自助服务起源于20世纪30年代的超级市场概念，Meuter等人^[1]认为，自助服务可视为“一种允许顾客自己生产服务，独立于员工的、直接参与的服务界面”，从而为顾客提供更好、更高效和个性化的服务。随着各类信息技术的发展和顾客服务需求的提高，自助服务技术被应用于众多领域。进入21世纪，同一类业务往往通过拓展到多个自助服务渠道，以扩大顾客的受众面，如银行转账，既可以通过ATM，也可通过网银实现^[2]。传统行业（尤其是交通行业）的业务量剧增，且旅客素质不断提高，催生了一系列自助化服务渠道和设备，并在发展中不断完善，形成了各自的服务体系。

我国铁路客运自助服务技术的发展与中国铁路客票发售和预订系统（简称：客票系统）紧密关联。2004年，铁路部门在广州、湖南地区提供了自助语音电话订票服务渠道，随后该功能拓展至全国各铁路局集团公司（简称：全路）；2008年，随着京津（北京—天津）城际铁路开通运营，研发上线了基于纸质磁介质车票的自动售票机和自动检票机；2012年，研制上线了自助取票机，为旅客在铁路12306互联网售票系统（简称：12306）网站购票后的取票提供便利；2017年，研发上线了基于人像识别技术的自助实名制核验系统和相应闸机。

2020年6月20日，普速列车和车站全部实现电子客票服务，我国铁路进入全面电子客票时代。为实现铁路客票全生命周期数字化管理，提出铁路旅客服务记录（PSR，Passenger Service Record）数据模型，将传统纸质车票购票凭证、乘车凭证、报销凭证3种属性相解耦^[3]，为旅客服务的无纸化、自助化和一体化提供支撑。但随着大数据、人工智能、物联网、边缘计算、第5代移动通信技术（5G，5th Generation Mobile Communication Technology）等技术的发展，当前的铁路客运自助服务技术在设备类型、设备功能及智能化水平等方面与创新技术发展、旅客美好出行需求间还存在差距。因此，亟需开展基于电子客票的客运自助服务体系研究工作，进一步提升旅客服务体验和铁路客运服务水平。

1   自助服务需求分析

本文从自助售票及变更、自助验票、自助检票、自助语音客服4个环节，对基于铁路电子客票的客运自助服务需求进行分析。

1.1   自助售票及变更环节

电子客票以电子信息取代了传统纸质车票，旅客在自助渠道购买车票后，应为其提供明确的车票信息，包括车次、发车时间、车厢、席位等。同时，在旅客出行前还应给予旅客及时的提示，避免其因遗忘而错过乘车出行。旅客行程发生变化时，应可自行从12306 网站、12306 App、自动售票机等渠道进行退票、改签业务。

1.2   自助验票环节

铁路旅客出行实行车票、有效身份证件与乘车人一致性核验的实名制度。电子客票实行后，由于车票载体的变化，自助核验设备应通过可识读证件自动查询旅客购票信息，并进行人像识别，实现“票—证—人”的一致性自助核验进站。当旅客使用不可自动识读证件时，应可通过人工通道完成证件信息的录入及车票核验。

1.3   自助检票环节

铁路车站存在到发车次多、客流周期变化明显的特点^[4]，为保障旅客登乘顺畅、客运生产秩序平稳，车站主要通过先候后检、分时通过、分车次检票进站等措施来隔离客流^[5]，降低检票口的旅客聚集程度，提升旅客通行效率。电子客票实施后，电子信息替代了纸质车票，为保证旅客通行效率，需在车站内设置支持电子客票检票介质的自动检票机，方便旅客持可识读证件自助完成检票乘车；对持不可识读证件的旅客，提供人工检票方式，完成证件信息的录入及检票。未购票的乘车旅客，在出站前需在人工窗口按相关规章办理手续^[6]，再凭身份证件通过自动检票机，完成出站检票。

1.4   语音自助客服环节

18个铁路局集团公司均设立了12306客服中心，部署客服语音平台为旅客提供业务咨询、投诉等服务^[7]，实现集固话、手机、微信等方式于一体的多渠道服务。在全面推广电子客票后，应进一步实现全路各12306客服语音平台间的互联互通，实现旅客出行数据的资源共享。在服务方式上，客服语音平台还应进一步提供语音导航、人工客服、智能问答等接待方式，并应根据咨询的业务分类自动转接到相关业务部门处理，进一步实现客服业务的自助化办理。

2   自助服务体系设计

2.1   服务体系设计方案

随着我国高速铁路的快速发展、“八纵八横”的高速铁路网初步建成，客流大幅增加，高速铁路发车密度大、单趟列车旅客数量多、短时客流积聚等特点凸显。为保障站内秩序、方便旅客出行，推行以自助服务为主、人工服务为辅的客运组织模式，进一步提升客运作业效率和旅客服务体验。铁路客运自助服务的推行，需结合客票系统业务特点，攻克效率、安全和用户体验等多方面难题。本文提出的基于铁路电子客票的客运自助服务体系设计方案如图1所示。

图  1  基于铁路电子客票的客运自助服务体系方案

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铁路客运自助服务体系以分布于全路各个客运车站的自助装备为基础，依托既有的高并发交易处理、多线程硬件控制、实名制验检快速处理、分布式多重实名制实时核验、基于深度学习的语音识别等自助服务关键技术，结合电子客票实施情况进行技术优化，为旅客提供自助售票、验票、检票、语音客服等全流程自助服务。

2.2   业务流程设计

铁路客运自助服务体系架构分为中国国家铁路集团有限公司（简称：国铁集团）、铁路局集团公司和车站3级。

（1）国铁集团级电子客票、PSR、人像比对、电子客票识别码等集群为全路各渠道提供统一的票务服务，其中，电子客票集群存储全渠道销售的电子客票数据，在电子客票发售时自动生成；PSR集群汇聚旅客乘车信息，为车站内的验检票提供快速的数据查询服务；人像比对集群为旅客在全渠道的自助办理业务提供人像比对及算法更新服务；电子客票识别码集群通过二维码生码服务，为12306 App刷码检票及打印行程信息提示提供二维码信息。

（2）铁路局集团公司级主要为车站内的各类自助设备提供国铁集团级的接入服务，实现对自助设备数据的管理，如自助设备信息和运行参数的定义、设备运行状态监控和运行数据统计等。

（3）车站各类型自助设备，面向旅客提供车票的自助购买或变更、自助实名制核验和进出站自助电子客票检票服务。

电子客票业务自助办理均采用联机方式，车站各类自助设备通过铁路局集团公司服务器与国铁集团级集群进行数据交换和业务处理。自助购买电子客票、自助实名制核验、自助检票业务简要流程如图2所示。

图  2  部分客运自助服务简要流程

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旅客自助购买电子客票时，自助售票机通过铁路局集团公司自动售票服务器将购票信息记录到国铁集团电子客票集群内，同步生成PSR数据，并从电子客票识别码集群内获取识别码信息，实现旅客行程信息提示、打印。自助实名制验票时，自助设备读取旅客证件信息后，通过铁路局集团公司级自助实名制核验服务器访问国铁集团级PSR数据，在查询到车票数据后，核对旅客人像与证件内照片的一致性，比对通过后允许旅客进站；为不断提升识别的准确性，设备内的人像比对算法将定期在人像比对集群内进行更新升级。自助检票时，自动检票机通过自动检票服务器访问PSR数据，核对车票信息与开检车次的一致性，同时通过修改电子客票数据的状态为“已检票”，防止车票被重复检票

3   自助服务优化技术

随着铁路电子客票的全面实施，客运自助服务需要在自助功能、硬件设备、数据互联等方面进一步优化。

3.1   自助售票服务技术

3.1.1   自助购票功能优化

电子客票取代纸质车票后，自动售票机为旅客提供是否接收手机短信的选择，旅客可在购票时选择预留手机号码，或使用系统内预存的手机号码接收行程信息短信，如图3（a）所示。为使商务出行旅客可便捷地获取报销凭证，自动售票机在售票过程中增加了打印报销凭证的功能，如图3（b）所示，旅客可在购票时自助获取报销凭证；自动售票机的主界面上也增加了打印报销凭证的入口，旅客也可在乘车后的规定时间内打印报销凭证。

图  3  旅客选择预留手机号码和打印报销凭证界面

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3.1.2   自动售票机具优化

电子客票发售时，采用行程提示信息替代传统纸质车票的方案，方便旅客记忆车次、开车时间、席位等信息。为保障自动售票机有充足的能力为旅客提供行程信息打印服务，重新设计了凭条打印机的物理结构，使其具有双路供纸功能，在一卷纸卷用尽后，可自动切换为备用纸卷继续提供打印服务。

3.2   自助验、检票服务技术

3.2.1   基于静默活体检测的人像识别技术

人像信息作为电子客票的载体之一，具有生物特征强、采集方式直接、结果准确可靠等特点。静默活体检测技术主要通过屏幕拍摄的摩尔纹、纸质照片反光等细节信息进行判别^[8]，该技术具有速度快、非配合式、非接触式等特点，硬件依赖程度小、算法升级容易，更利于铁路大规模推广应用。通过在车站自助实名制核验闸机上应用静默活体检测技术，可在验、检票过程中人像识别时有效判别旅客持电子或纸质图片进行检测的情况，对防止“人脸欺诈”、落实“实名制”乘车要求、提升铁路运输安全性起到重要作用。

3.2.2   检票码检票技术

电子客票检票码是一种可定时自动更新的二维码^[9]，作为电子客票特有的载体形式之一，具有使用方便、高效安全的特点。为实现旅客凭检票码自助检票进站，自动检票机内设有二维码扫描模块，在扫描到旅客12306 App显示的检票码后，通过内置解密模块对检票码内信息进行还原，获得旅客的身份及车票等信息，再将部分关键信息通过检票服务器上传至国铁集团级电子客票集群中，进行电子客票信息查询和状态验证。在此过程中应用了基于一致性哈希的铁路电子客票散列存取算法和多维融合、双向寻址算法等数据处理方法，保障检索效率和准确性。

旅客在检票环节使用电子客票检票码，可减少出行过程中使用身份证的频次，避免证件丢失，解决因旅客翻找身份证件而引起的检票口拥堵问题，提高车站检票口乘降效率、保障运输生产秩序、提升旅客出行体验。

3.2.3   检票计划动态更新优化

自动检票机开始检票和停止检票时间需要与列车实际运行时间相对应，以确保客运生产组织平稳有序运行。高速铁路车站自动检票机能根据旅客服务系统集成管理平台提供的列车在途信息动态调整检票时间，但普速车站多未建设旅客服务系统集成管理平台，无法及时获取列车实际运行时间。为解决普速车站检票计划难以随列车运行实际自动调整的问题，通过与旅客服务与生产管控平台（简称：管控平台）对接^[10]，由管控平台将全路普速列车的早晚点信息推送至国铁集团的数据分发服务器，再由数据分发服务器将早晚点信息推送至自动检票系统，完成对检票计划开检时间的动态调整。

3.3   语音自助客服技术

为提升12306客户服务质量、解决人工客服的服务时间受限、高峰期线路忙、答复口径难以统一等问题，在国铁集团级新建客服语音平台构建包含常用语、注册、登录、改签、退票、实名制、挂失补、进站乘车等方面的双语语料库，通过业务、操作、属性三元组建立铁路客服知识图谱，实现客服领域知识库的快速检索。同时，基于人工智能技术实现语音识别、语义理解、声纹识别及语音合成等功能，向旅客提供智能语音客户服务。

4   结束语

随着基于铁路电子客票的客运自助服务在全国客运车站全面推行，本文基于 “购票—进站验票—乘车检票—出站检票”的流程进行自助服务需求分析，给出铁路客运自助服务体系的设计方案和业务流程，并阐述自助服务的相关优化技术，进一步提升铁路旅客服务体验、客运作业效率和客站服务品质。随着铁路自助服务技术和装备的快速发展，必将促进铁路客运自助服务的高质量发展。