鐵路售票廳排隊叫號系統設計與實現

付志霞，王然然，劉 偉，萬國睿

（北京經緯信息技術有限公司,北京 100081）

隨著人們生活水平的不斷提高，旅客出行需求與日俱增，對出行工具的舒適度、價格和服務等方面都有了更多的期待。作為重要的交通工具之一，鐵路運輸因其高性價比而深受旅客青睞[1-3]?；疖囌臼燮睆d作為鐵路運輸車站服務的一個部分，如何利用信息化技術提高火車站售票廳售票效率也是研發人員的關注點，智能出行更是成為鐵路旅客服務新的研究方向。單杏花等人[4]設計實現了快速線上購票平臺和智能檢票系統，旅客只需要攜帶身份證即可刷證進站；賈利梅[5]設計了基于Anylogic 的火車站售票排隊系統仿真模型，分析了如何有效設置辦理窗口數量，提高鐵路售票廳效率；石英男等人[6]設計并實現了基于Linux 平臺的銀行排隊叫號系統，通過智能化的排隊叫號系統解決銀行工作人員辦理效率低的問題。售票廳旅客滿意度、辦理業務類型和數量等信息對車站的運營管理至關重要，目前，鐵路售票廳的窗口售票業務信息與上層管控平臺之間缺乏有效的信息聯動系統，導致無法實現信息的高效整合與利用。

基于此，本文設計并實現了鐵路售票廳排隊叫號系統，旨在整合車站綜合信息，平衡資源分配，提高車站售票管理水平。

1 系統設計

1.1 總體架構

鐵路售票廳排隊叫號系統總體架構分為表現層、業務邏輯層、數據訪問層和數據層，各層之間互為依托，又互相聯系，如圖1 所示。

圖1 鐵路售票廳排隊叫號系統總體架構

1.1.1 表現層

表現層主要是用于用戶交互，實現用戶交互功能，主要由QT 中的控制器（Controller）、視圖（View）、模型（Model）實現。

1.1.2 業務邏輯層

業務邏輯層主要是實現外部系統的業務集成和數據傳輸，為上層提供業務訪問服務。終端設備通過統一接口平臺與后臺服務器通信，后臺服務器接入車站綜合管控平臺進行數據聯動管理。包括取號、叫號、評價、主控、顯示和數據分析等6 個模塊。

1.1.3 數據訪問層

數據訪問層主要是對數據的訪問進行抽象封裝。采用Hive 數據倉庫作為主要存儲。主要包括實體封裝、事務管理、連接池等模塊。數據訪問包括命令行接口（CLI，Command Line Interface）、JDBC/ODBC和Web 用戶接口（WUI，Web User Interface）等3種模式，方便不同用戶查詢使用。

1.1.4 數據層

數據層主要用于存儲字典數據、系統配置數據等基礎數據。Hive 將元數據存儲在數據庫中，元數據存儲有內嵌Derby、直連數據庫、遠程服務器等3種模式，分別對應不同應用場景。

1.2 系統組成

鐵路售票廳排隊叫號系統組成如圖2 所示，主要由取號機、評價器、呼叫器、顯示屏、呼叫服務器和管理機組成。旅客通過取號機排隊取號；窗口工作人員通過呼叫器叫號和重叫；叫號服務器處理、記錄排隊信息，并響應叫號方進行智能分配窗口辦理；由吊屏、立屏顯示及廣播語音進行提示。本文系統支持多個售票廳同時工作。

圖2 鐵路售票廳排隊叫號系統組成

為了提供安全和持續性服務，本系統叫號服務器、取號機均采用Linux 系統，不但可支持x86 架構、arm 架構、mips 架構，也支持risc-v 等開源架構，不受硬件系統CUP 架構限制，提供穩定可持續的技術支持。評價器、叫號器、吊屏顯示屏均采用輕量級的Andriod 系統。

1.3 核心業務流程

主要包括取號和叫號兩個核心業務流程。

1.3.1 取號流程

乘客在排隊叫號終端選擇辦理業務，并點擊取號，叫號服務器收到請求后根據辦理業務類型派號并入庫記錄，排隊叫號終端同時打印排號單據。單據內容包括車站、號碼、業務類型、受理窗口號、等待人數、提示、時間等信息，如圖3 所示。

圖3 取號流程

1.3.2 叫號流程

員工點擊呼叫器叫號/重呼按鍵進行叫號；服務器接收叫號請求，根據業務類型及窗口號提取相應號碼派發任務；請求窗口呼叫器顯示叫到的號碼及等待人數；請求窗口掛屏顯示叫到的號碼及辦理窗口號；信息顯示屏更新顯示信息；同時，進行語音廣播；服務器更新數據庫數據。叫號流程如圖4 所示。

圖4 叫號流程

2 系統功能

鐵路售票廳排隊叫號系統，基于計算機信息網絡通信技術，對排對旅客及窗口工作人員的信息進行管理，合理分配窗口。主要包括取號、叫號、旅客評價、信息顯示、后臺信息管理等5 個功能模塊。用戶分為超級管理用戶和普通用戶兩種，其中，超級管理用戶可對設備進行參數配置和下載數據。

2.1 取號功能

乘客使用取號機取號，取號業務類別包括售票、退票、改簽和臨時制證等。

2.2 叫號功能

空閑窗口工作人員操作鐵路售票廳排隊叫號系統進行叫號，該系統分析后通過語音廣播提示排到的乘客，支持重復叫號。后臺記錄辦理工作進度，并生成報表。對各辦事窗口工作數據進行統一采集、存儲及管理，為效率統計分析、人員績效目標考核評估等模塊提供全面、真實、有效的數據。

2.3 旅客評價功能

業務辦理結束后，旅客可通過評價器對服務進行評價，評價等級分為很滿意、滿意、一般、不滿意等4 種。

2.4 信息顯示功能

信息顯示包括顯示屏文字顯示和語音播報顯示兩種方式。其中，顯示屏顯示可通過掛屏和立屏兩種終端進行業務辦理信息顯示。語音播報包括中央廣播和獨立廣播兩種模式，適用于寬敞、喧鬧、客流量大的售票廳環境。

2.5 后臺信息管理功能

后臺信息管理主要包括評估、資源分配、數據上傳車站智能綜合管控平臺。實現工作人員信息管理，開班、退班管理，工作量記錄及工作認可度評估報表等功能。

3 關鍵技術

3.1 語音合成技術與實時廣播

鐵路售票廳排隊叫號系統采用高級Linux 聲音架構（ALSA，Advanced Linux Sound Architecture），通過引入Pulseaudio+Echo 技術實現文本轉語音功能。Pulseaudio 具有良好的可移植性，可以在Linux/Windows 操作系統中運行[7-11]，適用于人流量大、環境嘈雜、實時性要求不高的叫號廣播場景。車站環境較為復雜，不可避免發生對實時性要求高的應急事件，因此，采用實時廣播技術，以便工作人員在應急處理時實時喊話。實時廣播通過傳輸語音字節流到取號機，取號機將字節流轉換成語音直接廣播，此方式延遲在毫秒級別，成為應急處置的有效輔助工具。

3.2 數據庫可視化分析

通過Hive 數據集市對受理業務類型、數量、受理時間等數據進行可視化分析，將結果以圖表的方式直觀展現，如圖5 所示。管理者可以清晰地觀測到整個售票廳及員工工作數據變化，輔助決策。

圖5 統計數據顯示

3.3 智能分析與預測

目前，鐵路售票廳排隊叫號系統叫號規則簡單，采用人工判斷窗口業務增減，導致業務辦理時效性差、新增窗口業務類型與客觀業務需求類型不符等問題出現。本文通過累計旅客辦理數據，采用樸素貝葉斯（NB，Naive Bayes）算法分析出每個辦理業務的需求概率，據此調整開放窗口的時間和數量，并預測業務量，降低了人員成本，節約了資源。

4 系統應用

鐵路售票廳排隊叫號系統在某車站進行了試點，本次試點為期一個月。本系統整合了車站綜合信息，平衡了售票窗口資源分配，提高了車站售票管理效率和水平。

（1）管理人員通過柱狀圖及生成統計報表的方式實時觀察售票廳人流量，動態調整開放窗口數量。該車站原來開放售票、退票、改簽、臨時制證等4個業務窗口，應用本系統后，只需要開放2 個綜合窗口即可辦理所有業務，顯著減少了窗口資源的浪費，控制了人員成本。

（2）根據本系統提供的辦理人數、累計時間、單次處理時間及乘客對辦理員工工作態度評價等數據，管理人員可以對工作人員業績進行量化考核。實現了公平、公開、公正的獎懲制度。

（3）該車站的智能綜合綜合管控平臺通過本系統接口可接收售票廳辦理業務信息，管理人員在總控室即可通過廣播系統調配售票窗口資源。

5 結束語

本文設計了一套基于Linux 平臺的鐵路售票廳排隊叫號系統，實現了取號、叫號、旅客評價、信息顯示、后臺信息管理等功能。通過接口對接實現了鐵路售票廳與車站綜合管控平臺數據聯動。中央廣播與獨立廣播兼用的模式設計更好地適應各種嘈雜的售票廳環境。下一步將深入研究多售票廳視頻聯動優化方案，讓旅客在窗口購票更加便捷，進一步提升車站售票管理效率。