小小火车票，背后大有“玄机”？

　　客票系统的余票情况是动态变化的，每秒都不一样，仅一次余票查询，就可能需要几万次乃至几十万次的计算。目前，12306网站高峰日点击量已经达到2600亿次。

　　2020年春运到来前的准备阶段，正是铁路12306客票系统工作的高峰期。全路客票系统监控中心工作大厅内，计算机设备一字排开，正前方墙上的大屏上，红色的实时售票数据一路攀升，工作人员正紧张有序地忙碌。

　　这次春运比以往来得都要早。2019年12月12日，春运首日的铁路客票便开始发售，相比于前一年，铁路客流量也略有增长。据国家发改委消息，经会商研判，2020年春运全国旅客发送量将达到约30亿人次，其中铁路4.4亿人次，增长8%。

　　不仅如此，春节前夕，学生流、务工流、探亲流的高度重叠也是对12306客票系统的一大考验。根据铁路部门公布的春运首日车票销售数据，2019年12月12日，全国铁路共售出车票1256.1万张，其中，铁路12306网售出1062.5万张，占总售票量的84.6%；在这些车票中，手机客户端售出945.5万张，占网售车票的89%。

　　将火车站和代售点窗口的工作挪到小小的手机窗口并不简单。当把薄薄的一页售票规则变成系统时，如何编写这些难以计算的代码、保障铁路客票系统有序高效运行，就成了中国铁道科学研究院集团公司首席研究员、12306技术部主任单杏花和技术团队的首要任务。

　　从1.0到新一代

　　现如今，订购一张铁路车票最快只需要几秒钟。但在2011年以前，人们往往要为一张回家的车票，在售票窗口排上几小时，甚至两三天。

　　2011年6月12日，经过近一年时间试运行的12306网站开始试水网络售票。用户可在网站查询列车时刻、票价、余票、代售点、正晚点等信息，也可通过网站购买京津城际铁路的车票，不必再跑到窗口订购车票。同年12月23日，网络售票规模扩大，实现了所有车次全覆盖。这已是客票系统的6.0版本。

　　铁路12306互联网售票系统从只是鐵路窗口售票点面向旅客开展服务的传统企业系统，转向与电子商务结合的系统。转变无疑是巨大的，在单杏花看来，这是客票系统十几年间成长历程的集中体现。

　　1996年是重要的一年——无论是对铁路客票系统来说，还是对单杏花来说。这一年，单杏花考上了华东交通大学硕士研究生，主修交通运输工程与控制。9月份才入学的她，不出一个月便接到学校通知，被派去参与中国铁路客票发售和预订系统1.0版本的研发推广工作。

　　单杏花告诉《中国报道》记者，彼时网络信息技术尚不成熟，客票系统1.0版本还十分脆弱，需要针对每个车站做优化调整。她与另外3位技术人员一起去九江站进行系统推广，经过通力合作，保证了系统的顺利运行，也实现了九江站从手工售票向计算机售票的转变，使铁路车票资源能够在同一个车站的窗口和售票点范围内实现共享，做到在一个车站范围内一窗有票、窗窗有票。

　　1997年，客票系统2.0版本也实现了地区中心的联网售票，在北京站就可以买到北京西出发的车票了；1999年，客票系统3.0版本推出，实现了全路联网异地售票——可以从北京买到上海去广州的车票；2002年，系统再次升级至4.0版本，适应客运体制改革和收入清算需求，铁路客票信息化得到进一步发展。

　　为适应铁路客运快速网建设和第六次大提速售票组织需要，客票系统5.0版本于2006年4月在全路推广，实现了车票由铁路局客票中心统一管理，解决了4.0版本中票额共用不够灵活、短途票额无法再利用的问题，尽量避免出现“火车上有座却买不到座位票”的情况，并创新了一系列的售票组织策略。到了2011年，外部的网络和技术条件进一步成熟，便催生了12306铁路网的诞生。

　　2019年12月12日，12306售票系统监控大厅全景。当日，2020年春运火车票开始发售。

　　“其实每个版本的推出都是一次重要的转折点，只是从旅客买票的角度来看，之前的变化没有那么明显。现在互联网售票成为主渠道了，12306直接面对旅客的检验，旅客对铁路规则也有了更多了解、与铁路的关系越来越密切了。”单杏花向《中国报道》记者说。

　　世界领先的水平

　　单杏花用“绝无仅有”来形容售票系统面临的状况，“我们的旅客体量在世界上绝无仅有，春运在世界上也绝无仅有，如何同时满足海量旅客的查询与购票需求，真的是世界性的科学难题。”

　　2012年的春运就验证了12306要面对的问题有多难。彼时12306客票系统刚刚覆盖全车次，也没有其他案例可供参考，只能依靠德国、法国、日本等国家铁路的经验预估日售票量。

　　需求远超预设。从2012年1月5日起，12306网站连续5天日均点击数超过10亿次，高峰时超过14.09亿次，访问量环比上月激增10余倍，导致系统没有办法支撑海量访问，想进的人进不来，进来的人没法查，12306网站一度处于瘫痪状态。

　　压力面前，单杏花和团队只得背水一战。“我们认为系统要更新，必须把一些关键问题解决掉——不是小修小改，必须要从架构等关键环节上突破和创新。”单杏花说，“内存计算”“读写分离、售取分离”“异构数据同步”“弹性扩展”双中心双活”“内部交易排队”“分步式缓存”等核心技术，都是在那之后自主研发出来的。12306核心系统架构不断优化调整，解决了海量高并发访问交易的难题。

　　单杏花介绍，目前，铁路12306网站高峰日点击量2600亿次，是2012年春运的100多倍；2019年高峰日售票量1282万张，是2012年春运的10倍；12306网站售票处理能力已提升至日均1500万张，一年售出的车票有30多亿张，已经是全球最大的票务交易系统。

　　“除了因网络条件带来的延迟，旅客登不上系统的问题基本得到了解决，从全流程环节来讲，整个系统相比2012年都顺畅了许多。”单杏花告诉《中国报道》记者，“我们自己包括一些专家院士对系统的评价，都是‘达到了世界领先水平。车并不多，但是演变出票的组合是极其复杂的，极其复杂的库存去应对极其复杂旅客的海量需求。”

　　售票并不容易

　　极其复杂——这是12306客票系统的最大特点。中国的铁路线路并非都是直达，一趟从北京南开往上海虹桥的高铁最多有11站，但会出现百余种不同的乘车路径；每趟车有不同的席位，每个站点有不同的线路与车次，每趟车次出行的人数不同……方向、车次、区段、席别、时间、线路都必须被纳入车票该如何分配的考虑范围。

　　“我们涉及的维度太多了，每增加一个维度，车票的分配难度系数就会呈指数级上升。”单杏花告诉《中国报道》记者，这跟网上一些大的电商平台的系统是不一样的。商品的库存再庞大，涉及到的运算模式也只有“加”和“减”，但是客票系统的余票情况是动态变化的，每秒都不一样，仅一次余票查询，就可能需要几万次乃至几十万次的计算。一趟车的运力有限，如何分配车票、进而实现客运资源的最优化配置成为摆在单杏花与团队面前的第二大难题。

　　数据是实现售票系统科学决策前提，只有从海量的数据里捋出一条逻辑，才能使售票方案与旅客购买需求尽量适配。

　　1999年，单杏花就开始带头开发营销分析系统，利用客票系统的海量数据，通过数据仓库和智能分析工具等对数据集中管理、查询、分析和辅助决策，进而提高铁路客运市场竞争力。

　　经过3年的努力，单杏花与团队终于建成了基于数据仓库的铁路客运营销分析系统，开创了国内行业数据仓库应用先例。在此基础上，单杏花和团队又继续构建数据挖掘模型，探索客运组织与管理的内在规律性，同时在售票组织策略等方面进行票额共用、复用剩余票调整等一系列的尝试。

　　新技术取得了成效，但实际情况却更复杂。

　　2009年，武广高铁刚刚开通，一趟从武汉开向广州南的列车在前几站时空空荡荡。列车到了清远站，只差不到半小时就能到达终点了，大批乘客在这站坐上了车，“整趟列车大部分只卖给了从清远到广州的乘客，那些从武汉出发到广州的长途乘客反而没有买上票。”单杏花回忆，正是从那次的管理策略失误开始，她和几百人的团队就意识到，只有策略是不够的，还要继续孵化出更科学的系统模型。

　　中国铁道科学研究院集团公司首席研究员、12306技术部主任单杏花。

　　票究竟该怎么卖？“我们一直找平衡。”单杏花表示，“比如武汉—清远—广州，两段会构成完整区间，现在我们通过历史大数据和模型测算，可以预先算出武汉—清远、清远—广州的人数，使得前两者刚好能构成完整区间，在铁路运输能力没有大幅提升的情况下，让更多旅客买到票。”单杏花告诉《中国报道》记者，“所以你经常能见到，这站有人下了车，立刻又有人坐下。”

　　另一个系统也会与之互补并行——到了一定阶段，长途的客流没有那么多需求了，就会放出更多的短途区间票。尽管目前的测算不够精准，但还在不断优化适应。

　　不仅如此，单杏花和团队还开发了铁路实行车票实名制、电子支付等售票系统技术，极大缓解了铁路客运压力，更好地满足旅客需求，也创造了更大价值。新版本各个功能相互配合，每年为铁路节约售票成本3亿元以上，为全社会节约购票的直接交通成本至少在100亿元。

　　社会效益最大化

　　2019年12月12日，春运铁路车票正式开卖，中国铁路12306在其网站表示，12306网业务办理时间由6：00—23：00延长至6：00—23：30，在此期间旅客可在12306网站和“铁路12306”APP办理购票、改签、退票、候补等业务。

　　延长半小时，对单杏花和同事来说意味着要值守至凌晨，也意味着系统压力的增大。“夜间运行的铁路列车并不多，所以我们通过数据计算，确定23：00停止服务。以往23：00至次日6：00就是系统的维护时间，这期间我们会进行账务统计、系统资源处理等工作，现在时间压缩了，工作还要照旧，以便保障第二天系统能够正常、稳定地开展服务。”单杏花向《中国报道》记者介绍，“但因为近几年，旅客夜间购票的需求还是存在，尤其是有些年轻人习惯熬夜，所以为了响应旅客呼声，我们把系统时间往后延长了半小时。”

　　“满足旅客需求”一直挂在单杏花嘴边。“让旅客买票更加便捷、出行更加便利，让客运管理、车票管理更加高效就是我們的使命。”单杏花说。

　　2019年5月，候补购票功能悄然上线。当旅客遇所需车次、席别无票，可自愿按日期、车次、席别的购票需求支付票款，售票系统自动排队候补。当对应的车次、席别有退票时，系统会按照订单顺序自动兑现车票，并将购票结果通知购票人。

　　候补购票功能的出现，在一定程度上缓解旅客抢票难的问题，不仅可以及时、有效地将旅客需求与余票信息配对，还可以保障旅客购票更加公平公正。

　　据铁路部门公布的数据，今年春运铁路车票销售首日，候补购票订单兑现13.3万笔、车票15.1万张，兑现率达74.0%。

　　单杏花和团队还试图通过小小的手机窗口为旅客提供更多服务。除了票务服务这一最基础的功能，12306还陆续推出沿途订餐、接续换乘、选座、接送站、铁路畅行会员积分优惠等服务，在车站能力范围之内为旅客提供更大便利；接入扶贫商城，助力脱贫攻坚。

　　下一步，客票系统也会继续技术创新，完善功能，围绕旅客出行全过程推动“互联网+服务”：技术人员还在紧锣密鼓地研究，把候车厅检票显示屏信息“挪”到12306平台；在大型枢纽站设置导航系统，让旅客从家到候车室无缝衔接；还要继续研发自助投诉、车上休闲娱乐功能，以便提升旅途中的服务，保障旅客权益；引进人工智能让旅客享受更温馨的服务；引进区块链技术，在诚信、积分等方面推广应用上，推动行业信息化发展，让旅客的幸福感和获得感更强。

　　追求社会效益最大化——这是给单杏花和团队提出的要求，也是团队全体成员的回答。

　　12306技术团队目前共有360人，平均年龄在33岁左右，平时会有40名运维人员7×24小时值班，随时解决系统技术问题；12306所有的核心技术完全自主知识产权研发设计，真正做到每个人都可以提出自己的想法，每个人都有自己的想法。

　　“‘勤奋、创新、严谨、和谐——这是老一辈客票人留下的精神，我们团队也正在继承这一精神，不怕苦不怕累，全身心地投入到铁路技术研发中去。”单杏花说。

　　左琳