铁路12306网上售票系统概述

曹品一

摘 要：铁路12306网上订票系统自推出以来，极大程度地方便了人们的出行，使人们能够通过电子设备进行实时购票，减少了长时间排队的麻烦。本文从讨论铁路12306网上售票系统的现状出发，深入剖析其技术原理，包括海量请求处理、数据库、电子支付等方面，之后针对网站运营中存在的一些问题提出一些建议。自动化技术在该系统的运作中起到了很大的作用，本文对相关的自动化技术进行了分析和展望。

关键词：铁路；火车票；网上订票；自动化

1 前言

春运将至，铁路网上订票又一次成为人们讨论的热点。以往，购买火车票需要去售票大厅或代售点，人头攒动的买票队伍成为每年春运前的新闻头条；如今，在http：//kyfw.12306.cn上，旅客就可以查看详细的车次与余票信息，通过注册账号和身份核验，人们能够随时随地购买火车票，选择的自由度高了，也节省了许多时间。

对维护12306网站信息服务的部门而言，整个售票系统是一个非常庞大而复杂的系统，是一个高负荷、高并发的云平台，其规模甚至比淘宝网大2～3倍，而且对数据的实时性要求非常高。因此，其对大规模数据的自动化管理技术的考验也是十分严峻的。

本文旨在从现状和技术层面详细分析和介绍铁路12306网上订票系统，并提出一些看法和建议。

2 应用现状

2.1 客户端

目前12306购票系统分为网页端和手机端两种购票方式，见图1、图2。两种方式的界面设计十分清晰明了，旅客可以快速查询到车次、余票量、价格、起售时间、经停站等信息。售票系统在北京时间每天23：00至次日7：00进入维护，期间不提供服务。

自开通以来，铁路12306网上售票系统增加并优化了许多功能，如延长预售期至60天、变更到站和准点情况查询。

2.2 用户数与出票量

北京铁路局早在2012年称网络购票注册用户已达800万。如今的注册用户数量不得而知，但可以预测其规模十分庞大，并且每年都在高速增长。

在出票量方面，以2015年春运为例，售卖的最高峰日出现在12月19日当天开售腊月廿八的火车票（2月16日）。12306网站的访问量（PV值）达到破纪录的297亿次，当天共发售火车票956.4万张，其中互联网发售563.9万张，占59%，均创历年新高。这之后的12月20日，互联网发售457.7万张。

根据最新的消息，自2016年铁路春运售票工作启动以来，截止2015年12月15日，铁路部门已经发售火车票1.7亿张，其中通过12306网站发售的车票突破1亿，已占到售票总量的60%。自从2011年推出网络购票以来，12306网站累计发售火车票35亿张，方便了广大旅客出行。

3 技术分析

3.1 海量请求处理

近年来，春运、十一等时段为售票高峰，12306网站的压力急剧上升，数据处理量约为日常时段的百倍。如果按照春运高峰需求来配置资源，将造成日常资源的闲置。为提升有限资源的利用效率，同时使高峰时段不出现“买票难”、网站瘫痪等情况，该网站采用了排队交易机制对旅客发起的大规模购票请求进行有效处理。

该处理模块采用多线程模式进行设计，其中一个线程对后台服务负载进行监控，根据负载情况对处理能力进行调度。当后台所有处理资源繁忙时，处理模块将自动堵塞，避免后台服务过载；当后台具有空闲资源时处理模块将自动唤醒，立刻从队列中获取购票请求进行处理；当某数据处理中心的购票请求处理异常缓慢时，处理模块将自动降低对该铁路局中心请求所在队列的处理速度，避免资源的长时间占用，达到处理能力最大化。该处理模块具有智能化、自动化的特点。

除此之外，采用CDN加速、负载均衡、数据库拆分等技术，采用分布式计算余票等方式也能减小延迟时间，提升点击率峰值时系统的应对能力。

3.2 身份核验与数据库安全

12306购票系统要求所有购票用戶先通过身份核验，内容包括姓名、生日、身份证号、手机、电子邮件等，其中姓名和身份证号在火车票实名制验证中起着关键作用。对于学生而言，还要额外输入学校、班级、学号、乘车区间的信息。为防止“黄牛”倒卖等现象发生，身份核验的设置十分严密，据12306官网称，其身份核验与国家身份认证权威部门绑定。网络核验状态为“待核验”的乘客，还需持居民身份证原件专程前往车站售票窗口办理身份信息核验。

2014年末的一则新闻引发了众人的关注：大量12306网站用户数据在互联网上疯传，包括用户账号、明文密码、身份证、邮箱等，这些数据在一些黑客群体中流传、买卖，但并未确定信息泄露来源。根据专家推测，这次数据泄露可能是黑客利用此前泄露的信息，通过“撞库”得到的，即使用曾经遭泄露的数据库中的用户名与密码，尝试登陆12306网站获取用户个人信息。

重要身份信息的泄露会对用户的日常生活带来巨大的影响，如恶意退票、电话诈骗等。无论事故缘由是什么，这件事都警醒网站后台与用户做好个人信息的维护工作。对于网站后台，应当提升数据加密算法的可靠性，保障传输路径通讯的安全，保障系统权限设置等。对于用户个人，应当在数据泄露事件发生后及时修改密码，同时对于重要的账号采用多套不同密码，防止“撞库”带来的影响。

3.3 其他技术要点

3.3.1 购票操作平台

购票操作平台的服务对象是购票旅客，功能包括用户管理和交易处理，其中用户管理又包括用户注册、资料修改、密码管理、登陆管理、联系人管理等，交易处理包括查询、预定、支付、退票与改签、订单查询、短信通知、邮件通知等。

3.3.2 安全保障平台

总体上，安全保障平台提供网站交易安全、客票系统交易安全、电子支付安全、系统间边界安全及网络安全保障功能，如对网页和手机客户端的访问进行控制技术，识别仿造客户端发出的购票请求，保证官方原版客户端才能访问后台，对购票协议进行加密，每次访问请求都进行安全算法的验证。

3.3.3 电子支付平台

铁路电子支付平台提供多家银行的支付平台，实现互联网售票系统和网银系统的统一对接，同时也开放银联与支付宝端口。除付款外，网站还支持在线退款、线下退款和日常对账等功能。

3.3.4 综合监控平台

通过系统监控功能，实现对互联网售票相关的服务器、网络、存储、安全平台、数据库提供状态监控功能，对故障设备或超载状态提供声音、图像和短信多种报警手段；通过业务监控功能，实现对网站登录人数、售票张数、压单情况、支付情况进行业务监控。

4 前景预测

随着互联网的深入普及和网上售票的愈发便捷，更多的人会抛弃长途奔波至火车站、排数小时长队的购票方式，而是选择网上购票。由此来看，互联网出票所占比率在近年内依然会不断提高。但出于互联网普及率已接近饱和的考虑，增长速度将会逐渐下降。

近年来，移动互联网的网速不断提升，普及率也不断提高，在此可以预计手机端的出票比率会不断增加，但由于电脑操作相对于手机操作仍有优势，网页端的出票比率不会发生太大变化。

5 思考与建议

5.1 订票系统功能建议

5.1.1 增设选座功能

截至目前，12306网上售票系统依然只能选择车次，而不能选择具体座位。有些旅客爱看风景、偏好靠窗的座位，有些腿脚不便、偏好靠走廊的座位；有些喜欢下铺，有些则偏好中铺和上铺。对于老年人而言，如果买到了中铺或上铺的票会十分不便。如果增设选座功能，将更能提高乘客的满意度。

但考虑到高峰时段的购票需求，很多情况的购票需要靠“抢票”来实现。增设选座功能反而可能增加操作步骤，会使购票过程变得更复杂，这对不习惯信息化操作的旅客来说是一种负担。这个功能的真正实现还需要更深入的探讨。

5.1.2 更优的分配方法

在团体出行时，旅客可能会买到分散的车票，甚至会分散在不同车厢。在火车上如果进行临时换座，也会给检票员的工作带来很大麻烦。在建立放票规则时，如果引入更优的分配方法，那么可以减少此类情况的发生。

5.2 无处不在的自动化

通過对铁路12306网上售票系统的研究与分析，我对自动化技术产生了浓厚的兴趣，对数据库和计算机网络等知识有了新的认识，并对一个大型系统的构造有了初步了解。

例如，12306网站在处理大规模数据时，采用了多级反馈队列调度算法。反馈是自动控制中一个十分重要的概念，指的是通过对回传数据的分析，对信息的再输出产生影响，起到控制作用。前文中提到的，在网站后台进行海量请求处理时，各线程的工作量合理分配就是基于反馈设置达到的。在大型工厂的运作中，锅炉的水位、气缸的气压和温度等，都应用反馈的原理进行控制，保障了运作效率和生产安全。

当然，海量数据请求处理只是12306这个庞大的自动化售票系统多个技术点的一个缩影。通过一系列信息化、自动化建设，火车站购票时的人工操作已成为过去，列车信息、用户信息等数据的更新、管理过程都是通过购票系统自动完成的。

近年来，“智能家居”作为热点频繁闯入人们的视野。畅想未来的生活，通过网络与处理器连接的空调、照明灯、咖啡机将能提高人们生活的效率和舒适性，还有安保系统与自动报警系统保障家人的安全。这些造福人类生活的应用背后，正是以自动化作为核心技术的。在未来，我们的生活将离不开自动化技术。

除此之外，一系列由自动化与其他学科交叉形成的新兴学科也正蓬勃发展，如生物信息学、现代物流、智能交通等。自动化领域正进一步扩大，将是一个无限广阔的天地。

参考文献

[1]邢国军，王明哲，朱建生，等.铁路12306手机售票系统的研究与实现[A].中国智能交通协会.2014第九届中国智能交通年会大会论文集[C].2014：4.

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