智能可视化交互自助票务系统的研究

李 阳，梁 帅，万国睿

（1.北京经纬信息技术有限公司，北京 100081；2.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）

近年来，我国铁路自动售票系统与设备已在全路范围内推广使用，但旅客办理不同票务业务仍需到不同的自助设备办理，例如：购、取票业务在自动售取票机办理，退票业务在自动退票机办理，自助设备无法办理的业务在人工窗口处理。随着音视频同步技术的不断成熟，航空和银行领域运用了越来越多的可视化交互设备，使得用户在设备上可以办理更多的业务，且及时得到人工帮助。智能可视化交互设备是自助服务设备的必然发展趋势。

为了准确地把握消费者感受，提升产品的用户体验，打破设备与售票员之间的隔离，使得有特殊需求的旅客能及时获得人工帮助，满足旅客多样化、人性化的服务需求[1]。本文应用音视频远程交互技术设计一套智能可视化交互自助票务系统[2-3]，实现售、取、退票业务，并支持远程视频和语音引导，指导旅客进行相关的客票业务操作[4-6]。系统支持多种支付方式，具备多种证件识读功能[7-9]，可同时为不同方言、不同语种的旅客提供人性化服务[10]，满足用户的便捷服务需求，有效减轻窗口服务压力。

1 系统功能与架构

1.1 系统功能

智能可视化交互自助票务系统实现的功能如下：

（1）在自助设备上实现当前人工窗口的售、取、退客票业务；

（2）支持远程视频和语音，可由工作人员引导旅客进行相关的客票业务操作；

（3）能够满足多种支付方式、多种证件（包括身份证、护照、回乡证、学生证等）的识读功能；

（4）通过研究多语言的相互转化，为不同方言、不同语种的旅客提供人性化服务。

1.2 系统架构

智能可视化交互自助票务系统是人工窗口和自助设备的有机结合，在保留自助设备现有功能的同时，通过增加语音视频设备，支持远程音视频通话、远程界面操作、远程硬件控制，从而实现旅客与远程服务人员的交流，尽可能达到车站售票窗口人工服务的效果。

智能可视化交互自助票务系统采用3 层分布式应用体系，分别是车站级终端、铁路局集团公司级应用服务器和票务系统，如图1 所示。其各部分软件均采用服务机制，基于TCP/IP 协议进行数据的传递与交换。

图1 智能可视化交互自助票务系统架构

智能可视化交互自助票务系统主要包括车站智能可视化交互自助票务终端（简称：智能终端）、车站客服操作终端（简称：客服终端）、铁路局集团公司应用服务器、铁路局集团公司音视频服务器、铁路局集团公司数据库主机。

（1）智能终端：负责与旅客交互，完成验证、售、取、退票操作。采集旅客的证件信息，并以此为依据通过铁路局集团公司应用服务器向客票系统请求购票信息等客票业务数据。

（2）客服终端：车站客服人员利用该终端接收智能终端的可视化申请，与旅客进行可视化交互和语音对讲，远程操控智能终端，完成旅客所需业务。

（3）铁路局集团公司应用服务器：负责整个系统的接入访问控制，为智能终端软件与客票系统的接口程序提供交互通道，同时，提供系统数据库的操作接口，便于系统内其他子模块获取和记录相关数据信息。

（4）铁路局集团公司音视频服务器：负责远程交互的音视频传输与存储，智能分配服务人员进行接听，与数据库和智能终端进行交互。

2 系统设计

2.1 业务流程

本文根据现有业务办理流程，设计了智能可视化交互自助票务系统业务流程，如图2 所示。

图2 智能可视化交互自助票务系统业务流程

智能可视化交互自助票务系统办理业务流程分为两类。（1）自助办理票务业务：操作流程与目前的自助售取票机和自助退票机相同。（2）人工服务：点击人工服务按钮后，系统连接后台服务人员，接通后通过语音和视频与旅客进行交互，服务人员根据旅客的描述，远程操作进行业务办理。

2.2 硬件设计

智能终端的设计充分地考虑到铁路系统特有的使用方式及作业流程，除去基本模块外（工控机、制票模块、显示屏等），还新增了以下几个模块。

（1）多证件识读模块

多证件识读模块可准确识读居民二代身份证、护照、电子回乡证等非接触证件，具有速度快、稳定性好的特性，还应具备标准工业电源及数据接口等。

（2）人脸图像采集模块

人脸图像采集是指通过摄像机或摄像头采集到含有人脸的图像或视频流，本系统采用1080P 分辨率、高感光、彩色摄像头，具备图像自动调节功能，包括自动白平衡、自动曝光和自动增益，物距小于1m时图像清晰度720 线。

（3）热敏凭条打印机

负责打印旅客购票及取票时的凭条，能支持打印ASCⅡ码、简体中文（GB2312）和图形。打印机采用双路大卷凭条打印机，内部安装传感器，可检测出纸张不足和纸张堵塞等故障。凭条打印机便于维护，具备双路自动供纸、自动切换和自动切纸控制功能，支持多张打印，实现打印多联。

（4）报销凭证回收模块

负责回收车票（报销凭证），具有车票回收、暂存、打印、按序码放等功能。报销凭证回收模块的回收箱可单独取出，长时间未取走报销凭证时设备会自动收回。模块内部安装传感器，能够实时检测模块状态，便于维护。

（5）主动降噪麦克风

主动降噪麦克风负责接收旅客的语音信息，可以通过定向语音接收的方式，降低周围的声音干扰，采用主动降噪的处理方式确保语音的清晰度。

2.3 软件设计

2.3.1 软件模块架构

智能终端的软件分为主业务（MBP，Main Business Process）模块、硬件控制（HC，Hardware Controller）模块、硬件抽象层（HAL，Hardware Abstract Layer）模块、Backer 模块及用户界面（GUI，Graphical User Interface）模块。启动后，各模块间用动态库方式进行数据交互，软件逻辑由MBP 模块进行统一处理，如图3 所示。

图3 软件架构

MBP 模块与应用服务器通过Socket 方式进行通信，完成票务业务控制功能，参数下载、交易记录上报等业务。

GUI 模块直接向旅客提供信息，通过动态库方式与MBP 模块交互数据，为旅客提供直观的操作界面，引导旅客完成售、取、退票业务操作。

HC 模块和HAL 模块负责控制硬件设备，将它们通过统一的接口进行调用，完成MBP 模块发来的硬件处理命令，同时对硬件设备状态进行检测，及时向MBP 模块上报硬件设备部件的异常情况。

2.3.2 智能可视化交互方式

系统在保留现有自动售票终端及服务器端部署模式的基础上，增设音视频同步服务器，通过外部程序接入音视频通话和呼叫中心，基于第三方软件实现远程桌面功能。除支持现有自动售票机的全部业务外，远程服务人员可通过音视频通话，辅导旅客进行相关业务操作。当旅客请求人工协助时，由智能终端向同步服务器发起呼叫请求，经过认证后，智能终端与客服终端直接进行音视频通话，通话结束后，系统将通话记录上传至音视频服务器，如图4所示。

图4 智能可视化交互流程示意

3 系统实现

铁路智能可视化交互自助票务系统基于C++语言编译，上层数据库为MySQL，终端程序与应用服务器通过Socket 方式进行通信，完成票务业务控制功能和参数下载、交易记录上报等业务。

智能终端功能主界面如图5 所示，具有售、取、退票业务办理功能的同时，还具备呼叫人工服务按钮，使旅客在可视化交互的辅助下办理业务。终端的多功能识读模块可识读护照、港澳通行证等特殊证件，且软件界面支持中英文切换功能。

智能终端已在部分车站投入使用，得到了旅客和车站工作人员的良好反馈，人工交互功能给旅客带来了较大便利，同时减轻了人工窗口的工作压力，提高了旅客办理票务业务的效率。

4 结束语

图5 智能终端功能主界面

智能可视化交互自助票务系统满足了旅客在一台设备上可办理大部分票务业务的需求，远程可视化交互功能适合各类人群使用，提高了票务服务效率，节省了车站人员成本。下一步将结合实际，深入研究通过人工智能代替人工远程交互，真正实现自动化辅助处理各类票务业务。