铁路旅客征信系统设计和实现

张秋亮，郭 喆

（中国铁道科学研究院集团有限公司 电子计算技术研究所，北京 100081）

随着高速铁路的建设和投入运营，铁路运输能力不断得以扩充，自助服务设备大量投入运用，铁路旅客服务现代化水平不断提高。但在铁路旅客自助服务推广过程中，出现了一些旅客“买短坐长”、“买两端坐全程”、“买低等级坐高等级”等现象，收入稽查难度大，导致铁路收益受损，也影响中国高速铁路整体运输形象。此外，自铁路实行实名制购票乘车有关规定以来，有效提升了铁路运输安全、遏制了传统的黄牛倒票行为。但随着近几年互联网售票应用范围的不断扩大，铁路客运在售票、乘车等环节出现了网络黄牛虚假信息注册倒票、冒用他人信息囤票、占票等的新的问题，同时，利用“车上碰瓷”等行为敲诈铁路的行为屡有发生。这些行为严重影响了铁路售票和乘车秩序，损害了广大旅客和铁路的切身利益。为此，提出设计铁路旅客征信系统。

本系统将按照国家信用体系建设的整体要求[1]，围绕铁路旅客运输业务特点和客运服务链条，综合利用大数据分析、行为识别、安全控制等技术，对旅客购票、验票、检票、乘车、投诉等过程中产生的数据进行全面分析和科学研究，同时，结合最高人民法院失信人员名单、公安重点关注人员名单等外部信息，对每位旅客标定诚信度指数，建立铁路旅客诚信数据库，参与制定铁路旅客诚信度管理办法[2]，对优质旅客提供个性化服务，对诚信指数低的旅客限制使用铁路服务，并向国家相关部门提供铁路旅客诚信接口服务，为建立全社会信用体系提供铁路行业支持。

1 系统设计

1.1 架构设计

1.1.1 总体架构

根据对客运站、客运段、铁路局以及铁路总公司客运主管部门业务流程的需求调研，以及前期针对客运站段管理开发的信息系统在试点运用情况的经验，铁路旅客征信系统总体结构，如图1所示，采用两级部署、三级应用的模式，即铁路总公司、铁路局两级部署服务器，铁路总公司、铁路局、客运站段三级应用。

图1 铁路旅客征信系统总体架构图

系统的全路公用基础字典数据及铁路旅客征信核心业务数据集中存储在铁路总公司级服务器，例如：旅客诚信度指数信息、报告局信息，事件类型信息，列车车次等信息。客运站段里专用的或个性化的业务信息放在铁路局级服务器，例如：铁路现场处理人员信息等。

系统地面部分的应用程序采用B/S模式进行部署，铁路总公司级用户通过现有的铁路综合计算机网直接访问铁路总公司级服务器，铁路局级用户、客运站段各级用户通过铁路综合计算机网络访问铁路局级服务器，铁路局级服务器与铁路总公司级服务器，利用中间件通过铁路综合计算机网络进行数据同步[3]。

1.1.2 逻辑架构

铁路旅客征信系统软件采用多层架构设计，分为系统支撑层、数据层、应用层3层，逻辑架构如图2所示。

图2 铁路旅客征信系统逻辑架构

系统支撑层包括所需的软硬件设备，即数据库服务器、存储设备、应用服务器、对外接口服务器、NTP服务器、防病毒服务器、网络设备；操作系统、数据库管理系统、通信中间件系统、防病毒系统等；数据层包括基础数据、征信系统等数据以及数据集成、业务流程整合、应用服务调用规范；应用层包括铁路总公司征信系统管理业务应用、铁路局征信系统管理业务应用、客运站征信系统管理业务应用、客运段征信系统管理业务应用等。

1.1.3 网络构架

铁路旅客征信系统的网络构架遵循安全、可靠、高效、灵活、易管理等基本原则，由地面部分和车载部分两部分组成，地面部分运行的网络环境是既有的铁路综合计算机网，车载部分与地面部分进行通信时利用的是既有的站车无线交互通道。

铁路旅客征信系统中，列车移动终端的信息通过站车无线交互通道传输回地面，其设计方式严格按照站车无线交互相关的约束进行，其数据传输和网络安全由站车交互无线通道来保证。数据信息落地后，从站车无线交互通道地面服务器推送到铁路旅客征信系统对外接口服务器，经过铁路总公司安全平台，利用网闸等安全接入机制，将数据传输到铁路综合计算机网服务器。

铁路旅客征信系统网络部署如图3所示。

（1）铁路综合计算机网

铁路旅客征信系统的地面部分运行的网络平台是铁路综合计算机网，即铁路办公生产网，铁路综合计算机网按照从铁路总公司、铁路局到客运站段形成了一个完整、独立的三级网络体系，与其他外部系统网络（如如互联网等）采用物理隔离的方法，以保证网络不受外部攻击，在铁路总公司，通过安全防火墙和网闸机制实现内、外部网络互联。

图3 铁路旅客征信系统网络部署图

（2）车地数据通信网络

利用既有的站车无线交互通道实现移动终端与地面系统间的数据通信，车地数据通信网结构如图4所示。

（3）移动终端

铁路旅客征信系统中的移动终端利用中国移动提供的专网（与客票系统共享的站车无线交互通道，根据新一代客票系统的设计，站车交互通道使用的是GMS-R/GPRS网络），经过铁路总公司安全平台接入本系统在铁路总公司部署的对外接口服务器，系统对外接口服务器的数据与铁路总公司服务器的数据同步，这样，既实现了移动终端数据及时传回地面系统，又保证了系统内网和外部网络间信息交互的安全性。

针对列车上在高速移动过程中无线网络可能会出现短时间断网的情况，列车上移动终端设备与地面系统服务器间数据交互的策略如下：

a. 以列车长手机基站的位置信息为基准，设定整条线路中数据传输点，即列车到达车站时开始进行车地信息通信，这样，能保证在移动网络信号强的时候进行数据传输；

b. 给需要传输的信息设定优先级，比如，车上发生了突发事件需要及时让地面管理人员知道，将这类信息设为优先级最高，这类信息通过站车无线交互网络及时传输回地面。

1.2 功能设计

铁路旅客征信系统的功能以“铁路旅客运输管理业务为中心”进行设计，为铁路各级客运管理部门提供“全业务流、体系化、自动化、智能化”的管理支撑。通过对铁路总公司、铁路局、客运段、客运站的功能需求和各层级用户进行分析，按照两级部署、三级应用的设计理念，将铁路旅客征信系统划分为铁路总公司/铁路局子系统、客运段子系统、客运站子系统等3个子系统：

图4 车地数据通信网结构图

（1）铁路总公司/铁路局子系统：为铁路总公司、铁路局的客运主管部门提供对全路或全铁路局的客运旅客征信管理业务。

（2）客运段子系统：管理铁路客运段日常生产业务，记录在途列车中优质旅客以及滋事旅客的基础信息。

（3）客运站子系统：记录客运站日常工作中旅客进站的不良行为、黄牛人员等信息以及优质旅客的信息。

2 应用和实现

2.1 系统功能实现

征信信息管理功能划分多级用户，分别为铁路总公司、客运段、客运站和车务段用户，在系统登录页面中输入用户名和密码后点击登录按钮进行登录。客运站及客运段基础业务人员可在征信系统中对旅客信息进行添加、查询、打印、编辑以及删除等。

（1）添加：征信系统可添加旅客信息。车队用户：在征信信息录入的各项下拉菜单和文本框中点选或填写征信记录相应的事件种类（包括：假证、恶意逃票、越站、越席、敲诈、假票、优惠不符、超重超大、动车组吸烟和其他）、发生日期、发生地点、车次始发日期、始发车次（手动输入、自动匹配）、始发站、下交站、铁路主要当事人姓名、铁路主要当事人身份证件种类、铁路主要当事人身份证件号码；

车站、车务段用户：在征信信息录入的各项下拉菜单和文本框中点选或填写征信记录相应的事件种类（包括：假证、恶意逃票、越站、越席、敲诈、假票、优惠不符、超重超大、动车组吸烟和其他）、发生日期、发生地点类别、发生地点、发生车次、铁路主要当事人姓名、铁路主要当事人身份证件种类、铁路主要当事人身份证件号码；

在征信记录事件当事旅客栏中点击添加按钮，每点击一次就会在下方出现一条信息栏，在该栏中填写或点选征信记录事件当事旅客的姓名、性别、民族、户口所在省、户口所在市、身份证件种类、身份证件号、电话、席别、应收款、已收款信息。需要注意的是，如果该事件有多个当事人，需要多次点击添加按钮，将全部当事人的信息都进行录入；

最后在征信记录事件详细描述中填写该事件的详细记录。

（2）查询：在征信信息管理主界面的当事人信息查询栏中，填写或点选当事人的姓名、身份证号码、电话号码、事件种类、户口所在地、户口所在市、详细描述和发生日期范围，点击查询按钮即可查询到相应的当事人信息。

查询的时候不需要将所有的信息都填上，并且各个文本框中的信息都可以进行模糊查询，例如想查询一位姓张的当事人信息，只需要输入张，点击查询即可查询到所有的张姓当事人信息。

得到查询结果后，点击信息栏前面的加号，即可展开该条征信信息，查看该信息的全部当事人。

（3）打印：打印选中的征信信息。

（4）编辑：对旅客的信息进行编辑修改。

（5）删除：删除不需要的旅客信息。

目前，铁路旅客征信系统已经在铁路总公司、铁路局和各客运站段推广使用。系统性能满足要求，满足全路上万用户同时并发访问，数据日存储量在1万条左右。

2.2 基于诚信指数的应用

（1）构建征信共享平台，向国家提供铁路旅客诚信接口服务，为建立全社会信用体系提供铁路行业支持，推动建立国家信用体系。目前，铁路旅客征信共享平台已经搭建完毕，可随时对外提供铁路旅客诚信接口服务。

（2）铁路局针对不同诚信指数的旅客可做出精细化的运营。建立旅客积分、奖惩制度，提高旅客满意度和忠诚度，吸引和稳定客户[4]。同时，对于优质旅客提供送票、酒店、旅游、租车的旅客个性化推荐服务，构建高品质、多层次、全方位、立体化的铁路客运服务。对于失信旅客，可限制其购票等。目前，铁路旅客征信系统已经实现了客管系统与客票系统之间征信接口的双向交互，客票系统通过旅客征信数据可作出具体的应用。

2.3 各级用户权限

各级用户权限如表1所示。

表1 各级用户权限

3 关键技术

3.1 大数据采集、存储技术

对于铁路旅客征信系统，最重要的就是旅客信用体系的构建，在信用体系的构建中，系统采集旅客的海量行为信息，通过多个维度收集旅客信息。结合最高人民法院失信人员名单、公安重点关注人员名单等外部信息，整合内部以及外部信息，建立旅客的征信指数。

征信系统中的数据类型主要分为铁路旅客信息以及基础信息。旅客基础数据主要以事件的形式采集，包含旅客的基础身份信息、事件的发生车次、席位信息，事件发生所属铁路局信息，事故类型。其中，事故类型根据严重程度主要分成6个级别，每个级别的事故类型中又划分为更加细致的子事故。基础信息包括班组、车队、人员以及职务信息。

采集到的旅客信息存入基础关系型数据库[5]，该数据库把所有的数据通过行和列的二元表现形式表示出来，记录每一个旅客的明细数据，能够灵活地扩展旅客信息的字段以适应旅客征信业务需求的变化。基础关系数据库采用规范化的3NF数据模型，能较好地保存旅客征信明细数据并适应业务需求变化[6]。

3.2 旅客诚信指数算法

铁路旅客诚信指数算法从活跃维度、处罚维度、安全贡献以及其他征信系统4个方面考虑。

当前诚信分的计算方法为：

当前诚信分=历史诚信分+k1 •活跃分+ k3 •安全贡献分–k2 •处罚分+ k3 •其他系统信用分；其中，k1、k2、k3为权重，初始历史诚信分为300，诚信分上限为1 000，按月更新，每个维度根据重要性可调整权重。

（1）活跃维度

指铁路旅客使用铁路服务的活跃程度，当使用一次铁路出行，则增加相应的分值。

活跃分= m •乘车时长+n •（log（1+乘车费用/100））2；其中，乘车时长按每月每小时计算，乘车费用按每月结算，且m、n为权重，可调整权重。

（2）处罚维度

当旅客有如表2所示行为时，将会依据不同的行为得到相应的处罚分。

表2 处罚事件表

（3）安全贡献

安全贡献指旅客在列车上举报其他非法旅客携带非法物品、帮助处理列车上的紧急事件、上交其他旅客遗失用品等行为，这些行为都会得到安全贡献分。

（4）其他征信系统

本系统会从其他系统获取此旅客的征信评分。如果此旅客上了高法失信名单或者公安重点关注人员名单，其他系统分也会相应地增减。

3.3 个人信用大数据分析技术

征信系统可将分布在高法失信人员名单、公安重点关注人员名单以及各金融机构的信贷账户信息整合起来，形成单个旅客完整的信用报告，它是以铁路旅客为核心展开的，适合以星型模型构建。

（1）系统将同一身份证件的旅客信息进行整合，如把在公安机关的高危人群及高法失信名单以及社会商业征信系统中的数据整合到已经存在征信系统的旅客主体上；

（2）通过各种维度如旅客活跃度、处罚度、安全贡献还有其他渠道得到的诚信数据，以某一权重进行计算，得出某旅客的诚信[7]。

对基础数据库的明细数据汇总除了可得出每个旅客的诚信指数以外，还可以围绕不同的主题进行分析聚合，形成多个星型模型的数据模型。结合目前的业务需求，征信系统的统计分析报表主要围绕以下主题：客伤事故统计、客伤信息统计、客伤统计责任分析表、基于铁路局或时间的旅客人身伤害统计等，如表3所示。

表3 征信系统的统计分析报表

3.4 征信共享平台数据交互技术

铁路旅客征信系统实现了客管系统与客票系统之间征信接口的双向交互。客管系统提供征信接口，部署在铁路办公网，客票系统访问由客管系统提供的征信接口，获取数据后按原路返回。客管系统移动终端登录某一车次后，客票系统会主动推送乘坐该车次非诚信旅客的征信信息。

3.5 车地数据安全加密交互技术

列车在行进过程中，由于一些突发事件，列车员需要与地面进行通信。铁路旅客征信系统提供了车地数据通信网络，列车员可使用列车移动终端设备通过站车无线交互通道与地面进行数据传输。因此，保证车地数据的实时、可靠、安全传输非常重要。

铁路旅客征信系统通过在地面和车载设备上采用安全防护层，并在安全防护层加入IPSec协议作为网关[8]，提高数据传输的安全性。

4 结束语

诚信是当今社会的基石，建立社会诚信体系具有显著的意义；因此促进铁路旅客征信系统在我国铁路行业的落地生效，使其切实的发挥作用非常重要。

目前，铁路旅客征信系统基本功能已经实现，并已经在铁路总公司、铁路局和各客运站段推广使用。各旅客不文明行为已经陆续被记录在系统中。铁路旅客征信系统也已实现了客管系统与客票系统之间征信接口的双向交互；客票系统获得铁路旅客征信数据后可结合铁路系统的实际需求，针对不同诚信指数的旅客做出精细化的运营。此征信系统接口亦可提供给其他国家系统，为建立全社会信用体系提供铁路行业支持。