论文部分内容阅读
摘 要：本文在阐述铁路实施电子客票的业务流程的基础上，分析现有业务流程上存在的不足，特提出基于多任务级联卷积网络（MTCNN算法）的人臉遮挡识别和学信网绑定电子学生票的优化方案，并对方案的优势进行分析。为完善铁路电子客票提供借鉴，从而提高组织旅客出行效率。
关键词：旅客运输;电子客票;MTCNN算法;人脸识别
0 引言
随着互联网技术的发展，移动支付和人脸识别技术广泛应用在各个领域。为了深化铁路“票，证，人”一致性的制度，铁路实施电子客票和引用人脸识别技术。我国铁路于2011年在京津城际铁路、京沪高铁等线路首次推行电子客票，旅客可凭身份证进站乘车。该政策于2019 年在我国大规模推行，并于2020年实现了电子客票全面普及。实施铁路电子客票，对旅客运输的便捷与高效优质的提升，旅客也能够体验到“一刷到底”的便利，促使铁路向数字化、智能化方向迈进。
但在实际应用中发现，旅客在进行人脸识别过程中，若佩戴口罩、墨镜等饰品时，人脸识别系统可能无法进行及时有效的识别。特别在客流量高峰期容易造成通道阻塞，从而增大客运组织的难度，降低旅客出行体验感。因此有必要对脸遮挡物进行检测，提升脸部识别的精准性。
与此同时，对于学生票业务的办理，我国铁路仍然采用火车票优惠磁卡核验资质，这对电子客票的推广形成阻碍。由于火车票优惠磁卡存在技术缺陷，在应用中存在不能识别，识别需要缓冲时间，加之优惠区间与实际不符，优惠次数控制不准确，学生证造假等问题。亟待对电子学生票信息核验流程进行改进，以简化学生票购票流程，从源头上解决违反规定乘车、持假证乘车等问题，从而保证运输收入。
1 铁路客运服务与客票发售
服务一般是以无形的方式，在顾客与服务职员、有形资源产品或服务系统之间发生的，可以解决顾客问题的一种或一系列行为，在过程中解决消费者的有关问题。
铁路的客运服务与之相似，是指为了实现旅客位移而由一系列或多或少具有无形性的活动构成的一种过程。该过程是在旅客与服务人员、硬件和软件的互动过程中进行的，是站在消费者角度强调旅客在获得和消费客运服务时的一种实际体验和体验的满足程度，侧重于服务的“过程性”和旅客的“满足感”。
客运服务包括从购票前的营销到订票购票、从旅客到站后的信息揭示引导到有困难时车站的及时救助、从旅客乘车前的自动检票到上车后的服务等。全方位运用高科技提升客运服务质量，为旅客提供全程服务，是铁路部门的不懈追求。而客票发售作为其中的重要一环，是铁路运输过程中旅客最先接触的环节，也是体现客运服务质量的核心环节。
目前，客票系统主要向检票电子化、国际化方向发展。售检票电子化意味着互联网购票后可以直接上车;国际化意味着能与邻国互相发售车票。旅客在购票时可以根据票价，选择互联网支付，客票发售系统转接铁路电子支付平台，旅客输入账号和校验密码完成支付。对于支付成功的订单，生成实名制电子客票，提供订单号给旅客，方便旅客取票。
2 铁路电子客票的弊端
2.1 缺少完善的法律保障
在我国，法律修改过程漫长，考虑范围广泛，需要协调稳定必要性和变化必要性两者冲突的要求，所以法律修改需极其慎重。现亟待解决现行《民法典》、《铁路法》、《合同法》、《铁路旅客运输规程》等法律法规对电子客票的约束，保障铁路企业和旅客合法权益。国铁集团制定《铁路旅客电子客票实施办法（暂行）》、《铁路互联网售票暂行办法》等文件不具备法律效应，一旦合同双方发生纠纷，无法可依，铁路运输企业和旅客的权利无法得到保障。
2.2 无电子报销凭证
若公费商务流和公务流旅客需要开具报销乘车凭证，应当在乘车日期之日起30日内，凭购票时使用的有效身份证件原件，到车站售票窗口或自动售票机上打印纸质报销凭证。但目前仍有部分旅客出现赶时间未及时领取报销凭证、丢失报销凭证等问题，或将购票信息单误以为报销凭证导致无法报销的问题，还有旅客在乘车前打印报销凭证，只能被迫办理线下改签和退票手续。
2.3 人脸识别过程中不可遮挡
MTCNN人脸识别在工业广泛应用，能够对人脸的区域和关键点进行检测，三个级联网络是MTCNN的基础，对人脸准确快速的检测通过P-Net（快速生成候选窗口）、R-Net（高精度候选窗口过滤选择）、O-Net（生成最终边界框与人脸关键点）实现的。MTCNN三级练网络关系如图1所示。
P-Net原始图像经过图像金字塔，生成多个尺寸图片确定12×12大小候选框，R-Net进一步筛选候选框，更精确的回归人脸候选框及关键点，O-Net更复杂、精确对剩余的目标区域框进行判别和区域边框回归，输出最终的关键点和人脸框，根据上述若关键点被遮挡，无法进行回归人脸候选框及关键点输出。
2.4 电子学生票购票流程繁琐
我国铁路主要以火车票优惠磁卡对学生身份进行核验。火车票优惠磁卡包含学生姓名、身份证、乘车区间、入学日期、优惠次数具体信息，在学生实际购票中进行信息核验。12306后台网络通过学生优惠资质查询平台，对优惠次数、乘车区间等信息实现了系统自动核验;但学生每学年用火车票优惠磁卡在车站进行核验身份信息。火车票优惠磁卡在实际应用中存在不能识别，同时在识别效率上还需要进一步提升。学生容易出现忘记进行每学年核验信息，信息核验成功未取纸质报销凭证无法扣除乘车次数，这种情况多发生在先购票后核验信息的旅客身上。学生证阅读器有延迟，没有及时扣除乘车次数，导致购买学生票旅客无法自主进站，仍需补全票到站退票的情况，图2为网络购买电子学生票流程。
3 铁路电子客票改进建议
3.1 完善法律法规
修改《民法典》、《铁路法》、《合同法》、《铁路旅客运输规程》等法律法规，增加与电子客票有关的规定，虚拟数据电子客票在法律上成立，保障铁路电子客票数字化网络安全和信息化建设的保密性，合法保障铁路和旅客的切实利益。 3.2 开发铁路电子发票系统
铁路运输企业应与地方税控系统进行信息互遞，开发适用于铁路客运服务增值税电子发票平台，方便旅客从线上获取电子发票，该系统应具备相应输出功能，能查询，下载电子发票，此业务方便因公出行的旅客减少打印纸质车票环节，同时便于铁路税务发票的管理。
3.3 基于O-Net的遮挡物识别
本算法对MTCNN人脸识别不做大的改变，在MTCNN基础上进行设计，该算法的P-Net和R-Net部分与MTCNN一致。对O-Net的结构进行改变，在其输出层，增加了新的命令，该命令包括五类，人脸的右眼、左眼、鼻子、右嘴有没有遮挡物。交叉熵损失函数经常用于分类问题中，特别是在神经网络做分类问题时，也经常使用人脸识别交叉熵作为损失函数，该算法减少了计算机计算繁琐程度，增加计算效率。
3.4 利用学信网进行身份核验
作为我国教育部指定唯一可以查询学历的网站，学信网包含了所有学生的基本学籍信息，并且信息更新及时准确，故可以考虑将铁路学生信息查询与学信网绑定，取消火车票优惠磁卡。
3.4.1 具体实现方法
铁路运输企业和教育部门相互配合，教育部门及时更新学生学籍信息，铁路运输企业电子客票系统建立从学信网获取身份信息的学生票发售的购票方案。铁路运输企业保证客票系统的对接口安全，避免信息泄露。
这需要教育部门开放与客票系统对接的通道。铁路客票系统从学信网提取学生姓名、学籍、身份证号码、入学日期、学制、预计毕业日期等状态等信息，再从学生资质平台查验学生乘车区间和优惠次数，若上述信息都符合购票成功。学生购买学生票成功后，学生身份信息核验成功。学生则不需要每学年在车站进行核验身份信息。进站乘车或在列车上不需要查验学生优惠资质，减少查验流程，学生票旅客与普通乘车旅客乘车一致。
3.4.2 技术优势
近年高校每年新增学生约700万且有上涨趋势，学生省去使用优惠卡可以节约大量优惠磁卡工本费。简化购票手续，间接节约铁路企业人工费。提升旅客乘车体验，同时提高车站和列车工作人员的工作效率。学生票使用身份信息联网管理，可以随时查看乘车次数，根据剩余次数安排出行。可以和普通旅客一样使用身份证件享受“一刷到底”的乘车体验。大大提高学生出行效率。学信网对学生身份核验基本无错，从根本上杜绝持假证乘车现象，消磁等问题。
4 结语
铁路运输是现代人们出行不可替代的方式，也是城市与城市之间交通大动脉。随着铁路的发展，客流量逐年递增，提升乘客出行效率、提高服务质量是不可忽视的问题。铁路实行电子客票，提高乘客进出站的效率，实现旅客乘车自助服务，减少人工浪费，节约运营成本。无纸化乘车实现了铁路绿色可持续发展的理念。实行电子客票比人工检查“票、证、人”一致性的错误率低。车站不需要再办理车票挂失补业务，旅客可以直接通过互联网进行退、改签车票，从而提高旅客乘车体验。
参考文献：
[1]张景利，李国直.铁路自助式实名制验证验票系统应用[J].中国铁路，2018（1）：60-64.
[2]戴建强，邓胜江，李明.基于电子客票铁路自动售检票系统研究与实现[J].铁路计算机应用，2020（12）：36-39.
[3]贾成强，戴琳琳，徐海涛，等.基于人脸识别技术的铁路实名制进站核验系统研究及设计[J].铁路计算机应用，2018（7）：49-53+63.
[4]黄欣，张志强，单杏花，等.基于电子客票的铁路旅客智能出行研究[J].中国铁路，2019（11）：1-6.
[5]屈晓勇，贾俊芳.基于电子客票的铁路学生票业务流程再造研究[J].中国铁路，2021（4）：49-55.
[6]赵颖，李健.面向铁路客票及客运延伸服务的合并支付方案研究[J].铁道经济研究，2020（6）：37-40.
关键词：旅客运输;电子客票;MTCNN算法;人脸识别
0 引言
随着互联网技术的发展，移动支付和人脸识别技术广泛应用在各个领域。为了深化铁路“票，证，人”一致性的制度，铁路实施电子客票和引用人脸识别技术。我国铁路于2011年在京津城际铁路、京沪高铁等线路首次推行电子客票，旅客可凭身份证进站乘车。该政策于2019 年在我国大规模推行，并于2020年实现了电子客票全面普及。实施铁路电子客票，对旅客运输的便捷与高效优质的提升，旅客也能够体验到“一刷到底”的便利，促使铁路向数字化、智能化方向迈进。
但在实际应用中发现，旅客在进行人脸识别过程中，若佩戴口罩、墨镜等饰品时，人脸识别系统可能无法进行及时有效的识别。特别在客流量高峰期容易造成通道阻塞，从而增大客运组织的难度，降低旅客出行体验感。因此有必要对脸遮挡物进行检测，提升脸部识别的精准性。
与此同时，对于学生票业务的办理，我国铁路仍然采用火车票优惠磁卡核验资质，这对电子客票的推广形成阻碍。由于火车票优惠磁卡存在技术缺陷，在应用中存在不能识别，识别需要缓冲时间，加之优惠区间与实际不符，优惠次数控制不准确，学生证造假等问题。亟待对电子学生票信息核验流程进行改进，以简化学生票购票流程，从源头上解决违反规定乘车、持假证乘车等问题，从而保证运输收入。
1 铁路客运服务与客票发售
服务一般是以无形的方式，在顾客与服务职员、有形资源产品或服务系统之间发生的，可以解决顾客问题的一种或一系列行为，在过程中解决消费者的有关问题。
铁路的客运服务与之相似，是指为了实现旅客位移而由一系列或多或少具有无形性的活动构成的一种过程。该过程是在旅客与服务人员、硬件和软件的互动过程中进行的，是站在消费者角度强调旅客在获得和消费客运服务时的一种实际体验和体验的满足程度，侧重于服务的“过程性”和旅客的“满足感”。
客运服务包括从购票前的营销到订票购票、从旅客到站后的信息揭示引导到有困难时车站的及时救助、从旅客乘车前的自动检票到上车后的服务等。全方位运用高科技提升客运服务质量，为旅客提供全程服务，是铁路部门的不懈追求。而客票发售作为其中的重要一环，是铁路运输过程中旅客最先接触的环节，也是体现客运服务质量的核心环节。
目前，客票系统主要向检票电子化、国际化方向发展。售检票电子化意味着互联网购票后可以直接上车;国际化意味着能与邻国互相发售车票。旅客在购票时可以根据票价，选择互联网支付，客票发售系统转接铁路电子支付平台，旅客输入账号和校验密码完成支付。对于支付成功的订单，生成实名制电子客票，提供订单号给旅客，方便旅客取票。
2 铁路电子客票的弊端
2.1 缺少完善的法律保障
在我国，法律修改过程漫长，考虑范围广泛，需要协调稳定必要性和变化必要性两者冲突的要求，所以法律修改需极其慎重。现亟待解决现行《民法典》、《铁路法》、《合同法》、《铁路旅客运输规程》等法律法规对电子客票的约束，保障铁路企业和旅客合法权益。国铁集团制定《铁路旅客电子客票实施办法（暂行）》、《铁路互联网售票暂行办法》等文件不具备法律效应，一旦合同双方发生纠纷，无法可依，铁路运输企业和旅客的权利无法得到保障。
2.2 无电子报销凭证
若公费商务流和公务流旅客需要开具报销乘车凭证，应当在乘车日期之日起30日内，凭购票时使用的有效身份证件原件，到车站售票窗口或自动售票机上打印纸质报销凭证。但目前仍有部分旅客出现赶时间未及时领取报销凭证、丢失报销凭证等问题，或将购票信息单误以为报销凭证导致无法报销的问题，还有旅客在乘车前打印报销凭证，只能被迫办理线下改签和退票手续。
2.3 人脸识别过程中不可遮挡
MTCNN人脸识别在工业广泛应用，能够对人脸的区域和关键点进行检测，三个级联网络是MTCNN的基础，对人脸准确快速的检测通过P-Net（快速生成候选窗口）、R-Net（高精度候选窗口过滤选择）、O-Net（生成最终边界框与人脸关键点）实现的。MTCNN三级练网络关系如图1所示。
P-Net原始图像经过图像金字塔，生成多个尺寸图片确定12×12大小候选框，R-Net进一步筛选候选框，更精确的回归人脸候选框及关键点，O-Net更复杂、精确对剩余的目标区域框进行判别和区域边框回归，输出最终的关键点和人脸框，根据上述若关键点被遮挡，无法进行回归人脸候选框及关键点输出。
2.4 电子学生票购票流程繁琐
我国铁路主要以火车票优惠磁卡对学生身份进行核验。火车票优惠磁卡包含学生姓名、身份证、乘车区间、入学日期、优惠次数具体信息，在学生实际购票中进行信息核验。12306后台网络通过学生优惠资质查询平台，对优惠次数、乘车区间等信息实现了系统自动核验;但学生每学年用火车票优惠磁卡在车站进行核验身份信息。火车票优惠磁卡在实际应用中存在不能识别，同时在识别效率上还需要进一步提升。学生容易出现忘记进行每学年核验信息，信息核验成功未取纸质报销凭证无法扣除乘车次数，这种情况多发生在先购票后核验信息的旅客身上。学生证阅读器有延迟，没有及时扣除乘车次数，导致购买学生票旅客无法自主进站，仍需补全票到站退票的情况，图2为网络购买电子学生票流程。
3 铁路电子客票改进建议
3.1 完善法律法规
修改《民法典》、《铁路法》、《合同法》、《铁路旅客运输规程》等法律法规，增加与电子客票有关的规定，虚拟数据电子客票在法律上成立，保障铁路电子客票数字化网络安全和信息化建设的保密性，合法保障铁路和旅客的切实利益。 3.2 开发铁路电子发票系统
铁路运输企业应与地方税控系统进行信息互遞，开发适用于铁路客运服务增值税电子发票平台，方便旅客从线上获取电子发票，该系统应具备相应输出功能，能查询，下载电子发票，此业务方便因公出行的旅客减少打印纸质车票环节，同时便于铁路税务发票的管理。
3.3 基于O-Net的遮挡物识别
本算法对MTCNN人脸识别不做大的改变，在MTCNN基础上进行设计，该算法的P-Net和R-Net部分与MTCNN一致。对O-Net的结构进行改变，在其输出层，增加了新的命令，该命令包括五类，人脸的右眼、左眼、鼻子、右嘴有没有遮挡物。交叉熵损失函数经常用于分类问题中，特别是在神经网络做分类问题时，也经常使用人脸识别交叉熵作为损失函数，该算法减少了计算机计算繁琐程度，增加计算效率。
3.4 利用学信网进行身份核验
作为我国教育部指定唯一可以查询学历的网站，学信网包含了所有学生的基本学籍信息，并且信息更新及时准确，故可以考虑将铁路学生信息查询与学信网绑定，取消火车票优惠磁卡。
3.4.1 具体实现方法
铁路运输企业和教育部门相互配合，教育部门及时更新学生学籍信息，铁路运输企业电子客票系统建立从学信网获取身份信息的学生票发售的购票方案。铁路运输企业保证客票系统的对接口安全，避免信息泄露。
这需要教育部门开放与客票系统对接的通道。铁路客票系统从学信网提取学生姓名、学籍、身份证号码、入学日期、学制、预计毕业日期等状态等信息，再从学生资质平台查验学生乘车区间和优惠次数，若上述信息都符合购票成功。学生购买学生票成功后，学生身份信息核验成功。学生则不需要每学年在车站进行核验身份信息。进站乘车或在列车上不需要查验学生优惠资质，减少查验流程，学生票旅客与普通乘车旅客乘车一致。
3.4.2 技术优势
近年高校每年新增学生约700万且有上涨趋势，学生省去使用优惠卡可以节约大量优惠磁卡工本费。简化购票手续，间接节约铁路企业人工费。提升旅客乘车体验，同时提高车站和列车工作人员的工作效率。学生票使用身份信息联网管理，可以随时查看乘车次数，根据剩余次数安排出行。可以和普通旅客一样使用身份证件享受“一刷到底”的乘车体验。大大提高学生出行效率。学信网对学生身份核验基本无错，从根本上杜绝持假证乘车现象，消磁等问题。
4 结语
铁路运输是现代人们出行不可替代的方式，也是城市与城市之间交通大动脉。随着铁路的发展，客流量逐年递增，提升乘客出行效率、提高服务质量是不可忽视的问题。铁路实行电子客票，提高乘客进出站的效率，实现旅客乘车自助服务，减少人工浪费，节约运营成本。无纸化乘车实现了铁路绿色可持续发展的理念。实行电子客票比人工检查“票、证、人”一致性的错误率低。车站不需要再办理车票挂失补业务，旅客可以直接通过互联网进行退、改签车票，从而提高旅客乘车体验。
参考文献：
[1]张景利，李国直.铁路自助式实名制验证验票系统应用[J].中国铁路，2018（1）：60-64.
[2]戴建强，邓胜江，李明.基于电子客票铁路自动售检票系统研究与实现[J].铁路计算机应用，2020（12）：36-39.
[3]贾成强，戴琳琳，徐海涛，等.基于人脸识别技术的铁路实名制进站核验系统研究及设计[J].铁路计算机应用，2018（7）：49-53+63.
[4]黄欣，张志强，单杏花，等.基于电子客票的铁路旅客智能出行研究[J].中国铁路，2019（11）：1-6.
[5]屈晓勇，贾俊芳.基于电子客票的铁路学生票业务流程再造研究[J].中国铁路，2021（4）：49-55.
[6]赵颖，李健.面向铁路客票及客运延伸服务的合并支付方案研究[J].铁道经济研究，2020（6）：37-40.