铁路售票厅排队叫号系统设计与实现

付志霞，王然然，刘 伟，万国睿

（北京经纬信息技术有限公司,北京 100081）

随着人们生活水平的不断提高，旅客出行需求与日俱增，对出行工具的舒适度、价格和服务等方面都有了更多的期待。作为重要的交通工具之一，铁路运输因其高性价比而深受旅客青睐[1-3]。火车站售票厅作为铁路运输车站服务的一个部分，如何利用信息化技术提高火车站售票厅售票效率也是研发人员的关注点，智能出行更是成为铁路旅客服务新的研究方向。单杏花等人[4]设计实现了快速线上购票平台和智能检票系统，旅客只需要携带身份证即可刷证进站；贾利梅[5]设计了基于Anylogic 的火车站售票排队系统仿真模型，分析了如何有效设置办理窗口数量，提高铁路售票厅效率；石英男等人[6]设计并实现了基于Linux 平台的银行排队叫号系统，通过智能化的排队叫号系统解决银行工作人员办理效率低的问题。售票厅旅客满意度、办理业务类型和数量等信息对车站的运营管理至关重要，目前，铁路售票厅的窗口售票业务信息与上层管控平台之间缺乏有效的信息联动系统，导致无法实现信息的高效整合与利用。

基于此，本文设计并实现了铁路售票厅排队叫号系统，旨在整合车站综合信息，平衡资源分配，提高车站售票管理水平。

1 系统设计

1.1 总体架构

铁路售票厅排队叫号系统总体架构分为表现层、业务逻辑层、数据访问层和数据层，各层之间互为依托，又互相联系，如图1 所示。

图1 铁路售票厅排队叫号系统总体架构

1.1.1 表现层

表现层主要是用于用户交互，实现用户交互功能，主要由QT 中的控制器（Controller）、视图（View）、模型（Model）实现。

1.1.2 业务逻辑层

业务逻辑层主要是实现外部系统的业务集成和数据传输，为上层提供业务访问服务。终端设备通过统一接口平台与后台服务器通信，后台服务器接入车站综合管控平台进行数据联动管理。包括取号、叫号、评价、主控、显示和数据分析等6 个模块。

1.1.3 数据访问层

数据访问层主要是对数据的访问进行抽象封装。采用Hive 数据仓库作为主要存储。主要包括实体封装、事务管理、连接池等模块。数据访问包括命令行接口（CLI，Command Line Interface）、JDBC/ODBC和Web 用户接口（WUI，Web User Interface）等3种模式，方便不同用户查询使用。

1.1.4 数据层

数据层主要用于存储字典数据、系统配置数据等基础数据。Hive 将元数据存储在数据库中，元数据存储有内嵌Derby、直连数据库、远程服务器等3种模式，分别对应不同应用场景。

1.2 系统组成

铁路售票厅排队叫号系统组成如图2 所示，主要由取号机、评价器、呼叫器、显示屏、呼叫服务器和管理机组成。旅客通过取号机排队取号；窗口工作人员通过呼叫器叫号和重叫；叫号服务器处理、记录排队信息，并响应叫号方进行智能分配窗口办理；由吊屏、立屏显示及广播语音进行提示。本文系统支持多个售票厅同时工作。

图2 铁路售票厅排队叫号系统组成

为了提供安全和持续性服务，本系统叫号服务器、取号机均采用Linux 系统，不但可支持x86 架构、arm 架构、mips 架构，也支持risc-v 等开源架构，不受硬件系统CUP 架构限制，提供稳定可持续的技术支持。评价器、叫号器、吊屏显示屏均采用轻量级的Andriod 系统。

1.3 核心业务流程

主要包括取号和叫号两个核心业务流程。

1.3.1 取号流程

乘客在排队叫号终端选择办理业务，并点击取号，叫号服务器收到请求后根据办理业务类型派号并入库记录，排队叫号终端同时打印排号单据。单据内容包括车站、号码、业务类型、受理窗口号、等待人数、提示、时间等信息，如图3 所示。

图3 取号流程

1.3.2 叫号流程

员工点击呼叫器叫号/重呼按键进行叫号；服务器接收叫号请求，根据业务类型及窗口号提取相应号码派发任务；请求窗口呼叫器显示叫到的号码及等待人数；请求窗口挂屏显示叫到的号码及办理窗口号；信息显示屏更新显示信息；同时，进行语音广播；服务器更新数据库数据。叫号流程如图4 所示。

图4 叫号流程

2 系统功能

铁路售票厅排队叫号系统，基于计算机信息网络通信技术，对排对旅客及窗口工作人员的信息进行管理，合理分配窗口。主要包括取号、叫号、旅客评价、信息显示、后台信息管理等5 个功能模块。用户分为超级管理用户和普通用户两种，其中，超级管理用户可对设备进行参数配置和下载数据。

2.1 取号功能

乘客使用取号机取号，取号业务类别包括售票、退票、改签和临时制证等。

2.2 叫号功能

空闲窗口工作人员操作铁路售票厅排队叫号系统进行叫号，该系统分析后通过语音广播提示排到的乘客，支持重复叫号。后台记录办理工作进度，并生成报表。对各办事窗口工作数据进行统一采集、存储及管理，为效率统计分析、人员绩效目标考核评估等模块提供全面、真实、有效的数据。

2.3 旅客评价功能

业务办理结束后，旅客可通过评价器对服务进行评价，评价等级分为很满意、满意、一般、不满意等4 种。

2.4 信息显示功能

信息显示包括显示屏文字显示和语音播报显示两种方式。其中，显示屏显示可通过挂屏和立屏两种终端进行业务办理信息显示。语音播报包括中央广播和独立广播两种模式，适用于宽敞、喧闹、客流量大的售票厅环境。

2.5 后台信息管理功能

后台信息管理主要包括评估、资源分配、数据上传车站智能综合管控平台。实现工作人员信息管理，开班、退班管理，工作量记录及工作认可度评估报表等功能。

3 关键技术

3.1 语音合成技术与实时广播

铁路售票厅排队叫号系统采用高级Linux 声音架构（ALSA，Advanced Linux Sound Architecture），通过引入Pulseaudio+Echo 技术实现文本转语音功能。Pulseaudio 具有良好的可移植性，可以在Linux/Windows 操作系统中运行[7-11]，适用于人流量大、环境嘈杂、实时性要求不高的叫号广播场景。车站环境较为复杂，不可避免发生对实时性要求高的应急事件，因此，采用实时广播技术，以便工作人员在应急处理时实时喊话。实时广播通过传输语音字节流到取号机，取号机将字节流转换成语音直接广播，此方式延迟在毫秒级别，成为应急处置的有效辅助工具。

3.2 数据库可视化分析

通过Hive 数据集市对受理业务类型、数量、受理时间等数据进行可视化分析，将结果以图表的方式直观展现，如图5 所示。管理者可以清晰地观测到整个售票厅及员工工作数据变化，辅助决策。

图5 统计数据显示

3.3 智能分析与预测

目前，铁路售票厅排队叫号系统叫号规则简单，采用人工判断窗口业务增减，导致业务办理时效性差、新增窗口业务类型与客观业务需求类型不符等问题出现。本文通过累计旅客办理数据，采用朴素贝叶斯（NB，Naive Bayes）算法分析出每个办理业务的需求概率，据此调整开放窗口的时间和数量，并预测业务量，降低了人员成本，节约了资源。

4 系统应用

铁路售票厅排队叫号系统在某车站进行了试点，本次试点为期一个月。本系统整合了车站综合信息，平衡了售票窗口资源分配，提高了车站售票管理效率和水平。

（1）管理人员通过柱状图及生成统计报表的方式实时观察售票厅人流量，动态调整开放窗口数量。该车站原来开放售票、退票、改签、临时制证等4个业务窗口，应用本系统后，只需要开放2 个综合窗口即可办理所有业务，显著减少了窗口资源的浪费，控制了人员成本。

（2）根据本系统提供的办理人数、累计时间、单次处理时间及乘客对办理员工工作态度评价等数据，管理人员可以对工作人员业绩进行量化考核。实现了公平、公开、公正的奖惩制度。

（3）该车站的智能综合综合管控平台通过本系统接口可接收售票厅办理业务信息，管理人员在总控室即可通过广播系统调配售票窗口资源。

5 结束语

本文设计了一套基于Linux 平台的铁路售票厅排队叫号系统，实现了取号、叫号、旅客评价、信息显示、后台信息管理等功能。通过接口对接实现了铁路售票厅与车站综合管控平台数据联动。中央广播与独立广播兼用的模式设计更好地适应各种嘈杂的售票厅环境。下一步将深入研究多售票厅视频联动优化方案，让旅客在窗口购票更加便捷，进一步提升车站售票管理效率。