随着中国城市群和都市圈的快速发展，新型城镇化的步伐显著加快。为顺应这一趋势，部分铁路区段已成功实现公交化运营模式。铁路e卡通作为该运营模式下的重要票务机制，构建了高效、便捷的铁路支付体系，对推动都市圈的可持续发展发挥着重要作用^[1]。截至目前，铁路e卡通用户数量已突破800万，覆盖京津冀、长三角等14个地区的90条城际线路或高速铁路（简称：高铁）区段。然而，扫码乘车的比例并未达到预期，影响了其推广效果。

当前，铁路e卡通仅适用于铁路局集团有限公司（简称：铁路局）管辖内本线始发终到的车次。然而，国家铁路（简称：国铁）干线铁路与城际铁路、市域铁路相互交织，导致始发终到车次减少，跨线车次增多^[2]。同时，列车银通卡用途席位资源实行限额配置，且检票系统不支持自助申请公用通售席位，这使得乘客难以获得即到即走的便捷乘车体验。此外，铁路12306互联网售票系统（简称：12306）的铁路e卡通专区缺乏车次查询、预约取号等个性化应用功能；部分铁路车站的检票闸机二维码设备存在缺失或磨损的情况，导致铁路e卡通乘车码过闸检票效率低下，无法支持二代身份证直接乘车。现有进出站异常处理系统也无法满足铁路e卡通特定乘车场景的异常行程处置需求，影响了铁路票款的及时入账。

为此，本文设计了铁路e卡通票制优化方案。通过对铁路e卡通票制相关系统进行升级与功能改造，优化站车使用规则和席位分配方式，研究一种具备自定义车次、关联证件乘车、提前预约席位、设置乘车区间和个性化服务等功能的自动结算公交化票制模式，进一步提升通勤旅客的出行效率和体验，充分发挥铁路e卡通在城际铁路公交化运营中推动客运增量和经营增收的作用。

1   铁路e卡通票制方案优化

1.1   系统架构

铁路e卡通的基础应用环境和支撑系统包括自动售检票系统（AFC，Automatic Fare Collection）、电子支付平台、进/出站异常处理系统和银行交易系统，前3个系统/平台的核心业务部署在客票网，它们通过安全隔离系统与互联网中的银行交易系统进行通信^[3]。铁路e卡通票制系统架构如图1所示。

图  1  铁路e卡通票制系统架构

下载: 全尺寸图片 幻灯片

1.1.1   国铁集团级

在国家铁路集团有限公司（简称：国铁集团）级，中国铁路客票发售和预订系统（简称：客票系统）完成席位库及可应用车次参数设置后，下发至铁路局客票中心，再通过AFC和集群，将数据传输至铁路局铁路e卡通乘车交易服务器、结账服务器和检票服务器。电子支付平台将扣款交易信息发送至铁路e卡通合作银行账户，由合作银行从铁路e卡通账户扣取票款，并将扣款结果返回至电子支付平台。

1.1.2   铁路局级

在铁路局级，铁路e卡通旅客进/出站时刷码/证产生的检票存根数据，会存储至铁路局级的指定设备中，并对进/出站车次、票价和时间进行匹配处理，形成铁路e卡通乘车记录。通过国铁集团级的支付接口服务，将铁路e卡通账户线下乘车交易记录传输至电子支付平台，同时将检票存根传输至国铁集团数据中心。

1.1.3   铁路车站级

在铁路车站级，除既有的自动售取票设备（TVM，Ticket Vending Machine）、检票闸机和手持终端外，还在窗口部署进/出站异常处理系统，该系统能够处理铁路e卡通异常行程和约号业务。铁路e卡通票制系统沿用既有客票系统信息传输通道，通过铁路局客票支付网关，连接国铁集团支付接口服务器和电子支付平台，完成卡务交易。检票闸机刷码/证的进/出站记录，通过检票服务器上传至国铁集团支付接口服务。

1.2   铁路e卡通票制乘车流程优化

结合铁路公交化运营的现状，优化铁路e卡通票制乘车流程，为铁路e卡通用户提供多样化的出行模式。乘车介质方面，用户可选择二维码或二代身份证；在出行模式上，用户可选择设置乘车区间、直接乘车或约号乘车。由此形成了2种乘车介质与3种出行模式的组合，共计6种出行选择，满足当前铁路公交化运营管理需要。

各铁路局在列车席位预分功能的基础上，定义可用车次类型、席位是否共用及复用，确定区间乘车、刷证模式和约号乘车模式，生成适合指定线路区段的公交化票制方案^[4]。优化后的铁路e卡通票制乘车流程如图2所示。

图  2  铁路e卡通票制优化后的乘车流程

下载: 全尺寸图片 幻灯片

1.2.1   实名核验

铁路e卡通旅客可持乘车码，通过具备扫码功能的检票终端扫码核验进站。若检票终端不支持扫码或扫码不畅，旅客可在12306 App开通刷证模式，直接使用二代身份证实名核验进站。

1.2.2   进站候车

候车检票前，铁路e卡通旅客需要确定本人检票乘车方式，提前设定好乘车区间、开通刷证模式或进行预约取号，并确保乘车方式符合铁路局设定的铁路e卡通票制应用规则。

1.2.3   检票乘车

铁路e卡通票制的检票规则通过检票终端自助实现。旅客不仅需要确保卡内余额充足，卡无异常等基础条件，还需要确保自身情况与检票终端设定的业务规则一致。

1.2.4   列车核验

手持验票终端具备铁路e卡通进站记录查询、注销和变更等功能，能够为旅客出行提供便利^[5]。

1.2.5   检票出站

铁路e卡通旅客正常扫码或刷证出站后，可在180天内前往车站TVM或售票窗口领取报销凭证。

2   铁路e卡通票制功能优化

2.1   车次应用功能优化

在铁路局客票系统中增设铁路e卡通车次应用管理菜单，客票管理所计划室的工作人员能够根据指定区段或城际铁路公交化的运行情况，自行勾选哪些字头车次可使用铁路e卡通。各类型车次字头定义与既有列车开行计划规定一致，即市域列车S、城际列车C、动车组列车D和高铁列车G。此外，还支持用字母与数字的组合来确定铁路e卡通可用的列车类型。

2.2   12306 App−铁路e卡通专区功能优化

2.2.1   预约取号

新增约号业务规则参数配置。铁路局可对指定线路车站配置是否强制约号、可取号车次、取消次数限制、可取号席位等。在约号菜单内，可查询约号已取消、出站已检和预约未乘车状态的订单，并支持开车前取消约号；铁路e卡通旅客可通过12306 App−铁路e卡通页面，预约车次席位；预约成功后，将冻结预约区间的票款。在闸机检票时，旅客可选择使用铁路e卡通约号乘车码、通用乘车码、二代身份证刷码/证进站上车。刷码/证出站时，将从预授权冻结款中扣款。

2.2.2   乘车区间设置

为指定线路提供乘车区间设置功能。当铁路e卡通旅客生成乘车码时，新增了乘车区间设置入口。旅客可依次选择“添加乘车区间”，输入上车站和下车站，即可完成乘车区间设置，进而生成区间乘车码。

2.2.3   车次查询

新增可用车次查询功能。铁路e卡通旅客选定上车站和到达站后，12306 App能够智能筛选并显示可适用铁路e卡通的车次。例如，若某公交化线路有m个车站，其中，有部分车站不支持铁路e卡通业务，车次筛选时，只要上车站和到达站均配置了铁路e卡通应用，就会将符合条件的车次展示给旅客。

2.2.4   刷证模式

已开通铁路e卡通的旅客，完成密码设置和资金转入，在确保账户余额充足且无异常进站记录的情况下，可开通刷证模式。开通后，旅客即可使用二代身份证关联铁路e卡通账户，完成进出站核验和检票流程；同时，支持关闭刷证模式功能，以防因二代身份证丢失造成资金丢失。

2.3   进/出站检票功能优化

铁路e卡通票制公交化应用的相关功能，依赖于检票系统后台设置的铁路e卡通数据表服务，该数据表服务可参数化配置铁路e卡通直刷、预约模式下相关业务规则，铁路车站检票终端（检票闸机、手持终端）根据参数控制实现相关功能。

2.3.1   乘车区间判定

铁路e卡通数据表服务，设置直刷模式下乘车区间判定规则，该规则按照车站定义向铁路局集团公司提供3类乘车区间判定业务类型。

（1）强制设置乘车区间。如未设置乘车区间或设置的乘车区间与所乘车次不匹配，检票终端提示“区间设置不符”，乘客必须通过铁路12306 App完成乘车区间设置后，检票系统才能按区间筛选并分配席位和冻结票款；如正确设置乘车区间，检票系统按区间筛选并分配席位和冻结票款。

（2）可设置乘车区间。若乘车码无乘车区间，检票系统将以上车站至所乘车次铁路e卡通业务办理车站的最远端作为分配席位和冻结票款的区间；如设置乘车区间，规则同（1）。

（3）不需要设置乘车区间。检票系统对设置和未设置乘车区间的铁路e卡通乘车码均按未设置乘车区间进行检票规则判定。

2.3.2   约号订单判定

铁路e卡通旅客的约号区间与实际发站、到站一致时，检票终端按照约单检票。约号区间与实际发站、到站不一致时，检票规则如下。

（1）约号区间外进站：约号区段为B—C，旅客在A站进站乘车。检票系统拒绝e卡通乘车。

（2）约号区间内进站：约号区段为A—C，旅客在B站进站乘车。约号订单不支持自助检票乘车，需要提供约号单通过人工检票乘车。出站时，需要主动前往补票窗口注销约号，并补登约号订单发站—到站记录。

（3）约号区间内出站：约号区段A—C，旅客在B站出站。约号订单支持出站，但扣除费用为约号订单金额，报销凭证为约号区间及票价。

（4）约号区间外出站：约号区段A—B，旅客C站出站。约号订单不支持出站，需要旅客前往补票窗口按规定完成约号订单，并补收超出区间票款。

2.3.3   刷证模式判定

铁路e卡通旅客开通刷证模式后，在检票终端刷身份证的时候，先判断是否存在电子客票，再判断是否有计次定期票，2种票制均未查到时，才判断是否有铁路e卡通账户，按铁路e卡通业务规则检票。

2.3.4   多种预授权冻结方式

检票终端根据下发的业务参数具备固定或动态预授权冻结票款功能，应用于以下场景。

（1）检票终端对所有车次均按固定金额冻结预授权。

（2）检票终端按照车次动态冻结预授权，即按照旅客上车站至铁路e卡通业务办理车站的最远端冻结预授权，如果旅客设置了乘车区间，按照设定的乘车区间冻结预授权。

（3）如旅客预约取号，按照约号车次的区间票价冻结预授权。

2.3.5   同车接续

检票终端具备同车接续功能，可实现同车底换乘。以贵阳环线为例，对于环线铁路，检票系统可以自动将同一列车不同区段、2个车次组合，形成该车次的同车接续方案。当铁路e卡通旅客所乘车次的同一车底自始发站到达终点站后，会变更车次继续环线开行。对于靠近始发和终到站的铁路e卡通通勤旅客，旅客只需要在车内更换座位即可，无须下车换乘，待车次变更后继续前行。出站后，检票系统自动上传2段行程记录，旅客可打印2个乘车区间的报销凭证^[5]。

2.4   席位库功能优化

2.4.1   席位复用

铁路e卡通旅客检票乘车，在A站检票乘车，在B站检票出站后，席位会自动释放至票库。自B站至终点站前一站上车的其他铁路e卡通旅客，可继续使用该席位检票^[6]。

2.4.2   席位共用

可设置车次席位共用定义，当银通卡用途席位用完时，调用公用、通售、超售用途席位供铁路e卡通旅客使用^[7]。

2.4.3   席位集中

银通卡用途席位不再预下载至检票系统，而是集中至互联网票库。铁路e卡通检票时，检票后台通过参数控制，实现按照铁路局的需求实时获取S、C、D、G字头车次席位，分配席位时，按照银通卡、公用、通售、超售用途依次分配，4种用途席位均为0时，检票终端不予放行^[8]。

2.5   进/出站异常处理系统功能优化

进/出站异常处理系统根据新增的业务设计多种模式下的异常行程处置功能。

（1）约号订单处理。新增约号菜单，售票或到补窗口的工作人员在该菜单下可根据旅客约号日期，选择查询所有、已约号、进站已检、列车已验、出站已检等状态下的约单，支持具备“W”权限的操作员取消约号。

（2）超区间乘车处理。对于设置短乘车区间越站乘车，使冻结的预授权金额无法扣款导致旅客无法正常出站，在车站窗口处理时，可先注销当前车次的行程，再对同车次进行再次扣款操作。

（3）异常存根处理。当客票端或银行端故障导致客票存根无法正常记录时，通过日志备份上传，可消除异常检票存根。

3   关键技术

3.1   软硬件兼容及功能扩展技术

该技术通过标准化接口规范实现铁路e卡通乘车凭证（含二维码及二代身份证）与既有客票系统硬件设备的深度兼容。在研发实施过程中，采用硬件驱动层适配优化、客票系统应用编程接口（API，Application Programming Interface）集成调用及外设接口扩展等技术，完成铁路e卡通新增业务功能的全链路支持，在确保客票系统基础设备复用率的同时，实现业务扩展需求与硬件资源的高效匹配，显著降低设备升级改造成本。

3.2   证件关联银行账户核验与检票一体化技术

该技术通过12306 App实现二代身份证与铁路e卡通账户的安全绑定，构建基于分布式架构的实时数据同步平台。采用开源分布式内存数据库技术，确保12306 App端、检票系统、支付系统及银行间交易数据的毫秒级同步与一致性校验。通过检票终端的智能识别算法，实现多介质检票场景下“一人一证一卡”的精准核验，有效防止重复通行，保障运输安全。

3.3   检票席位动态分配与实时发售技术

该技术实现检票终端与席位库的智能交互，在铁路e卡通检票场景下，基于检票终端获取的乘车区间信息，实时查询并预扣可用席位（含银通卡专用、公用、通售及超售席位）。通过检票终端直接触发席位分配逻辑，除特殊规则外，采用与售票系统一致的席位分配算法，形成“检即售”的运营模式，确保票额资源的高效利用。

3.4   席位预约与智能检票集成

将铁路e卡通预约取号功能深度集成于12306 App架构中，旅客通过12306 App预约席位时，客票系统依据乘车区间、车次、时间及冻结票价生成电子约单，并通过数据库无线访问节点（AP，Access Point‌）完成事务提交，同步实现应用服务器集群的数据镜像^[9]。检票环节采用分布式查询技术，实时检索集群中的约单信息，基于业务规则引擎自动校验预约区间有效性及超程乘车状态，形成预约−检票全链条的智能化处理。

4   应用效果

优化后的铁路e卡通票制方案，充分整合了现有客票系统资源，以12306 App作为业务承载平台，实现了列车席位资源的最大化利用，扩大了应用范围至更多车次，兼容了多种类型的检票终端设备，提供了个性化乘车方式，并且全面考虑了乘车后的异常处理场景。该方案已在中国铁路成都局集团有限公司的121个高铁车站和中国铁路南昌局集团有限公司的111个高铁车站进行了应用试验。试点期间，铁路e卡通日最高开通量达到4.6万张，使用乘车人次达到15万，扫码或刷证乘车的比例较之前提升了20倍。

（1）为了适应旅客的出行习惯，该方案允许铁路e卡通旅客使用身份证作为乘车凭证，通过自助识别证件的方式完成旅行的各项业务。使用身份证检票，能够自动判断旅客是否持有本站进站的电子客票，有效避免了铁路e卡通重复扣留席位和重复支付票款的情况。

（2）该方案还允许旅客在出行计划确定时，预约当日席位，并可在开车前免费取消预约，以保障通勤旅客的乘车需求。同时，为了维护客票销售秩序，限制旅客只能预约当日乘坐列车的席位，当每月取消预约次数达到3次时，将限制旅客当月和下月的预约功能使用，从而降低了旅客取消预约的比例。

5   结束语

本文分析了面向公交化运营的铁路e卡通票制应用效能的制约因素，提出铁路e卡通票制优化方案。采用软硬件兼容、证件关联银行卡账户、席位动态分配等技术，实现了席位资源的最大化利用，提高了铁路e卡通开通量及使用比例，形成对市域铁路、城际铁路、跨铁路局高铁及公交化动车组的场景适配能力。该方案通过技术赋能实现运营效能提升与产品创新双轮驱动，有效增强铁路客运市场竞争力。后续将从扩展应用网络、政企合作票务创新、智能营销体系构建等维度深化研究，持续推动铁路客运服务向智能化、便捷化方向演进。