服务“一带一路”国家的国际铁路票务系统关键技术研究

多客科技

作者：微信文章




0 引言

自2013年共建“一带一路”倡议提出以来，中国铁路“走出去”的步伐不断加快，为助力“一带一路”国家稳步发展做出了卓越贡献。中国铁路客票系统积累的经验在“一带一路”国家铁路信息化建设过程中发挥了重要作用。但受限于“一带一路”国家购票需求和技术现状与我国客票系统存在的差异性，使我国铁路客票系统等信息化产品在“走出去”过程中面临较大挑战。

网络环境方面，“一带一路”国家信息化和互联网产业发展迅速，成为国际互联网服务商竞争的重要市场。业务流程方面，“一带一路”国家与我国存在较大差异，客票系统设计时，需充分考虑当地旅客使用习惯，选择更贴近本地需求的业务流程以方便当地旅客出行。支付方式方面，“一带一路”国家的支付方式有所不同，线下支付、线上支付技术发展参差不齐。为满足旅客多样化的支付习惯，国际铁路票务系统需不断融合多种支付平台，拓宽支付渠道，提供多种便捷 化的支付方式。综上，铁路客票系统“走出去”具有以下特点：

（1）“一带一路”国家信息化发展程度不同，部分国家网络带宽等基础设施建设与我国技术不适配。

（2） 我国客票系统部分专有设备在“一带一路”国家无法生产，需进行适应性改造以实现兼容应用；部分铁路设备也需要升级优化。

（3）“一带一路”国家之间在语言结构、文化背景、经济水平等方面存在差异，客票系统需要适配当地文化需求。

（4） 国际铁路票务系统需要支持多语言、多币种、多渠道交易方式。

因此，国际铁路票务系统需以产品化、模块化为核心，改变我国客票系统建设思路和模式，重新打造系统内核，以前沿开源技术和服务化组件为基础研发平台，建立客票系统基础框架，建设装配式客票系统。

目前我国已积累了一定的国际铁路票务系统研究与建设经验。牛青坡、李贝贝等提出中老铁路客票系统设计，并与我国客票系统进行对比分析；高松、吴兴华等研究中老铁路信息系统跨国互联互通关键技术，分析系统架构优化设计与应用；李士达等提出雅万高铁自动售票系统的设计方案。以上研究成果为国际铁路票务系统建设提供了参考。在此基础上，综合部分“一带一路”国家旅客的共性及个性化购票需求，研究国际铁路票务系统架构设计及关键技术，并分析其应用效果。



1 系统架构设计

1. 1　总体架构

国际铁路票务系统总体架构见图1，系统包括互联网售票应用程序、互联网专区子系统、互联网售票核心区子系统、核心票务子系统以及车站服务终端。系统设计实现了多维度的售票功能，包括应对高并发场景的性能优化、支持多语言交互的本地化适配、满足多币种结算的交易功能、兼容多渠道电子支付的接口设计、保障数据安全的防护体系构建等。



图1　国际铁路票务系统总体架构

1. 1. 1　互联网售票应用程序

移动用户可通过手机APP等终端应用程序实现购票流程，终端应用程序还为旅客提供了退票、改签等业务功能。系统采用通信运营商互联网专线，保证了数据传输的稳定性和传输效率。同时，在互联网接入区通过与短信服务商、第三方银行系统建立数据交互通道，实现交易支付、退款处理及短信通知等核心业务功能，保障旅客正常购票出行。

1. 1. 2　互联网专区子系统

互联网专区子系统部署在互联网专区网络环境中，是连接用户、外部系统和互联网售票核心区子系统的中间环节，主要承担外部环节及系统的统一接入服务、外部流量的清洗和预处理任务、缓存集群和消息队列服务，具有余票、交易、支付等集群的管理、应用功能以及配置管理中心等核心功能。

外部流量及对客户端业务数据请求的清洗和预处理任务采用旁路部署WAF流量的方式，充分保障内部应用服务运行的安全性。此外，为高效处理用户余票查询、订单提交、在线支付等购票业务请求，在互联网专区内还搭建了余票、交易、支付等功能集群。

1. 1. 3　互联网售票核心区子系统

互联网售票核心区子系统主要包含3个子应用模块。API网关是系统应用服务的前置枢纽，主要用于接收来自互联网专区的业务请求并进行初步处理，然后通过标准化接口将请求精准路由至业务逻辑应用集群进行深度处理。业务逻辑应用模块主要承担用户管理、乘车人管理、余票查询、交易下单等应用功能。互联网数据库模块主要存储各项业务数据，包括用户数据、交易数据、基础数据等相关数据。

1. 1. 4　核心票务子系统

核心票务子系统部署了涵盖车站窗口、应急售票、手持检票及维护管理等业务所需的终端设备，构建了API网关、核心业务微服务集群、核心交易数据库与营销数据库等关键系统组件。其中API网关作为统一接入层，其作用是为各售票渠道终端提供标准化接口服务；核心业务微服务集群则主要承担售票业务逻辑的全流程处理工作，确保票务业务的高效运行。

1. 2　基于分层理念的逻辑架构

基于“一带一路”国家铁路票务业务实现可持续、高质量发展的目标导向，构建“六层次、两体系”的逻辑架构（见图2）。六大逻辑层级自下而上分别为硬件资源层、数据层、业务逻辑层、接口服务层、代理层及展示层，同时配套建设运维监控体系与安全防护体系两大基础保障体系，为系统稳定运行提供支撑。



图2　国际铁路票务系统逻辑架构

六大逻辑层级主要功能分别为：

（1） 硬件资源层。硬件资源层是基于超融合架构的虚拟化技术，构建适配多元业务场景的资源池体系，应用范围覆盖服务器、网络安全、存储等全品类设备资源，以实现对计算、存储、网络等基础资源进行虚拟化改造。基于共享资源池的深度虚拟化技术，可以动态生成满足业务需求的服务器资源实例，增强系统在面对大流量、高并发访问请求任务时的处理能力，显著提升系统性能与可扩展性。

（2） 数据层。数据层是系统核心数据的存储载体，使用了关系型数据库。通过数据同步与传输技术实现数据库间的数据同步，充分保障了业务数据的一致性与可用性。在上层业务应用过程中，数据层提供了稳定的数据基础，承担着为业务逻辑层提供完整数据支撑的关键功能。

（3） 业务逻辑层。业务逻辑层以应用服务集群为架构主体，作为系统业务处理的中枢，为接口服务层提供核心业务逻辑的解析与执行功能，实现业务流程的标准化处理与复杂规则的运算支持。

（4） 接口服务层。接口服务层作为系统对外交互的核心枢纽，为多元售票渠道及展示层提供标准化数据接口服务。同时，该层通过主动发起网络请求，与第三方支付平台接口、短信服务接口建立数据交互通道，实现订单支付处理、退款操作及短信通知等业务功能的闭环管理。

（5） 代理层。代理层作为客户端请求的中转枢纽，通过服务接口映射机制实现互联网暴露，为各销售渠道提供统一调用入口。该层集成Web应用防火墙（WAF）流量清洗功能，同时采用网页资源静态化技术，强化系统安全防护与访问性能优化。

（6） 展示层。展示层作为用户交互的终端界面，通过构建多形态呈现载体，为用户提供可视化服务。其主要实现形式包括基于移动终端的APP应用界面和基于互联网的Web网站界面，以满足不同场景下用户的操作与使用需求。

两大基础保障体系主要功能分别为：

（1） 运维监控体系。运维监控体系承担了保障系统运行稳定性、高效性与响应及时性的功能任务。围绕硬件设施保障、系统运维管理、网络运维优化、数据容灾备份、日志深度分析、性能实时监控及故障快速处置、安全防护强化等核心功能，结合系统全生命周期的研发、集成测试、持续集成与持续部署等运维场景，为国际铁路票务系统提供标准化、一体化的运维服务支撑。

（2） 安全防护体系。为实现应用安全、网络安全及用户数据安全的防护目标，基于认证与访问控制、数据加密存储、应用安全管理、网络安全防护、安全培训与管理、外部风险管理等维度，构建符合“一带 一路”国家信息安全标准的防护体系。通过终端安全加固、入侵检测、漏洞扫描、数据加密等技术手段，增强系统应用与数据资源的安全防护能力。根据系统物理网络架构划分多级安全域，运用防火墙、网闸等安全设备实施区域隔离与访问控制策略，实现差异化的资源与数据安全管理。同时，建立完善的日志安全审计机制，通过实时监测与事件响应，保障系统安全稳定运行。

1. 3　基于开源组件的技术架构

国际铁路票务系统构建了以Spring Cloud和Spring Boot开源框架为核心的技术架构，融合集中式与分布式架构设计，有效缩短Java应用程序的开发周期并简化部署流程。在项目构建环节，通过集成Maven项目管理工具与Jenkins持续集成平台，实现开发环境的快速配置与项目结构的标准化搭建，为集成测试提供高效支撑。数据库层面采用PostgreSQL开源数据库，配合数据库复制技术实现数据读取与事务管理功能。

此外，系统集成第三方开源组件与中间件，构建日志与业务数据的采集分析体系，实现系统运行状态的实时监控。通过完善安全防护策略，构建安全检测与数据加密机制，对系统安全风险进行系统性评估，全面提升系统的安全可靠性与运行稳定性。国际铁路票务系统技术架构见图3。



图3　国际铁路票务系统技术架构

1. 4　基于需求驱动的功能架构

国际铁路票务系统采用线上线下融合的服务架构，其中线上互联网售票依托售票网站与移动APP双渠道，线下则涵盖车站窗口及自动售票终端。售票网站与APP集成多语言切换功能，在严格遵循隐私保护规范的前提下，提供注册登录、余票查询、票务预订、在线支付、退改签及客运资讯浏览等全流程服务。支付模块支持VISA、MasterCard、银联、微信支付、支付宝等主流支付方式，同时兼容当地主要银行支付渠道。后台管理系统构建用户管理、订单票务统计、支付对账、业务规则配置及系统运维管理等核心功能模块，形成全业务链条的数字化管理体系。系统总体功能架构见图4。



图4　国际铁路票务系统功能架构



2 系统关键技术

2. 1　分布式缓存及数据同步技术

在国际铁路票务系统的互联网售票业务场景中，虽然用户数量较国内少，但在高峰日放票的热门时段，余票查询系统仍面临着高并发的海量用户请求，其查询效率优化成为系统开发的一项关键技术挑战。经过系统性分析与多方案评估，余票查询系统最终选择采用预计算策略，通过定时任务的方式，每日将复杂的余票查询计算结果定时计算并更新至数据库中。同时，为应对用户的高并发查询请求，建立易扩展的分布式缓存系统。

当用户进行余票查询请求时，系统从分布式缓存中读取数据，大幅提高了余票查询效率；在高峰期对缓存系统临时扩容，能够有效应对高并发的查询场景并降低数据库负载。此外，为进一步提升数据的读取效率，采取数据库同步复制技术将日常订单数据、用户数据及基础数据及时推送至消息中间件，然后再由消费进程从中提取，并通过应用程序以key-value形式写入缓存中，缩短数据运算时长。

2. 2　基于消息队列的异步排队交易技术

除在余票查询场景中面临着高并发计算的巨大挑战外，在用户订单提交环节同样面临该问题。在高峰日车票放票时段，系统面临用户集中下单交易的压力。为保障系统的交易处理能力，通过引入异步排队下单机制，实现多维度的系统订单处理性能优化。

（1） 系统瞬时高并发崩溃预防。系统采用基于消息队列的异步排队交易机制，通过订单队列的方式实现系统模块间解耦的同时，基于数据库实时运算和处理能力动态调控订单请求处理顺序，平衡队列负载，从而将订单处理压力进行拆分，有效规避因高并发请求导致的系统处理“过载”，保障系统运行的可靠性与稳定性。

（2） 下单交易流程优化。在异步排队交易机制框架下，用户在提交订单后系统可实时反馈请求受理状态信息，继而将订单事务转入后台异步处理流程。待订单事务完成全链路处理后，系统通过预设的主动推送机制向用户端发送交易结果通知。该机制通过将前端交互流程与后台事务处理进行解耦，有效缩短用户请求响应耗时，在显著提升用户操作便捷性的同时，实现交易处理流程执行效率的系统性优化。

（3） 合理分配系统资源。硬件资源的合理规划与优化配置是保障系统高性能运行的核心支撑。在节假日等周期性峰值负载场景下，系统需应对海量并发下单请求的集中冲击。针对此类高并发场景，通过构建异步事务处理架构，可实现硬件资源的精细化调度与高效利用。在既定硬件资源约束下，该架构不仅能够确保系统在峰值负载下的持续稳定运行，还可通过降低硬件资源的冗余配置需求，大幅降低硬件设备采购与运维成本，从而在系统性能优化与经济性目标之间实现协同优化。

与同步下单架构相比，异步排队下单模式在系统架构设计层面呈现更高的复杂性挑战与技术实现要求。 异步排队交易逻辑架构见图5。



图5　异步排队交易逻辑架构

2. 3　多支付渠道本地适配技术

在“一带一路”沿线部分国家，受限于信息化建设水平，电子支付领域面临渠道多样性不足的困境，同时存在交易接口标准化程度低、交易流程规范不统一等技术瓶颈。为增强国际铁路票务系统支付功能的本地化适配能力与场景适用性，在架构设计阶段即将多渠道支付集成列为核心要素。通过系统研究各国支付习惯、监管政策与技术标准，采用模块化设计构建支付接口层，对主流电子支付渠道进行定制化开发，实现多元化支付方式的灵活兼容，满足国际用户差异化需求。

在系统架构设计中，针对第三方支付接口对接的异构性问题，采用适配器模式构建标准化对接框架。通过分析不同银行及收单机构的接口协议差异，设计差异化适配策略，为互联网售票交易模块定义统一的支付及退款接口。该设计确保后续新增支付渠道时无需修改既有接口，可有效提升系统的可扩展性与兼容性。

在对账模块设计中，系统通过适配器组件对各支付渠道的对账文件进行格式解析与数据映射，将对账结果进行标准化整合并集中展示。针对对账过程中识别的交易偏差数据，系统通过调用对应渠道的退款接口完成退款操作，实现对账差异的闭环处理，保障交易数据在多支付渠道环境下的准确性与完整性，提升了系统的容错能力与数据一致性管理水平。

2. 4　基于消息通知的运维监控技术

在传统售票业务系统运维实践中，监控范畴主要聚焦于CPU使用率、内存占用、磁盘空间等硬件资源运行状态指标。尽管这些数据是识别系统潜在问题的重要依据，但单纯依赖硬件监控无法全面保障系统稳定运行。在系统上线初期，业务功能异常频发，技术运维人员需通过脚本命令登录系统，手动检索应用服务器输出的日志信息，这种运维模式存在效率低下、人力成本高等弊端。

基于上述系统运维和监控的痛点，在系统架构设计中，为构建高效运维支撑体系并实现异常事件的实时监测与快速响应，引入基于钉钉消息的异常通知机制。当系统运行过程中检测到异常事件时，首先由异常信息采集模块触发多维度数据捕获，基于预设的错误分类规则进行分级处理；随后将异常数据推送至对应的消息队列；最终由消息处理组件从队列中提取信息，通过调用钉钉平台通知接口，以结构化模板形式将异常详情（包括错误类型、发生时间、影响范围及上下文日志等关键信息）推送至指定运维监控群组。该机制通过异常事件的自动捕获、分类处理及定向通知的全链路自动化设计，显著缩短了运维人员对系统异常的响应时间，有效提升了故障定位与处置效率。



3 应用效果与效益

3. 1　应用效果

（1） 功能全面。国际铁路票务系统为旅客提供实时动态的铁路客运余票及票价查询功能。用户可通过自定义出发地、目的地、出行日期等参数，精准筛选符合个性化需求的车次，突破传统线下购票的时空限制，显著提升购票效率。在票务核销环节，旅客可以凭借购票时登记的身份证件，结合系统生成的电子二维码完成自助进站；也可选择前往车站售票窗口换取纸质车票，通过传统检票通道进站乘车。此外，售票移动应用程序还承担着铁路客运资讯发布平台的功能，为旅客实时推送最新出行信息，实现行程动态的智能化管理。

（2） 系统稳定性高。国际铁路票务系统上线至今，系统运行安全稳定。在售票高峰日通过分布式缓存及数据同步等技术有效保障系统运算效率，极大提高系统处理能力；通过基于消息队列的异步排队交易技术大幅降低了并发交易压力，使系统稳定高效应对高峰期售票压力；通过基于钉钉机器人的监控消息通知技术有效保障了系统的安全平稳。

（3） 文化适应性强。在中老铁路与雅万高铁票务系统的建设实践中，通过对老挝、印尼铁路运营企业业务需求进行深度调研，充分考虑当地文化习俗与旅客出行习惯，对售票网站及移动应用程序的用户交互界面进行定制化开发。通过优化界面布局、交互流程及功能设计，使票务系统的操作体验与当地用户使用习惯高度适配，有效提升系统的本地化服务水平。中老铁路“LCR Ticket”和雅万高铁“Whoosh”APP的售票、自主选座界面见图6、图7。



图6　中老铁路“LCR Ticket”APP的售票界面示例



图7　雅万高铁“Whoosh”APP购票和自主选座界面示例

3. 2　应用效益

3. 2. 1　社会效益

2023年4月13日中老铁路跨境国际列车正式开通，国际铁路票务系统发挥了重要作用，也进一步提升了中老铁路的国际形象。未来将有大量中老两国民众使用国际铁路票务系统购买车票，乘坐中老铁路跨境列车出行和观光 旅游，对快速推动两国旅游等产业发展、促进两国经贸往 来、共建“一带一路”高质量发展具有重要意义。

雅万高铁借助国际铁路票务系统，面向印尼旅客采用多渠道售票策略。自2023年10月17日开通运营以来，列车运行高效平稳，将雅加达—万隆的出行时间从超过3h缩短至40min，大幅提升了交通便利性，缓解了交通拥堵。

3. 2. 2　经济效益

国际铁路票务系统的开通和运营，对“一带一路”国家的经济发展促进作用日益凸显。以中老铁路和雅万高铁为例，国际化的票务服务系统有效促进了区域 经济联动发展。

国际铁路票务系统于2021年12月在中老铁路首次应用，截至2025年4月底，累计发售车票千万张，其中跨境车票近30万张，带动老挝万象等地旅游、酒店业务持续增长，得到老挝国家社会各界的一致好评。

国际铁路票务系统在雅万高铁应用以来，吸引了大量通勤及商务客流，截至2025年4月底，已累计发售车票近千万张，直接促进沿线餐饮、住宿、购物消费水平提高。此外，高铁车站周边商业氛围日益浓厚，店铺租金上涨，商家营收增加。



4 结束语

为实现“一带一路”国家铁路客运服务的总体目标，满足其实际要求，聚焦国际铁路票务系统核心技术展开系统性研究。通过对系统总体架构、逻辑架构、技术架构及功能架构进行多维分析，构建具备高性能、高可用性及强扩展性的在线票务服务平台。随着系统功能的持续迭代优化，该票务系统将进一步推动“一带一路”国家铁路客运服务的数字化转型，提升运营效率，在基础设施互联互通建设中发挥重要支撑作用。

节选自《铁路技术创新》2025年第3期

相关信息

作      者：

王洪业，中国铁道科学研究院集团有限公司电子计算技术研究所。

王雪峰，北京经纬信息技术有限公司。

孔德越，中国铁道科学研究院。

引用文本：王洪业，王雪峰，孔德越. 服务“一带一路”国家的 国际铁路票务系统关键技术研究[J]. 铁路技术创新, 2025(3): 60-68.



END

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