（交通信息工程及控制专业论文）城际客运专线收费系统.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 我国铁路进入了前所未有的大发展阶段，其中建设城际客运专线是 其重要内容，提高铁路智能化程度是其必然趋势。城际客运专线收费系 统是铁路智能交通系统( i n t e l l i g e n tt r a n s p o r ts y s t e m s ，i t s ) 的重要组成 部分，本文研究该系统时设计了将i c 卡用于乘客i d 标识和乘车行程标 识，完成了票务实名制和乘客信息综合管理功能，实现了“先乘车消费， 再据实付费”的智能化收费新理念，并为乘客远程自助订票提供了方便。 票务实名制的核心功能是增强列车运行中对乘客进行有序管理，并 防止客运高峰期趁机倒票贩票行为。设计时将“一人一卡，一卡一座， 有序公平分配座位 的智能化处理作为收费系统的基本前提，乘客购卡 时凭真实资料建立自己以卡号为标识的综合信息帐户和预存费用帐户。 刷卡上车时记录卡号和出发里程信息，下车刷卡时记录对应卡号的终点 里程信息。系统根据里程差和收费单价计算乘车费用，并从相应帐户中 自动扣除。当帐户中余额低于某一限额时，乘客向帐户充值。列车管理 员可以通过卡号将乘客静态信息和乘车动态信息联系起来，掌握本次列 车乘客的组成结构和状态，便于有针对性地提供乘车服务或在出现突发 事件或紧急情况时能够有效组织乘客应对。若有通缉在逃犯可能乘车 时，系统能够全线追查。 本文设计的收费系统不需要乘客排队买票。即使是客运高峰期，乘 客在家里上网输入卡号，选择车次和出发站就可预订座位。系统为防止 一些人利用此便利恶意订票、退票，造成座位资源不能有序分配，设置 了对“订票不乘车、订票又退票 行为的处罚功能。 如果此系统用于我国铁路客运收费，能够解决铁路客运当前面临的 一些问题，但需要进一步开发出i c 卡的双向同步读取功能和显示功能， 并改进外观设计。 关键词城际客运；收费；乘客；i c 卡 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 i 页 a b s tr a c t a so u tc o u n t r yr a i l r o a de n t e r e dt h eu n p r e c e d e n t e dd e v e l o p m e n ts t a g e ，t h e c o n s t r u c t i o no ft h ei n t e r c i t yp a s s e n g e rt r a n s p o r t a t i o ns p e c i a ll i n eb e g i nt os h o w i t si m p o r t a n c e ，a n dt h ee x a l t a t i o no fr a i l r o a di n t e l l i g e n c eb e c o m e si t sd e v e l o p i n g t r e n d ，t o o t h ei n t e r c i t yp a s s e n g e rt r a n s p o r t a t i o ns p e c i a ll i n ec h a r g e ss y s t e mi s t h e i m p o r t a n tp a r t o ft h er a i l r o a d i n t e l l i g e n c et r a n s p o r t a t i o ns y s t e m ( t h e i n t e l l i g e n tt r a n s p o r ts y s t e m s ，i t s ) t h i sp a p e rd e s i g n e dt oa p p l yi cc a r dt ot h e p a s s e n g e r s i da n dt h e i rt r a v e l r o u t em a r k i n g ，c o m p l e t et h ec o m p r e h e n s i v e m a n a g e m e n tf u n c t i o no ft h et i c k e t s s o l i ds y s t e ma n dp a s s e n g e r si n d i v i d u a l i n f o r m a t i o n , t h ei n t e l l i g e n c et h a tc a r r i e do u tt h en e wp r i n c i p l eo fc h a r g e s , t h a ti s , t h ec o n s u m p t i o nf i r s t , t h e np a ya c c o r d i n g l y ，a n dp r o v i d et h ec o n v e n i e n c ef o r p a s s e n g e r s l o n gr a n g es e l f - h e l pb o o k i n g t h ec o r ef u n c t i o no ft h et i c k e t ss o l i ds y s t e mi st os t r e n g t h e nt h eo r d e r e d m a n a g e m e n to fp a s s e n g e r s ，a n dp r e v e n tt h eh a p p e n so fs o m ei l l e g a lv e n d o ro f t i c k e t si nt h ep e a l 【t i m eo fp a s s e n g e rt r a n s p o r t a t i o n t h i sd e s i g n sb a s i cp r e m i s e i st h ei n t e l l i g e n tm a n a g e m e n tw h i c hh o l dt h ep r i n c i p l eo ft h e o n es e a t ，o n ec a r d ， o r d e r l ya n df a i r f u la l l o t m e n to fs e a t w h e np a s s e n g e r sb u yc a r d ，谢t ht h e i rt r u e p e r s o n a ld a t a , t h e ys h o u l db u i l du pt h e i rc o m p r e h e n s i v ei n f o r m a t i o na c c o u n ta n d p r e - s a v i n gb a n ka c c o u n tw h i c hm a r k e db yt h e i rc a r dn u m b e r b yb r u s h i n gt h e c a r d , t h ed a t a b a s eo ft h i ss y s t e mc a l lr e c o r dc a r dn u m b e ra n dt h ec o n c e r n e d s t a r t i n go rt e r m i n a lm i l e a g ei n f o r m a t i o nw h e np a s s e n g e r sg e to n o ro f ft h et r a i n a c c o r d i n gt o t h em i l e a g ea n du n i tp r i c e ，t h e s y s t e mc h a r g e sa n dd e d u c t s a u t o m a t i c a l l yf r o mt h ep a s s e n g e r sp r e s a v i n gb a n ka c c o u n ta c c o r d i n g l y w h e n b a n ka c c o u n ts u r p l u si sl o w e rt h a ns o m eq u o t a , p a s s e n g e r ss h o u l dd e p o s i ts o m e m o n e yi n t oi t t h em a n a g i n gp e r s o no ft h er a i l r o a d ，b yc o m b i n i n gt h es t a t i c i n f o r m a t i o no ft h ec a r dn u m b e rw i t ht h ed y n a m i ci n f o r m a t i o no ft h et r a v e l i n g ， g r a s p i n gt h ep a s s e n g e r s c o n s t i t u t i o ns t r u c t u r eo ft h i st r a i n , t oa i m a tp r o v i d i n g c o r r e s p o n ds e r v i c e o ro r g a n i z et h ep a s s e n g e rt od e a le f f e c t i v e l y 、柝t l ls o m e u r g e n tp r o b l e m s i fs o m ee s c a p e dc o n v i c tl u r k e d i n t h i st r a i n , s y s t e m 啪 i n v e s t i g a t ea u t o m a t i c a l l ya n dw h o l l y t h ec h a r g e ss y s t e md e s i g n e db yt h i sp a p e r ( 1 0n o tn e e dp a s s e n g e r st ol i n e u pt ob u yt h et i c k e t e v e ni nt h er u s hh o u r s ，l o g g i n go n t ot h ei n t e r a c t , t h e 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 l l 页 p a s s e n g e r sa th o m e ，b yi n p u t t i n gt h ec a r dn u m b e r , c r nr e s e r v es e a t s 晰t l lc h o i c e o ff l i g h ta n dt h es t r a t i n gs t a t i o n t h es y s t e m ，t op r e v e n ts o m em a l i c eb o o k i n g a n dr e f u n d i n g ，d e s i g n e ds o m ep u n i s h m e n tf u n c t i o nt oc o p ew i t ht h et r o u b l e o f - m a k i n gb e h a v i o ro f b o o kt i c k e tb u tn o tt og e to n ，h a v i n gb o o k e db u ta s kf o r r e f u n d i n gt h e n t h i s s y s t e m ，i fp u t i n t ou s ei no u r c o u n t r y s r a i k o a d p a s s e n g e r t r a n s p o r t a t i o nc h a r g e s ，啪r e s o l v es o m ep r o b l e m st h a tt h er a i l r o a dp a s s e n g e r t r a n s p o r t a t i o n i s f a c i n g 砒p r e s e n t , b u tt h e f b g t h e r d e v e l o p m e n t o fa b i l a t e r a l - d i r e c t i o n e di cc a r dw h i c hc a l ls y n c h r o n o u s l yr e a da n dm a n i f e s t f u n c t i o n , a n dt h ei m p r o v e m e n to ft h ee x t e r n a la p p e a r a n c ed e s i g ni sa l s on e e d e d k e y w o r d s ：i n t e r c i t yp a s s e n g e rt r a n s p o r t a t i o n ；c h a r g e s ；p a s s e n g e r ；i cc a r d 西南交通大学曲南父逋大罕 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部 或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等 复印手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于， 1 保密口，在年解密后适用本授权书； 2 不保密囵，使用本授权书。 ( 请在以上方框内打“) 指导老师签名： 日期：抄髟 西南交通大学学位论文创新性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研 究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任 何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出 贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本 声明的法律结果由本人承担。 本学位论文的主要创新点如下： 设计了将i c 卡用于乘客d 标识和乘车行程标识，完成了票务实 名制和乘客信息综合管理功能，实现了“先乘车消费，再据实付费” 的智能化收费新理念，并为乘客远程自助订票提供了方便。 西南交通大学硕士研究生学位论文第l 页 1 1 背景及意义 第1 章绪论 我国铁路发展经历了1 0 0 多年的历史，但在过去很长一段时间内，我国 铁路一直沿用客货共线的运输模式。随着国民经济发展和人民物质文化生活 水平不断提高，这种运输方式越来越难以满足社会需要。特别是在连接大中 城市和工业基地的繁忙干线，运输负荷始终高居不下，客货互争能力的矛盾 显得十分突出。连接我国南北、东西的京沪、京广、京哈、陇海( 徐州至西 安) 、沪杭、浙赣六大繁忙干线线路总长7 1 7 7 公里，占国家铁路的1 2 1 ； 完成旅客周转量占国家铁路的5 0 1 ：完成货物周转量占国家铁路的3 4 3 ； 运输密度为全国铁路平均值的3 1 倍，是俄罗斯的5 倍、日本的6 倍、美国 的7 倍、德国的2 0 倍、英国的2 2 倍；大部分区段基本处于饱和状态，运输 能力利用率已经达到1 0 0 ，运输密度为世界第一，但这是以巨大的牺牲为 代价的。如京沪线，以全国2 的营业线路，完成了全国1 0 2 的旅客周转 量和7 6 的货物周转量，成为中国乃至世界上客货运输最繁忙的干线铁路。 之所以能完成如此繁忙的运输任务，是靠牺牲货运保客运、牺牲短途保中长 途、牺牲服务质量换取运输能力等非正常措施取得的。每年春运、暑运、“五 一一、“十一 等客流集中的1 2 0 多天时间里，都必须采取“压货保客 等 非正常措施来限量运输。如春运期间京广铁路南段每天开行1 4 0 对客车，除 3 对去往香港的快运列车外，其他货车全部停开。这种保客不能保货、顾首 不能顾尾、捉襟见肘的运输能力，给一些工矿企业正常生产带来了不利影响。 未来较长时期，随着全面建设小康社会的不断推进，国民经济将持续快 速增长，工业化、市场化、城镇化进程逐步加快，人口和大型经济实体集聚 于交通干线的现象还将加剧，旅客货主对运输快捷舒适、经济便利、安全正 点等方面的质量要求越来越高。上述繁忙干线客货共线模式将制约了运输质 量的提高和服务质量提升。无法满足基本的运输需求，在一定程度上会制约 这些地区的经济社会发展。 建设客运专线，提高铁路运输智能化程度，既是世界铁路发展的方向， 也是我国铁路改变客货共线运输局面，高速度、大幅度扩充运输能力，为经 济快速发展提供强有力运输支撑的战略需要。 在连接大经济区、大城市的繁忙干线修建智能化程度较高的城际客运专 线( i n t e r e i t yd e d i c a t e dp a s s e n g e rr a i l w a yl i n e ，i d p r l ) ，可以大大缓解大通道 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 运能紧张状况，对于促进经济发展和提高人民生活水平意义重大。 首先，繁忙干线建设客运专线，实现客货分运，能够大幅度提高铁路运 输能力，满足全面建设小康社会的运力需要。建设客运专线，不仅可以转移 既有线上大部分客车，而且还可以满足增量运输的需求，特别是能够腾出既 有线能力用于发展货物重载运输，迅速形成高速度、大能力、安全畅通的运 输通道，适应日益增长的运输需要。 其次，繁忙干线建设客运专线，可以提升城市的集聚功能和辐射能力， 使大城市更好地发挥中心城市的作用，同时推动沿线中间地带现有城市高速 发展和功能升级，增强人、财、物吸纳能力，促进新的小城镇生成和发展， 加快我国城市化的整体进程。 再次，繁忙干线建设客运专线将使铁路速度和服务实现质的飞跃，提升 我国铁路发展水平。客运可实现大容量、高速度、高频率，大大缩短旅行时 间，特别是在运输高峰时期，可以用几分钟间隔密集大量发车，为旅客提供 更安全、快捷、方便、舒适的服务；货运可实现“大宗物资直达化，高值货 物快速化 ，降低铁路社会成本，满足旅客货主越来越高的多层次、多样化 服务需求。在创造良好社会经济效益同时，铁路路网运输效率和投资效益将 进一步提高，有利于实现铁路可持续发展。 自2 0 0 0 年以来，经济发达的珠三角、长三角等地区相继提出修建城际高 速铁路网的计划，构建一小时经济圈。在铁道部等国家部委调控下，各高速 铁路网相继开工，并统一纳入中国中长期铁路网规划，根据铁道部的规划， 中长期内我国的高速铁路、客运专线将形成“四纵 、“四横 、三个城际 网的局面。 按照中长期铁路网规划，“十一五 期间，铁道部规划安排4 8 个新开 工项目，建设总投资规模达数千亿元，将完成9 8 0 0 公里客运专线建设任务， 其中时速在3 0 0 公里以上的达5 4 5 7 公里。将建设京沪、京广、京哈、沈大、 陇海等客运专线，列车时速达到2 0 0 公里至3 0 0 公里：建设京津、沪宁、沪 杭、宁杭、广深、广珠等大城市群的城际轨道交通系统，列车时速达到2 0 0 公里以上。这在中国铁路发展史上是前所未有的，在世界铁路发展史上也绝 无仅有。 1 2i t s 国内外发展概况 铁路客运专线以其自身具有的节能、环保、安全、舒适、快捷等诸多优 势，越来越受到世界各国政府的高度重视。发达国家普遍把建设客运专线作 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 为发展智能交通系统的重要内容，并纳入铁路发展战略规划。 智能交通系统( i n t e l l i g e n tt r a n s p o r ts y s t e m , 简称i t s ) 是一个广泛包括 各种技术的统称，是在较完善的道路设施基础上，将先进的计算机、电子技 术、信息技术、传感器技术和系统工程技术集成，运用于地面交通的实际需 求，建立起全方位、实时准确、高效的地面交通系统。它能使交通基础设施 发挥出最大的效能，提高服务质量，使社会能够高效地使用交通设施和资源， 从而获得巨大的社会经济效益。智能交通系统不但可能解决交通的拥挤，而 且对交通安全、交通事故的处理和救援、客货运输管理、收费系统等方面都 会产生巨大的影响。 智能交通系统的早期构想是由美国在六十年代提出的。目前，世界上已 形成了美国、日本、欧盟三大i t s 研究开发基地，除此之外，亚洲的韩国、 新加坡和我国的香港特区i t s 发展水平也较高。 6 0 年代末期，美国的e r g s ( e l e c t r o n i cr o a dg u i d a n c es y s t e m ) 项目开 始了世界上最早的i t s 开发研究。之后美国集中了国内各种力量，并在政府 和国会的参与下，成立了i t s 的领导和协调机构，于1 9 9 1 年制订了综合陆上 运输效率化法( 即所谓的冰茶法案，l s t e a ) ，并拟订了2 0 年发展计划，总 投资预算4 0 0 亿美元。目前，美国在智能公共交通领域独树一帜，已建立起 相对完善的车队管理( 通讯系统、地理信息系统、车辆自动定位系统、乘客 自动计数系统、公交运营软件系统、交通信号优先系统) 、公交出行信息( 出 行前公交信息系统、车站路边的公交信息系统、车上公交信息系统、综合乘 客信息系统) 、电子收费和交通需求管理技术等四大系统及多个子系统及技术 规范标准。并于1 9 9 7 年8 月在圣地亚哥到洛杉矶之间建成了第一条长8 英里 的试验示范线路。1 9 9 5 年3 月美国交通部首次正式出版了”国家智能交通系 统项目规划”，明确规定了智能交通系统的7 大领域和2 9 个用户服务功能， 并确定了到2 0 0 5 年的年度开发计划。其中7 大领域包括：出行和交通管理系 统、出行需求管理系统、公共交通运营系统、商用车辆运营系统、电子收费 系统、应急管理系统、先进的车辆控制和安全系统。应用发展较快的几个方 面分别是：车辆安全系统( 占5 1 ) ，电子收费( 占3 7 ) ，公路及车辆管理 系统( 占2 8 ) ，实时自动定位系统( 占2 0 ) ，商业车辆管理系统( 占1 4 ) 。 日本的智能交通系统起步较晚，但由于政府重视，其发展和推进速度却 相当快。日本城市公共交通系统智能化的发展过程经历了3 个阶段：7 0 年代 末开始应用的公共汽车定位系统，即公共汽车接近显示系统；8 0 年代初开始 应用的运行管理系统，其中包括乘客自动统计、运行监视和运行控制；9 0 年 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 代初开始应用的综合管理系统，其中包括后勤业务改进和经营支援系统。日本 组成了由四省一厅参加的全国统一智能交通系统开发组织( v e r t i s ) ，并于 1 9 9 6 年制定了“推进i t s 总体构想 ，并推出了一个投资运算7 8 兆亿日元， 为期长达2 0 年的发展计划，包含了智能子系统部分应用、改善基础设施建设 及系统和产品的研究开发。同时日本国内丰田、三菱、东芝等1 0 0 多家企业 也联合设立智能运输系统的开发和经营机构，加大智能交通产品开发的力度。 近年，日本投入了1 5 亿日元开发了全国公路电子地图系统，打开了车辆电子 导航市场。 欧盟对i t s 的研究、开发也不甘落后，1 9 8 5 年，欧共体1 9 个成员国为 主的政府与民间企业组织合并后，共同推进智能运输系统的发展，并更名为 欧洲道路运输信息技术实施组织( 1 耐c 0 ) ，总开发投入5 0 亿美元，实施智 能道路和车载设备的研究发展计划。1 9 8 6 年欧洲民间联合操作了欧洲高效安 全交通系统计划( p r o m j ：t h e u s ) ，之后在政府介入下1 9 9 5 年启动了 p r o m o t e 计划。1 9 9 6 年2 月底，欧共体事务总局1 3 局第一次公布了t - t a p 征集的具体7 4 个子项目。至今，已有相当一部分的研究成果投入到实际的应 用当中，并为使用者带来了可观的经济效益。 韩国的智能交通系统示范工程选在光州市，该工程预计耗资1 0 0 亿韩元 ( 1 2 5 0 万美元) ，选取了交通感应信号系统、公交车乘客信息系统、动态线路 引导系统、自动化管理系统、即时播报系统、电子收费系统、停车预报系统、 运行中测重系统。智能交通系统中心建立了9 项内容进行开发和检测智能交 通系统技术和效益，并以此验证智能交通在韩国的适用性。新加坡已拥有先 进的城市交通管理系统，该系统除了城市交通控制系统传统的功能如信号控 制、交通检测、交通诱导和交通信息外，还包括用电子计费卡控制车流量。 它是利用一张插在汽车挡风玻璃上的电子计费卡，当车辆通过要收费的拥挤 路段或区域时，装在路口铁架上的扫描器就会产生感应，费用也就自动从卡片 的信用额度扣除。在高峰时段和拥挤路段，还可以自动提高通行费，从而尽 可能合理地控制道路系统的使用效率。香港早在1 9 7 7 年就在九龙设置了一套 电脑化区域交通控制系统，现在全港约有3 2 0 组交通灯由电脑控制，有利于车 辆尽快通过交叉口的时间。此外，香港电台、电视台每天都要发布几次交通 信息，为司机提供最新交通资料。公路上所有车辆都配有无线对讲机，随时向 公司报告行车情况并接受公司的行车指示。 世界发达国家铁路通过i t s 技术的广泛渗透和关联带动作用，使铁路在 较高的起点上，以全新的方式，用较短的时间，展现了全新的面貌。以高信 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 息化和快速技术为支撑的铁路客运专线，成为最安全的现代高速交通运输方 式。它配备信息化程度很高的诊断、监测、预警设备和科学养护维修，构成 了客运专线完善的安全保障系统；它采用先进的列车运行控制系统，能够保 证前后两列车必要的安全距离，有效防止列车追尾及正面冲撞事故，使列车 最小行车间隔可达三分钟，列车密度可达每小时2 0 列，列车定员可达1 6 0 0 一 1 8 0 0 人列，理论上每小时最大输运能力可达2 3 2 0 0 0 2 3 6 0 0 0 人，能 够实现大量、快速和高密度运输，社会经济效益显著。使铁路成为陆上运行 距离最长、速度最高的交通方式，大大缩短了人们的旅行时间。在许多国家， 越来越多的旅客把乘坐舒适、便捷的高速列车作为出行的首选交通工具。 如法国三条客运专线每年输送旅客各2 千多万人次，均取得盈利。日本 四条客运专线自开业以来客运量增加6 倍多，被日本人誉为“经济起飞的脊 梁 。 智能交通系统是交通运输发展的方向。我国从2 0 世纪8 0 年代初就开始 从治理城市交通管理入手，运用高科技来发展交通运输系统。9 0 年代初，一些 高校和交通研究机构开始了城市交通诱导系统技术的研究和尝试。这些研究 主要借鉴英、美和澳大利亚等国的先进控制系统( 如t r a n s y t 、s c o o t 、 s c a t s 等) 的理论和思想，并在北京、上海、南京等城市做了试点。同时， 北京、上海、沈阳等城市先后从英国、澳大利亚等国引进了s c o o t 或s c a t s 控制系统。这些研究和实践，开拓了我国交通研究新领域，也在一定程度上 缓和了当地的交通紧张矛盾。但由于我国城市交通流的特性( 混合交通) 、道 路条件和市民的交通法规意识等方面与发达国家之间差异较大，因此，难以 充分发挥这些先进交通控制和诱导系统的作用。在“八五 期间，铁道部就 开始了全路货车运营管理系统的研究和实施，使全国6 万公里铁路和4 0 多万 辆货车从传统人工的管理办法进入到计算机管理新阶段，为实现全国铁路运 营智能化打下基础。此外，还有铁路列车运图自动化编制、京九铁路编组站 车辆实时跟踪系统、高速铁路车站到车控制系统、智能化铁路运营信息系统 及铁路运输智能化网络结构研究等。在“九五 期间，交通部提出”加强智能 公路运输系统的研究与发展”，结合我国国情，分阶段地开展交通控制系统、 驾驶员信息系统、车辆调度与导航系统、车辆安全系统及收费管理系统等5 个领域的研究开发和系统集成，并在此基础上，加速科技成果商业化。中国 虽然起步不晚，但各个部门做各自的工作，没有形成一个完整的体系。i t s 是一项系统工程，需要各有关政府部门、地方、产业界及科研单位的协调行 动和共同努力。后来，在国家有关部委充分协商酝酿的基础上正式成立了全 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 国智能运输系统( i t s ) 协调指导小组及办公室。为了从整体上规范i t s 的建 设，在协调指导小组的领导下，目前有关单位已经进行智能交通系统体系框 架和标准框架的研究编制工作。并建立了公安部、交通部、铁道部3 个国家 级智能运输系统工程技术研究中心，我国i t s 发展将上一个新台阶。 1 3 本文的研究工作 城际客运专线智能化收费系统是智能交通系统的重要内容，研究该课题 是要分析总结我国铁路客运现有收费系统的特点，并结合我国城际客运发展 前景和趋势，提出相应的智能化收费管理方案。 我国铁路客运收费管理主要是在传统出售纸质票据基础上逐步改进的， 现已基本完成全国铁路客票计算机售票与预订，实现了票额、计费、制票、 结算、统计等工作的计算机管理。但计算机售票与预订主要还局限于火车站 的售票厅及市区售票处的售票窗口，不论在地理位置分布上或售票窗口的数 量上，都有一定的局限性，离智能交通收费还有不少差距。 因此，一些铁路局想出了另外一些方法。例如：西安火车站与中国工商 银行西安分行共同携手，建成了我国西部最大的铁路工行售票网络系统，使 旅客在遍布市区的4 0 个储蓄网点的工商银行就能买到火车票；中国农业银行 天津市分行的3 6 个营业点与天津火车站的微机售票联网，代售火车票，旅客 只需在家门口的农行营业点就可查询到天津火车站3 日内车票出售情况，并可 购买3 日内去全国各地的火车票；深圳车站除了采用计算机售票外，还与深圳 工商银行联合研制了自动售票机，实行无人售票，该自动售票机采用的是多 媒体触摸屏，购票者插入“购票卡一，输入密码后，屏幕即显示可供选择的 所乘列车日期、车次、席别和张数，确认后，售票机就从“购票卡 上扣除 所购车票的金额，车票从售票机下面的出口打印出来，前后过程不n 5 秒钟， 快捷方便；继深圳的无人自动售票机面市以后，上海铁路局与中国银行又共 同推出了“信用卡铁路自动售票机 ，它通过邮电通信网络将铁道部铁路计 算机售票网络和人民银行信用卡网络构成联网系统，可以放置于任何有电话 线路的场所，如银行、饭店、宾馆、旅行社、商场及政府机关等地，建成了 一个车站以外的无人售票网络，如同a t m 自动取款机一样，可2 4 小时服务于旅 客。这种“信用卡铁路自动售票机 比深圳使用的自动售票机又前进了一步， 它是目前国内唯一可以同时使用多家银行信用卡的铁路自动售票机。该售票 机已在无锡地区投入使用，并取得了良好的社会效益，不仅达到了铁路增加 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 售票网点的目的，而且增加了银行信用卡的服务功能，同时，也方便了旅客 乘车购票，改善了铁路与银行的服务形象，增强了铁路与银行各自的社会竞 争能力。 铁路售票与银行合作，只是增加了火车票的出售点，扩大了售票的面， 方便了旅客了购票，并没有改变“先付费购票一再凭票乘车一最后出站验票 传统收费模式。因此，要使我国客运专线运营智能化程度达到世界一流水平， 其收费模式应从现金交易转向电子货币交易、由纸质票据转向无纸化票据、 票据由无名制转向实名制。 研究城际客运专线收费系统，就是要研究城际客运电子票据实名制和智 能化、电子收费自动化和乘客管理智能化以及订票退票便捷化实现方法。 本课题目标为：研究适合城际客运专线电子收费的系统框架，并设计其 实现过程；解决票务无纸化和票务实名制问题；开发出座位资源的合理分配 和乘客综合信息管理数据模块；分析该收费系统的潜在意义，为城际客运专 线收费管理的规划、实施提供参考。 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 第2 章城际客运专线收费系统的构想 2 1 针对的现实问题 城际客运专线承载的是城市间、城市群和城郊的高频率、高密度、高速 度运输，所以传统的收费管理模式难以发挥它的优势。主要在于： 1 传统的定车、定票、定座售票方式在高密度发车和高频率运营下难 以发挥较好效能。以智能交通信息技术支撑的城际客运列车最小行车间隔可 达三分钟，列车密度可达每小时2 0 列。这样，乘客一方面很容易拿着其他车 次的车票上错车，引起列车内秩序混乱。另一方面，预先订票乘客更容易错 过车次而引发大量废票、退票问题。倘若出售不定车次和不定座号票据，当 乘客拥挤时容易产生因争占座位而引发车内秩序混乱，给出行带来不快，给 列车管理带来困难。 2 传统的车票不环保。传统纸质车票无法反复使用，乘车的人次越多， 就有更多的纸张消耗和越多的票据丢弃，给车厢、车站和城市增添更多垃圾。 而采用无纸化电子车票可以避免对纸张的这种消耗，为创建节约型社会作出 贡献。 3 传统的收费模式管理成本太高。在我国这样的人口大国，每年客运 高峰，特别是春运期间，数亿人次出行，很多车站聚集数以万计的人排队买 票候车。许多乘客要在车站滞留三五日或更长时间，即便如此，也不一定能 买到满意的票。这给车站治安管理、次序维护和环境卫生带来严重挑战。每 当此时，为了不引起较大的混乱和治安问题，当地政府部门和车站必须投入 大量警力和工作人员来维护车站次序。 同时，由于票据不具实名制功效，列车管理员无法了解列车上乘客的结 构和状况，在旅行途中出现类似于2 0 0 3 年“非典 这样的紧急情况或其他突 发事件，也必须投入较多的人力才能应对。 4 传统的收费模式不能有效杜绝售票中出现的不良行为。每当客运高 峰时( 特别是春运) ，车票一紧张，人情票、关系票便相继出现。不法分子 也趁机勾结车站少数人员大量倒票贩票，从中牟取暴利。当乘客在车站买不 到票( 或买不到有座票) 时，若愿意出高价就能在票贩手中买到票( 或买到 有座票) 。有的车站也趁势停售中转票，所有票都是全程票，即使旅客必须 在中途下车，也必须付全程费用。此时作为弱势群体的一些乘客，要么牺牲 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 时间节约费用嘲 队等票，要么牺牲金钱节约时间高价买票，本己要 多承担铁路部门统一上涨2 0 a , 6 的费用，还不得不再承担由售票部门操弄的上 涨2 0 之后的全程费用，而此时受到的服务质量并不会有所提高。 2 2 收费系统构想 要克服上述弊端，就必须改变传统的收费模式，实现以票务实名制为前 提的智能电子收费理念，减少传统售票收费体制下人为干预座位分配这一环 节，让所有乘客均能公平分配乘车所需的座位资源，并根据乘车的实际行程 支付乘车费用。同时为乘客提供远程便捷式自助订座，减少在车站停留时间。 2 2 1 票务实名制 票务实名制就是客户在购票时出据自己的真实身份证明，然后记录票号 和客户之间的联系。在使用票据过程中可以根据票号查找客户，根据客户查 找票号，使对客户和票据的管控容易进行。 2 2 1 1 实名制电子票据 由于i c ( i n t e g r a t e dc i r c u i t ) 卡具有存储数据可靠、保密性好、抗干扰能力 强；不能复制、不易伪造、不能非法读取数据；读卡设备简单、操作速度快、 携带与使用方便：可开发专门应用，为现代信息处理和传递提供了一种全新 的手段，正受到越来越广泛的的应用。 铁路部门可以开发专用的i c 卡代替原有的纸质票据，并对i c 卡设置不 同卡号。用户购卡时将用户标识信息存入到卡中，此时i c 卡号和用户便建立 联系，再以i c 卡卡号为标识在铁路部门专用数据库中建立用户综合信息帐户 和预存费用帐户。用户刷卡时，通过机器识别卡号将用户联系起来，实现了 电子票据的实名制功能。 城际客运专线收费i c 卡票据可开发为两种：第一种是定额面值的，根 据城际间距离设置费用并充入面值，乘车前按面值购买，下车出站时收回， 再由专门设备和专门人员充入等额面值后循环使用。这种i c 卡主要方便少有 旅行或仅一次性乘车的乘客。 另外一种是非定额面值的i c 卡，它主要绑定铁路部门专用数据库中预 存费用帐户。旅客拥有后可以到银行或铁路相关服务部门随时充值或查询， 也可以通过电话求助他人到银行或铁路服务部门为该卡号进行充值，还可以 根据卡中预设的身份识别信息、预留密码通过网络银行充值查询。这种卡旅 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 客随身携带，乘车后不收回，主要用于经常乘车旅客或单位外勤人员使用。 由于在i c 卡里面植入了身份识别，因此在特殊情况下i c 卡也可作为应 急信用卡作用。若某旅客出门在外，i c 卡里的剩余金额不足以支付这次返程 费用，可以将系统功能设计为允许卡里的金额以一定限度的负值出现，旅客 返回后再充值补足，体现出i c 卡的人性化设计特色。 因为i c 卡号不会同号，用户的身份证号也不会重复，系统设定了购卡 数据库中不能有重复的身份证号和相同卡号，保证了一人只能购买一张乘车 i c 卡。在后面的刷卡乘车和订票功能中进一步设置一卡只能分配一个座位 号，这便完成了在实名制票务下一人只能分配一个座位资源的功能。 2 2 1 2 实名制电子票据购卡充值e - r 图 2 2 2 智能收费 图2 1 实名制购卡充值e r 图 乘客购卡时建立了以卡号为标识的预存费用帐户数据库系统。乘客上车 前刷卡，数据库系统读入卡号和出发站，下车刷卡又读入对应卡号的终到站， 数据库系统自动根据出发站和终到站实际乘车行程计算乘车费用，再从对应 帐户中扣除，完成自动收费功能。 2 。2 。2 1 自动收费设计 利用计算机通信网络技术，将列车信息数据库与车站刷卡器相连接，并 把当班车次的空余座位数据按从前到后依次序调入刷卡器中。乘客进站刷卡 时，刷卡器将当前显示的座位数据读入i c 卡中并在i c 卡中显示，乘客据此 上车对号入座。与此同时，系统也会自动将刚才读入卡中的座位信息从空余 座位数据表中删除，并将卡号、座次、车站名一并存入数据库乘客信息表中， 并作出“上车 标记。若刷卡时空余座位信息表为空，刷卡器将向i c 卡中读 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 1 页 入“无座信息。根据系统设计要求，每一张卡读入一条座次信息后，在没 有下车刷卡前，不能再读入其他座次信息。 旅客到站下车刷卡时，刷卡器将卡中非“无座座次信息添加到对应车 次的空余座位数据表中，并将i c 卡中的座位信息清除。再依据卡号将出站名 读入乘客信息表中对应的“终点站列 ，并在表中“状态列作出“已下车 标记。然后数据库将根据每一卡号的出发站名和终点站名、从里程数据表查 找对应的里程值，计算实际乘车距离，再结合该车次旅行单价自动算出乘车 费用，再从该卡号的预存费用中扣除。 如果有旅客进站刷卡故意躲过工作人员监督不刷卡，列车在本次行程结 束进行系统刷新时，将所有没有出发站信息的卡号按本次列车始发站计算乘 车距离和乘车费用。对出站刷卡故意躲过工作人员监督不刷卡，将所有没有 终点站信息的卡号按本次列车终到站计算乘车距离和乘车费用。 2 2 2 2 智能收费e - r 图 图2 2 刷卡上车e r 图 图2 3 下车刷卡e r 图 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 2 页 2 2 3 自助远程订票 收费系统在设计上不需要乘客买票，进出车站刷卡即可。但在客运高峰 期或有的乘客为稳妥起见，也可以先订好座位再去乘车。将铁路部门的数据 库系统和公众信息网接通，乘客上网输入卡号，选择车次和出发站即可预订 座位。 2 2 3 1 远程订票退票设计 乘客上网登录城际客运远程订票网站，输入密码通过权限验证后，可以 调阅列车时刻表。选定好车次和出发站，然后输入卡号进行订票，系统将为 该卡分配座号，同时将卡号、座号、出发站名存入到该车次的乘车信息表中。 乘客再刷卡乘车时，系统将不再为该卡分配座号，只是将预订座号读入卡中， 然后把乘车信息表中该卡对应的出发站名按实际刷卡地点进行更新。避免预 订行程和实际路程不符而造成乘车费用多计或少收。 远程自助订票给乘客带来极大方便，但也给少数有恶意订票行为的人提 供了机会。所谓恶意订票是指：事先用乘车卡订票抢占列车座位资源，到时又 纷纷退票或不乘车，造成列车座位资源不能有序公平分配。系统设置了相应 处罚功能：对订票不乘车的卡号，每次从预存费用卡帐户扣除人民币伍拾元 整；对先订票，过后又退票的卡号，每次从预存费用卡帐户扣除人民币叁拾 元整。这些条款在用户订票之前以“用户订票退票须知 提示订票乘客，并 提醒乘客谨慎订票，准确安排好出行时间。 退票时，乘客登录城际客运远程订票网站，输入密码通过权限验证后， 可进入退票主页。乘客输入卡号和密码，系统首先显示已有订票信息和扣罚 金额。待用户确认退票后，再将原预订座号恢复到对应车次的空余座位数据 表中，并从相应卡号的预存费用中扣除人民币3 0 元，然后再在乘车信息表中 将士该卡号的乘车终点列作上“已退票标记。 2 2 3 2 远程订票h 图 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 3 页 2 2 3 3 远程退票e - r 图 图2 - 4 远程订票f _ , - r 图 2 2 。4 乘客管理 图2 5 远程退票e r 图 乘客管理是指列车管理员在列车运行中可以迅速掌握乘客情况，比如了 解某一座号的乘客姓名、住址、单位、职业；或某一姓名的乘客坐什么座号； 或某一类职业的人在列车上坐哪些位置；或某一区域的乘客有多少等。这些 对提高列车服务质量提供了信息基础，当列车上出现突发事件或紧急情况时 能够有效组织乘客应对。( 比如乘客出现急重病或孕妇临产，可迅速从乘客中 找到医生协助应对；如出现犯罪嫌疑犯或通缉在逃犯时，可迅速从乘客中找 到军警乘客协助应对。) 2 2 4 1 乘客管理设计 购卡时建立了以卡号为标识的乘客综合信息帐户，乘车时又以卡号分配 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 4 页 座位，用卡号记录乘车过程。因此列车上的管理员可以通过卡号将数据