票系統(tǒng)的業(yè)務(wù)模式，基于開源技術(shù)進行定制化設(shè)計與研發(fā)，預(yù)先試用國內(nèi)鐵路客票系統(tǒng)下一階段(鐵路客票系統(tǒng)7.0)的先進化設(shè)計，提煉出最優(yōu)方案，并通過最小化的系統(tǒng)驗證，新構(gòu)建了老撾本地化的磨萬段鐵路客票系統(tǒng)。

1 磨萬段鐵路客票系統(tǒng)的主要影響因素

1.1 組織管理方式差異

國內(nèi)鐵路客票系統(tǒng)采用3 級組織方式，其管理主體為中國國家鐵路集團有限公司(以下簡稱“國鐵集團”)，下轄18 個鐵路局集團公司，每個鐵路局集團公司管理多個客運段及鐵路客運站[3]。國內(nèi)鐵路客票系統(tǒng)的建設(shè)，由國鐵集團委托中國鐵道科學(xué)研究院集團有限公司作為統(tǒng)一研發(fā)與部署主體，聯(lián)合各鐵路局集團公司協(xié)同運維，中國鐵道科學(xué)研究院集團有限公司作為系統(tǒng)運維主體，各鐵路局集團公司作為業(yè)務(wù)運維主體，負責現(xiàn)場問題處理和業(yè)務(wù)/系統(tǒng)監(jiān)控等。鐵路局集團公司統(tǒng)籌組織與管理各自局內(nèi)客票資源，包括車次、席位等客票數(shù)據(jù)，鐵路客運站及代售點負責車票的售、退、改簽等線下業(yè)務(wù)的開展。

老撾鐵路的部分車站坐落在市郊，包括最大的萬象站和瑯勃拉邦站2 個客運站，不存在鐵路局的概念。磨萬段鐵路客票系統(tǒng)的組織管理方式為兩級架構(gòu)，包括各客運站和萬象調(diào)度中心。各鐵路客運站的車票數(shù)據(jù)統(tǒng)一匯聚到萬象調(diào)度中心，由老中鐵路有限公司(以下簡稱“老中公司”)統(tǒng)籌負責老撾境內(nèi)鐵路客票系統(tǒng)的建設(shè)與運營。磨萬段鐵路客票系統(tǒng)與國內(nèi)鐵路客票系統(tǒng)的組織管理方式差異性大，無法簡單地復(fù)用國內(nèi)鐵路客票系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)與業(yè)務(wù)模式。

1.2 實名制普及率不足

國內(nèi)鐵路客票系統(tǒng)自2011 年實現(xiàn)客票實名制以來，互聯(lián)網(wǎng)售票、車站窗口、代售點、自動售票機等所有售票渠道的后臺服務(wù)，均提供了實名制支持，同步調(diào)整了系統(tǒng)架構(gòu)，建立了相關(guān)實名制集群等，并促進了旅客從進站、乘車到出站的全閉環(huán)實名制管理與應(yīng)用。

老撾工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，國民經(jīng)濟的發(fā)展以傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)為主，經(jīng)濟發(fā)展較為落后[4]。通過調(diào)研，老撾國民的身份證覆蓋率不足，且其身份證的有效期比較短，一般為5 年。鑒于老撾國內(nèi)人口管理的實際情況，磨萬段鐵路客票系統(tǒng)的實名制不具備先決條件，無法復(fù)制國內(nèi)基于實名制的客票系統(tǒng)建設(shè)模式，為保障更大的旅客覆蓋率，初期需要研究與建設(shè)非實名制鐵路客票系統(tǒng)。

1.3 多語言文字環(huán)境

老撾實行以老撾語為官方語言[5]和教學(xué)語言的語言政策及語言法規(guī)，加強了老撾語言的傳播。磨萬段鐵路客票系統(tǒng)作為我國支持建設(shè)的境外鐵路客票系統(tǒng)，根據(jù)老中公司要求，系統(tǒng)應(yīng)支持老撾語、漢語和英語3 種語言。

1.4 車票計價方式單一

國內(nèi)鐵路客票系統(tǒng)及12306 互聯(lián)網(wǎng)售票的系統(tǒng)框架比較復(fù)雜，針對不同日期、不同時間段、特定鐵路線路、不同年齡等不同類型，分別推出了打折票、定期票、計次票、兒童票等多種票種，不同票種的票價計算方式差異性較大。磨萬段鐵路客票系統(tǒng)的車票計價方式較為單一，僅根據(jù)車站間距進行度量，并折算為固定的車票價格，無法比擬國內(nèi)鐵路客票系統(tǒng)的車票票價計算復(fù)雜度。

1.5 多幣種支付

老撾境內(nèi)雖然手機的普及率較高，但其基礎(chǔ)設(shè)施相對落后，計算機的使用者主要為政府機構(gòu)和企業(yè)單位等，家庭擁有計算機的比例較小。老撾境內(nèi)消費支付方式多采用現(xiàn)金老撾幣(基普)的方式，針對磨萬段鐵路客票系統(tǒng)，涉及車票計價幣種與旅客支付幣種等內(nèi)容。由于基普匯率波動較大，老中公司希望磨萬段鐵路客票系統(tǒng)的車票采用人民幣計價，旅客可以選擇基普、人民幣和美元支付票款。磨萬段鐵路客票系統(tǒng)的建設(shè)，需要按照國鐵集團要求，密切配合中國鐵路國際有限公司、老中公司，進行磨萬段客票多幣種支付方案的研究、設(shè)計、開發(fā)與實施工作。

2 中老鐵路磨萬段客票系統(tǒng)與國內(nèi)鐵路客票系統(tǒng)架構(gòu)對比解析

磨萬段鐵路客票系統(tǒng)在設(shè)計過程中，充分尊重中老兩國國情，立足當前、考慮長遠，借鑒中國鐵路客票系統(tǒng)(含12306 網(wǎng))的多年積累經(jīng)驗，保障系統(tǒng)的可靠性、先進性與成熟度。磨萬段鐵路客票系統(tǒng)采用面向服務(wù)的設(shè)計理念，采用開放式體系結(jié)構(gòu)、微服務(wù)架構(gòu)、虛擬化集群等技術(shù)進行構(gòu)建，實現(xiàn)老撾境內(nèi)車票的發(fā)售。

2.1 總體架構(gòu)對比

我國鐵路客票系統(tǒng)有著長達20 余年(1996 年至今)的技術(shù)與業(yè)務(wù)積淀，系統(tǒng)架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和業(yè)務(wù)架構(gòu)等較為復(fù)雜，在業(yè)務(wù)模式、多應(yīng)用支撐、研發(fā)與運維等多個方面已具有不同形式的規(guī)模，隨著12306 互聯(lián)網(wǎng)的進一步演進，國內(nèi)鐵路客票系統(tǒng)(含12306)在高并發(fā)、實時交易等[6]方面表現(xiàn)優(yōu)異，已成為全球最大的實時票務(wù)系統(tǒng)，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，能夠主動適應(yīng)鐵路客運服務(wù)的新模式發(fā)展要求，不斷豐富旅客出行過程中的安全、便捷、舒適的服務(wù)需要。磨萬段鐵路客票系統(tǒng)的初始建立，其目標主要在于滿足老撾境內(nèi)鐵路列車車票的基本發(fā)售與改簽等作業(yè)，符合老撾現(xiàn)階段國情發(fā)展。

鐵路客票系統(tǒng)總體架構(gòu)對比如圖1 所示，國內(nèi)客票系統(tǒng)已從單一窗口售票到互聯(lián)網(wǎng)、手機、窗口、自動售票機、電話訂票等線上線下多渠道售票，逐步形成了國鐵集團級、鐵路局級和車站級的三級系統(tǒng)，并在國鐵集團級形成了系統(tǒng)雙中心雙活的架構(gòu)[7]。因為安全與審計的需要，國鐵集團級劃分出了客服外網(wǎng)、客服內(nèi)網(wǎng)及客票網(wǎng)等不同的網(wǎng)絡(luò)域，結(jié)合內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)(Content Delivery Network，CDN)能夠應(yīng)對國內(nèi)鐵路12306 互聯(lián)網(wǎng)、12306 手機客戶端等線上購票產(chǎn)生的系統(tǒng)高并發(fā)，支撐電子客票、余票查詢、營銷分析、候補購票、風(fēng)險控制等多種應(yīng)用場景。鐵路局級客票系統(tǒng)部署在18 個鐵路局集團公司的中心機房，具備席位管理、自動售票、自助驗票檢票、收入統(tǒng)計和路局級營銷分析等系統(tǒng)功能。車站級的客票網(wǎng)內(nèi)部署了多種作業(yè)終端，包括窗口售票、窗口退票、自助驗票檢票、自動售取票等終端設(shè)備，窗口終端多部署客票專用應(yīng)用軟件，采用C/S 架構(gòu)訪問后臺服務(wù)。

圖1 鐵路客票系統(tǒng)總體架構(gòu)對比Fig.1 Comparison of the overall architecture of railway ticketing systems

磨萬段鐵路客票系統(tǒng)構(gòu)建了中心、車站兩級系統(tǒng)，實現(xiàn)了一個控制中心支持多個車站應(yīng)用的星型架構(gòu)，實現(xiàn)了萬象數(shù)據(jù)中心與老撾全國車站之間以客票專網(wǎng)的形式直接連通售票。磨萬段鐵路客票系統(tǒng)支持的車站終端類型單一，僅支持線下窗口售票，能基本滿足老撾國內(nèi)鐵路客票系統(tǒng)的現(xiàn)階段需要，因而暫未建設(shè)代售點與互聯(lián)網(wǎng)等其他渠道的售票服務(wù)，暫不具備多數(shù)據(jù)中心的雙活等系統(tǒng)能力，但已建立了相關(guān)標準，預(yù)留了未來能夠根據(jù)需要復(fù)制國內(nèi)鐵路客票系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)和業(yè)務(wù)模式的能力。

2.2 網(wǎng)絡(luò)與安全架構(gòu)對比

國內(nèi)鐵路客票系統(tǒng)(含12306 網(wǎng))的網(wǎng)絡(luò)也分三級架構(gòu)，即國鐵集團、鐵路局和車站三級，基于專網(wǎng)建立了雙活網(wǎng)絡(luò)。磨萬段鐵路客票系統(tǒng)也采用專網(wǎng)形式，鐵路客票系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)對比如圖2 所示，均通過交換機、防火墻、路由器等硬件設(shè)備考慮了一定的安全防護能力。

圖2 鐵路客票系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)對比Fig.2 Comparison of the network architecture of railway ticketing systems

國內(nèi)鐵路客票系統(tǒng)國鐵集團級的12306 系統(tǒng)等通過公網(wǎng)專線接入客票系統(tǒng)，內(nèi)部系統(tǒng)通過運營商專線互聯(lián)，外部其他系統(tǒng)通過外設(shè)專線方式接入客票系統(tǒng)；鐵路局級客票系統(tǒng)的外部系統(tǒng)中，電話訂票系統(tǒng)通過公網(wǎng)專線接入客票系統(tǒng)，其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)通過運營商專線接入客票系統(tǒng)；車站級客票系統(tǒng)通過運營商專線方式上聯(lián)鐵路局中心網(wǎng)絡(luò)。鐵路局通過2 條不同路徑的155 Mb/s 通道上聯(lián)國鐵集團，多數(shù)車站到鐵路局之間為2 Mb/s 的傳輸網(wǎng)，部分大站到鐵路局之間為光纖直連[8]。

磨萬段鐵路客票系統(tǒng)為兩級物理架構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)較為簡單，能夠滿足系統(tǒng)建設(shè)需要。10 個客運站(萬象、蓬洪、萬榮、嘎西、瑯勃拉邦、孟阿、孟賽、納磨、納堆、磨丁)的客票系統(tǒng)通過主備各5×2 Mb/s 通道(FE (0)接口)，接入萬象調(diào)度中心客票系統(tǒng)中心。

2.3 邏輯架構(gòu)對比

國內(nèi)鐵路客票系統(tǒng)(含12306)已發(fā)展為面向線上、線下業(yè)務(wù)的統(tǒng)一系統(tǒng)，承載的業(yè)務(wù)逐漸復(fù)雜，支付方式逐步多樣，全年售票量逐步攀升。磨萬段鐵路客票系統(tǒng)初步發(fā)展，業(yè)務(wù)線較為單一，業(yè)務(wù)邏輯架構(gòu)吸收了目前互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的最新理念和技術(shù)架構(gòu)思想。鐵路客票系統(tǒng)邏輯架構(gòu)對比如圖3 所示。

圖3 鐵路客票系統(tǒng)邏輯架構(gòu)對比Fig.3 Comparison of the logical architecture of railway ticketing systems

國內(nèi)鐵路客票系統(tǒng)的相關(guān)應(yīng)用，目前主要為單體應(yīng)用模式，各應(yīng)用之間相互獨立，通過接口方式進行調(diào)用。從業(yè)務(wù)邏輯架構(gòu)而言，主要分為應(yīng)用層、接入層、業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)層，其中應(yīng)用層根據(jù)不同的業(yè)務(wù)包括C/S 模式的應(yīng)用程序以及B/S 模式的Web、Mobile 和小程序等方式；接入層的實現(xiàn)方式區(qū)分線上與線下業(yè)務(wù)，線上業(yè)務(wù)多通過CDN、WAF 及軟(硬)負載均衡等方式實現(xiàn)，線下業(yè)務(wù)通過軟(硬)負載均衡實現(xiàn)業(yè)務(wù)接入；業(yè)務(wù)層多通過單體應(yīng)用集成眾多業(yè)務(wù)邏輯，進而搭建為業(yè)務(wù)平臺，實現(xiàn)后續(xù)業(yè)務(wù)邏輯的迭代與更新；數(shù)據(jù)層提供元數(shù)據(jù)、席位數(shù)據(jù)、實名制數(shù)據(jù)等多種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲，數(shù)據(jù)節(jié)點類型多樣，票務(wù)方面還基于數(shù)據(jù)庫的存儲過程實現(xiàn)了核心業(yè)務(wù)邏輯，供上層業(yè)務(wù)使用，數(shù)據(jù)庫之間通過中間件產(chǎn)品實現(xiàn)同步或?qū)Ш健Ｅc此同時，還協(xié)同實現(xiàn)了全業(yè)務(wù)的監(jiān)控、應(yīng)急、運管及安全[9]等功能。

磨萬段鐵路客票系統(tǒng)包括管理系統(tǒng)、窗口交易系統(tǒng)、運營分析、旅服接口、收入接口、定時調(diào)度和系統(tǒng)監(jiān)控等，支持車站窗口的售票、補票及改簽等作業(yè)。磨萬段鐵路客票系統(tǒng)借鑒了國內(nèi)鐵路客票系統(tǒng)7.0 設(shè)計理念，深度萃取了國內(nèi)鐵路客票系統(tǒng)的業(yè)務(wù)模式，提高了整體智能化水平，以業(yè)務(wù)中臺思想為設(shè)計理念，運用先進的云原生微服務(wù)化手段，抽取和提煉業(yè)務(wù)系統(tǒng)原子服務(wù)，設(shè)計了用戶、交易、席位、財收、營銷、數(shù)據(jù)服務(wù)等多個微服務(wù)，實現(xiàn)了系統(tǒng)公共服務(wù)能力的沉淀與共享，提升了系統(tǒng)的業(yè)務(wù)靈活性，為未來的互聯(lián)網(wǎng)、自助售票、自助檢票、站車交互等業(yè)務(wù)開展提供潛在的接入條件。眾多微服務(wù)通過注冊中心進行統(tǒng)一管理與路由，接入網(wǎng)關(guān)為外部業(yè)務(wù)提供內(nèi)部服務(wù)的尋址，接入網(wǎng)關(guān)不僅可以為線下車站業(yè)務(wù)提供接入能力，還預(yù)留了未來線上互聯(lián)網(wǎng)等業(yè)務(wù)發(fā)展的接入服務(wù)能力。面向云原生的磨萬段鐵路客票系統(tǒng)，將消息隊列、緩存、數(shù)據(jù)同步等中間件產(chǎn)品抽象為基礎(chǔ)資源，是國內(nèi)鐵路客票系統(tǒng)未來7.0 架構(gòu)的最小化落地實踐。

3 結(jié)束語

中老鐵路磨萬段首班列車于2021 年12 月4 日正式開行，其客票系統(tǒng)于2021 年12 月2 日正式上線，2021 年12 月3 日對外售票，截至2022 年7月31 日，因老撾國內(nèi)開行列車數(shù)量少等原因，磨萬段鐵路客票系統(tǒng)日均售票量3 013 張，日高峰售票量8 071 張，共售車票72 萬張。限于老中公司需求、老撾國情以及系統(tǒng)成本控制等多方面因素，目前磨萬段鐵路客票系統(tǒng)僅支持車站窗口售票，中臺的彈性伸縮能力暫未凸顯，沒有類似國內(nèi)的12306 互聯(lián)網(wǎng)售票、代售點、自動售票機等豐富的購票渠道[10]，僅支持現(xiàn)金的支付手段也較為單一，需要基于現(xiàn)有的系統(tǒng)架構(gòu)，進一步借鑒國內(nèi)鐵路客票系統(tǒng)的業(yè)務(wù)模式與經(jīng)驗，深化開展適應(yīng)中老鐵路跨境列車的國際鐵路售票系統(tǒng)研究。