铁路电子客票成套技术及工程化应用
中国铁道科学研究院集团有限公司
铁路电子客票成套技术及工程化应用，是铁路客运的一次革命性创新和举措。历时四年的科研攻关和技术推广应用，项目取得一系列具有世界领先水平的技术成果。
一、主要科技创新
针对大尺度地理空间下海量数据的强一致性处理难题，首创全球规模最大的、线上线下一体的、全行程服务的铁路电子客票平台，实现旅客全行程服务信息的数据聚合与状态闭环，全面支撑电子客票业务的跨渠道办理。首次进行铁路电子客票的定义，明确提出铁路电子客票是以电子数据形式体现的铁路旅客运输合同；创新构建了以旅客实名制身份信息为核心的铁路PSR数据模型和数据服务平台，有效支撑了高并发条件下旅客全行程信息的实时精确查询。创新海量数据强一致性处理技术，解决关系型数据库、内存数据库、大数据处理平台、分布式文件系统混合部署状态下旅客行程数据在不同业务集群之间数据同步难题，大幅提升系统数据同步效率。
针对车站复杂环境下的旅客短时快速自助式实名制通行难题，首创超大客流场景下毫秒级电子客票实名制验检技术体系。构建适用于铁路人脸识别场景的铁路标准数据集，创新复杂成像环境和大客流条件下旅客毫秒级人脸身份识别技术，提出非线性融合的多任务混合学习模型和一种余弦伸缩的人脸识别损失收敛新方法，在铁路标准数据集的1‰误识率测试中，准确率达到98.9%，优于基于铁路标准数据集的开源人脸识别算法和未训练的商业算法。创新多维融合、双向寻址的“票-证-人”一致性高效验检技术,采用“车票-证件”键值的数据存储策略，支持系统按车票、乘车人信息的双向寻址和高效访问，支撑了每日超亿次的数据访问请求，系统响应时间小于5毫秒，旅客通过闸机平均用时从原来的3.0秒/人下降到1.3秒/人。创新面向铁路多场景、异构终端的电子客票二维码生成及安全应用技术，构建了兼容移动客户端、Web应用程序、PC客户端等多平台的电子客票二维码服务平台，支撑了计次定期票、电子临时乘车身份证明、铁路e卡通等十余种便民服务创新，从源头上避免了客票载体丢失、造假等现象的发生。
针对列车高速移动复杂场景下的车地一体化服务难题，首次构建站车高可用智能赋能平台。创新提出具有动态地址查询、超时控制和完整性校验特性的专用数据传输控制协议，攻克列车高速移动场景下基站小区切换导致车地无线传输信号不稳定、速率抖动的难题，保障了数据交互的精确性、时效性和完整性。构建了面向多应用业务、多服务用户的智能赋能平台，自研热发布应用框架、全域消息同步共享、业务域异业微隔离等技术，为客货运管控平台、铁路电子运统一、司机电子手册等其他专业提供技术赋能。研制面向列车乘务作业的可配置专业配套终端装备，基于“主机+模块配件+外接设备”的模式，研制证卡识读模块、智能一体机、智能对讲机等列车客运专用成套终端装备；创新可视化、“端到端”的主动式智能服务技术，支撑列车免打扰验检票、重点旅客提醒、席位可视化管理等多种列车智能服务的创新，推动列车作业由传统巡检向按需查验模式的转变。
针对客运生产秩序无扰下的工程化实施等难题，创新研制电子客票谱系化智能服务装备，自主研制覆盖旅客进站、候车、乘车、出站全过程的谱系化技术装备，打破了国外同类产品的技术壁垒，推动了我国铁路旅客自助服务装备的谱系化、国产化和产业化发展。构建了完整的电子客票技术标准体系，遵循标准化发展战略与创新驱动战略同步，完成电子客票相关服务装备统型、规范设备检验检测和认证，顺利推动全路电子客票实施。创新可定义路网（Definable Railway Network，DRN）的电子客票工程实施技术，按站、车、线等维度技术灵活定义工程实施范围，实现了按乘降车站、所乘列车和列车运行线路的电子客票乘车凭证智能决策,有力支撑了按阶段性试点、扩大范围试点以至全面实施的策略推进，平稳有序地完成全路电子客票实施推广。
二、项目评价
项目的研究与实施彻底解决了铁路传统纸质车票长期存在的排长队取票、丢失补办手续复杂、取票后退签车票需要到站办理等各类问题，实现了铁路客运服务产品的全面升级与服务品质的全面提升。该成果达到国际领先水平。
三、成果应用及效益
成果应用于全国铁路网以及雅万高铁等项目，截至2024年12月31日，全路累计发售电子客票185.30亿张，为铁路节约票纸154.17亿张、成本38.54亿元，节约设备采购成本14.3亿元，降低社会总出行成本上千亿元。
项目社会效益显著，创新了铁路客运服务新模式，彰显铁路社会责任与担当，引领铁路客运步入智能时代，推动了铁路科技创新与技术进步；让旅客联程运输“一票制”成为可能，助力构建现代综合交通运输体系；为“一带一路”国家提供中国方案，增强中国铁路“走出去”软实力；实现铁路旅客无纸化绿色出行，助力国家“双碳”目标实现。项目共获发明专利5项、软著36项、制定省部级标准5部、发表论文多篇。