车票管理系统可行性分析报告

车票管理系统可行性分析报告（通用7篇）

车票管理系统可行性分析报告 篇1

汽车客运售票系统可行性分析报告

1.引言 引言

1.1 编写目的对汽车客运售票系统进行可行性分析研究。

1.2 项目背景

1.2.1 名称 ：汽车客运售票系统

1.2.2 开发团队：XXX，XXX，XX

1.2.3 用户：汽车客运站售票员、检票员

1.3 参考资料

[1]高林 周海燕《管理信息系统与案例分析》人民邮电出版社 2004.11 [2]张基温《信息系统开发方法案例》（第二辑）清华大学出版社 1999 [3]蒉志华《管理信息系统》机械工业出版社 2006.02 [4]陈佳编《信息系统开发方法教程》清华大学出版社 [5]陈晓红、罗新星《信息系统教程》 1998 清华大学出版社 2002 [6]马威 吕文哲 曹瑞 编写《信息系统开发教程-----使用C#和SQL Server 2005》清华大学出版社2007年

1.4 系统简介

汽车客运由于其时间的灵活性、运行的机动性和广阔的公路网所带来的延展性，使得汽 车成为更多人中短途出行的首选，但相信亲自到过汽车客运站购票乘车的人都会对车站售票 厅和候车厅的“人肉长龙”记忆犹新，这不仅与客流人数和车站运载能力有关，与车站的售 票系统是否科学、高效也是密切联系的。本系统旨在提供更友好的界面、更便捷的操作与更实用的管理，从而降低客运站售票员 与检票员的劳动强度，提高工作效率，进而提升服务质量，提高旅客满意度。系统可细化为两个子系统：售票系统和检票系统。售票系统主要功能为：根据目的站、车次、时间等信息查询有关车票情况；提供多种方 式完成售票工作：现金结算、票据打印；提供与退票相关的一些信息查询手段，完成退票、废票、改签换乘等业务；售票信息统计，打印详细报

表。检票系统的主要功能： 通过激光扫描枪进行条码扫描或键盘输入进行检票； 检票窗口实 时显示班车检票情况和售票情况；多方面统计检票相关数据结果。

1.5 技术要求及限定条件

1）在售票、退票、改票、废票时，都应进行相关的数据库记录的修改，并进行并发控 制。2）在实现售票和检票功能时，都应考虑票据的合法性验证（例如改票、废票的有效性）。

2.可行性研究的前提 可行性研究的前提

2.1 要求

1）功能：实现售票与检票最基本的功能，并提供各个环节详细的统计记录。

2）性能：界面友好、操作简捷、系统运行稳定、可移植性好、适应性强。

3）输出：打印票据、统计报表、价格等。

4）输入：目的站、车次、时间或条件组合。

2.2 目的1）工作人员劳动强度降低；

2）工作效率提高；

3）客户服务水平提高。

2.3 可行性研究方法

购票检票亲身体验；售票流程初步调查；文献调查法。

2.4 决定可行性的主要因素

技术可行性：经济可行性和法律可行性。

系统规模及初步方案：系统规模小型。

投资方案：由小组两人共同调节时间安排。对原系统的分析

3.1 处理流程和数据流程

旅客到售票窗口查询目的站或车次的车票信息，包括有无票、上车时间、票价等情况，售票员操作系统进行检索，给出具体信息，旅客提出购买请求，售票员即进行票据打印与现 金结算；旅客到指定检票口候车，检票员手工销票，旅客搭乘预定列次车辆。分析：现行系统操作界面欠友好，售票员长时间面对屏幕，易产生厌烦心理，影响服 务质量；检票口采用原始手工销票方式，不利于检票数据的统计，对某车次乘客是否到齐无 法具体了解，从而影响发车的紧凑性与连续性，降低发车效率，造成旅客候车时间过长，滋 生不满情绪，减低满意率。

3.2 费用支出

人员： 2 人员： 小组设备：计算机设备：开发新系统的必要性

使车站售票业务进行得更加流畅，并且提高了工作效率和旅客的满意度，有必要进行开 发。所建议技术可行性分析

4.1 系统简要描述

此系统为汽车客运站实现售票检票功能而开发，使用C#、SQL Server 数据库技术等开 发工具，易安装，使用简便，有良好的安全性与兼容性。结合本项目实际，客运管理水平和 复杂程度相对来说还是可以分析清楚的，经系统分析，可以设计出符合实际需求、易于理解、易于操作、易于维护的数据库和操作系统。C# 与 SQL

Server2000 的结合比较 容易的打造出较为完美的该管理系统。Windows 友好的用户界面和本系统良好的安全设置，可以使其内部员工在系统实施人员的指导帮助下很快掌握系统的使用方法。

4.2 处理流程与数据流程

售票员与检票员在使用系统前，须凭帐号密码登陆，从而可对工作人员的具体工作信息 进行统计，防止出现利用工作之便进行不合规程的操作。

4.3 与现有系统比较

界面更人性化、更有效率、更安全。

4.4 采用建议系统的影响

系统在现有设备和操作人员的基础上开发，对设备和技术投入无影响。所建议系统经济可行性分析

5.1 支出

开发人员费用，设备维护费用，系统维护费用。开发该系统需要支出的费用包括： 基本信息搜集与处理所需的经费，基础设备购入费用，人员开发费用。由于本系统为学生学习自主研发，支出成本主要体现在基本信息的获取与加 工处理所经费上，约为 100 元。

5.2 收入

将来的收入主要体现在可节省人力财力，提高运营效率，提高企业的服务质量等方面。估计软件的使用寿命约为 3 年。社会因素可行性研究

6.1 法律因素

符合法律规定，没有触犯法律中的所有条款。

6.2 用户使用可行性 用户使用可行性

会使用电脑和对一般常用软件有一些了解的人员均可使用，使用技术要求不高，符合现 代“傻瓜式”软件要求。结论和意见 结论和意见

经过初步的系统调查，给出了可行性研究报告，并经上级领导批准，还须对现行系统进 行全面、深入的详细调查和分析，弄清楚现行系统运行状况，发现其薄弱环节，或系统的弊 端问题，挖掘出要解决的问题实质，以对新系统进行完美扩充，确保新系统比原系统更有效。方案可行，可着手组织开发。

车票管理系统可行性分析报告 篇2

城市轨道交通应用车票从票卡发行机构及应用范围来分, 可以分为“一卡通”和“一票通”两种票种, 通俗地讲, 乘客可以用来乘坐地铁的车票有城市一卡通、单程票、计次票、应急纸票等等。“一卡通”由城市公共交通行业制定的部门发行, 是适应于整个城市公共交通行业的票种;“一票通”是由地铁发行, 用于乘坐地铁的票种。用于乘坐地铁的一卡通为持有者保管, 而对于在地铁内部流通的一票通的所有车票, 因流转面广、业务类型繁杂、库存点较为分散, 稍有管理不善的情况都会使车票流失, 造成生产成本的提升, 这就要求必须有一个“智能化的管理者”车票库存管理系统来进行维护、管理和监督。库存管理系统能够为企业提供先进的业务信息管理解决方案, 改进传统的工作方式, 提高企业经营效率。

2. 车票库存管理系统的业务流程

从库存的角度来看, 车票的流通无非分为出库和入库两种;从各种流通方式来看, 入库又细分为新票入库、生产入库、回收入库等几种类型, 出库中细分为生产出库、配送出库等几种类型, 还有库内流动及调拨等特殊类型。仓库内又按照业务类型进行区域划分, 也就是通常库存管理中所说的库位, 车票在不同库位再按照分不同的票种进行存放, 做到业务清晰、条理清楚。

库存管理离不开仓库内车票的盘点工作, 也就是盘盈盘亏, 车票库存管理系统除了对于每个票种的每种业务类型进行记录和维护, 自然会根据不同库位中各票种的期初库存、本期出入库数量、期末库存进行结算, 为每月的盘点工作提供数据核对的依据, 减轻手工作业量的同事, 使得数据透明化, 以达到监督流程、加强管理的目的。

3. 车票库存管理系统的功能模块

从上图中可以看出, 车票库存管理系统的数据处理部分的功能模块主要包括了新票到货入库、生产入库、回收入库、生产出库、配送出库、车票库内流动、盘盈盘亏和库存结算几个部分, 前六个功能主要是各种业务类型数据的维护, 后面两个功能提供出库存盘点时所需的数据。除此之外, 系统还提供了一些各种出入库单修改和删除的功能, 用以特殊情况下的数据处理, 同时该系统还提供了各式各样的查询统计报表, 为组织经营管理、完善工作流程提供了充分的数据分析依据, 以下对各类功能进行简单介绍。

3.1 新票到货入库

从厂家购买的新车票入库, 办理新票到货入库, 输入新票到货的各项信息, 打印新票到货入库单。

3.2 生产出库

车票编码员从库房领取车票进行车票编码、制票、注销等操作, 先办理生产出库, 输入生产出库的各项信息, 打印生产出库单。

3.3 生产入库

车票编码员从库房领取车票进行车票编码、制票、注销等操作, 生产完成后, 办理生产入库, 输入生产入库的各项信息, 打印生产入库单。

3.4 配送出库

ACC将车票配送给线路、银行或者其他相关单位, 办理配送出库, 输入配送出库的各项信息, 打印配送出库单。

3.5 回收入库

线路、银行或者其他相关单位领出未用完来ACC上交的车票, 办理回收入库, 输入回收库的各项信息, 打印回收入库单。

3.6 车票库内流动

车票因为各种原因需要在库内从一个区流动到另一个区, 比如, 某种票, 因为票务政策调整, 不再使用, 从编码区进入废票区, 办理车票库内流动, 输入库内流动的各项信息, 打印库内流动单。

3.7 车票盘盈盘亏处理

库存盘点时, 如果实际库存和账面库存不符, 为了使账面库存和实际库存相符, 办理盘盈盘亏处理, 输入盘盈盘亏处理的各项信息, 打印盘盈盘亏处理单。

3.8 库存结算

根据出入库记录, 计算当前各种票卡库存结存数量。各种库存报表都是根据历次结存来计算。

3.9 出入库单的变更

用户本人录入的出入库单信息在结账前可以进行修改和删除, 对于他人录入的信息则没有此类权限。通常结账前出入库单信息可以变更, 一旦结账则无法变更, 此时需要特殊的权限来进行操作。

3.1 0 统计报表

按照库位、票种、业务类型、业务日期等等综合条件进行查询, 满足日常工作中各类数据统计和分析的需求。

4. 结束语

车票库存管理系统在实际工作中起到了至关重要的作用, 除了替代以前的手工记账、查账的方式, 减轻了工作量, 提高了工作效率, 除此之外, 还有检索迅速、查找方便、可靠性高、存储量大、保密性好、寿命长等手工管理所无法比拟的优点, 成为车票管理的重要手段, 通过查询报表功能不仅可以发现各种登记不规范的情况, 还可以通过数据发现管理上的漏洞, 对工作流程进一步加以规范, 车票库存管理系统在日常车票管理工作中发挥着科学化、正规化管理的重要作用。

摘要：车票是乘坐地铁的必备工具, 如何做好车票的管理工作, 直接影响着运营成本, 库存管理已经成为企业的一个重要组成部分, 随着经济的高速发展, 现代企业制度的不断完善, 利用信息化手段开发出车票库存管理系统, 为企业提供充足的信息和快捷的查询手段, 这在信息化横行的时代无疑成为必然趋势。本文主要讲述了车票库存管理系统的设计原理、模块组成及管理流程。

关键词：库存管理,信息化,地铁

参考文献

[1]张璐.库存管理系统设计及功能实现.数字技术与应用[J], 2010 (4) .

车票管理系统可行性分析报告 篇3

摘 要：

就动车车票自动检票系统设计与实现展开研究，对比了传统检票系统和动车自动检票系统之间的不同，并对动車自动检票系统提供了详细的流程和代码设计，最后提出了动车自动检票系统使用后对未来带来的深远影响和意义。

关键词：

传统检票系统；动车车票自动检票系统；代码设计

中图分类号：TB

文献标识码：A

文章编号：16723198（2016）04022102

1 传统检票系统

在目前的动车客运组织中，乘客是先在网上订票或者去车站买票，进站时先通过安检，然后再由客运员检查车票和身份证，再进站乘车。上车以后，列车的乘务员又要对每个座位上乘客进行检票，对无票的乘客要求补票。每到一站，有新乘客上车，又要重新检票，补票，费时费力，更有一些漏网之鱼和铁路系统里面的非正常工作车票，给客运系统带来了巨大的经济收入的流失。传统检票流程图如图1所示。

2 动车自动检票系统

2.1 动车自动检票系统流程设计

如果采用了动车自动检票系统，在动车出发前，售票系统将售票信息发到这一列动车的服务器上。在每个座位前面安装了平板电脑以后，检票将不用人工进行，上车后要求乘客在自己的电脑上刷自己的车票，在主服务器上可以清楚地看到车票的信息，然后与售票系统信息进行对比，实现完全的电子检票。在乘车过程中一旦所买车票的终点站与列车实际的到站相同，立即标明这个座位为空坐，列车员可以通过每个车厢的摄像头，检查空座上是否有人，如果有人就立即通知补票。在这套系统下，逃票几乎不可能，下车后，到出站口出站完全可以不用再检票。动车自动检票流程图如图2所示。

2.2 动车自动检票系统windows下eclipse主要安卓代码部分展示

动车自动检票系统windows下eclipse主要安卓代码部分如图3～图8所示。

3 结束语

动车自动检票系统运行以后，还可以开发出配套的电子车票系统，以后购票着买票以后，并不提供打印的车票，只是按购票者的身份证，把对应的乘车密码发到指定的手机上或邮箱中。进车站乘车时，先只在进候车室时，进行相应的安检，进站时，直接刷身份证就可以进站，不需要检票。乘车后直接刷身份证，然后输入乘车密码，就可以乘车了。如果需要车票报销，下车 后到出站口的电脑上打印发票就可以了。因此，这个系统的开发和使用，对于动车在互联网时代的发展提供了深远的意义和跨越。

参考文献

[1]汪水清.高铁建设管理数字化集成信息平台的建设[J].低温建筑技术，2011，（5）.

[2]赵国东.基于全景视频的铁通娱乐信息平台设计与实现[J].软件导刊，2013，（3）.

[3]王志高，叶飞跃.移动环境下的企业信息平台设计[J].计算机工程，2011，（8）.

火车票调查报告 篇4

2012年1月8号开始了新一轮的世界最大的人口流动——中国春运。“春运”被誉为人类历史上规模最大的、周期性的人类大迁徙。在40天左右的时间里，有20多亿接近30亿人次的人口流动，占世界人口的1/3，相当于全国人民进行两次大迁移。2012年1月8日，数以百万的人要在这一天从中国的某一地点移动到另一地点。在这一群人中，绝大多数是返乡的学生和外出务工人员。他们都来自五湖四海，彼此之间也绝少相识，可是他们都曾经为同一个问题而苦恼万分，那就是票！

这个不是指别的票，而是专指火车票！火车票“一票难求”一说由来已久，其原因在于：

1、经济发展不均匀，导致人口大量流动。在短时间内，交通运输无法满足大量人口流动。这一现象的实质表现就是买不到票。

2、集中放假，由于春节新年是中国人的传统大节日，各地区事业单位、学校、工厂等等集中放假，从而导致大量人员在同一时间段乘车返家，导致票源紧张。

3、购票太繁琐。

4、其他原因，如黄牛党问题、线路问题… …。这些原因结合起来，就出现了一票难求的怪显现。

第一种原因是短期现象，不会长期存在。只要道路桥梁等的相关建设完成，就会顺应解决想买却无票可买的这种现象。第二种原因也常出现在经济相对发达或正在迅速发展经济建设的大中型城市，在这样城市中学校、事业单位和工厂相对较多，这就代表这样的城市中流动人口多。一旦到了春节这种假期，大家集中在某一时间段返家，从而导致这一时间段内的车票异常紧张，大家争相购买，当然会一票难求。然而大多数人认为一票难求的真正原因是第三种原因。从这里可以看出，这个难字，意义不同。

今年可使用的火车票订购方式主要有三种：传统的到售票点排队买票、这两年流行的电话订票和最新的网上购票！可是这三种方式都各有各的优缺点：第一种排队买票，去火车票代售点或去火车站买票。今年选择这种买票方式的大多数是农民工或其他进城务工人员，因为这些人大多只知道也只懂得这样的方式能买到票，也相信既然自己往年能这样买到票，那今年同样可以。而且排队买票能从售票员那里得到更多的信息，这样能更好的让人们选择一个最适合自己的方式回家，例如车次和时间。这就是这种

排队购票的优点，能让人有更多选择的余地和更让人踏实。可是这种方式的缺点也很多，其中一项就是人数，因为选择排队买票的人实在太多了，曾经就有发生过十万人在同一天在同一火车站排队买票的现象。而且大家又都清楚这一点，所以为了买到票，就早早地在还未开始售票的时候去排队，通宵排队买票成了常有的现象！在售票大厅里，总是夹杂着火车的轰鸣声、人群的熙攘声、冬日寒风的呼啸声乃至孩子的哭闹。再者，就算这样排队，也还是不一定能买到自己想要的票，就算有，往往也是站票！这其中原委，和后两种购票方式不无关系。而且在大家这样辛苦的排队到售票窗口前，满心欢喜的打算询问一下票的情况时，却在自己话音刚落就得到售票员冷冷的一句：“没票了”或是“站票要不要，不要就走开，别挡着后面的人”。这样的排队买票能不给人一种透彻心扉的失望吗？

第二种电话订票还稍微好点，打电话给订票热线，按照指示一步一步操作。其优点就是不用经历排队的艰辛，可缺点也很明显，那就是无法从电话那一头得到有关自己想要的信息，而且无法订到站票。这种方式只适合那种已经很明确知道自己打算哪天搭乘哪列车回去的订票者。而对于从外地来此的打工者，他们忙于工作，哪还有多余的时间去了解自己的老板何时给自己放假，自己又该乘坐哪列车回家！而且他们急于回家，万不得已绝对会选择站票，而电话订不到站票，所以电话订票不适合这类人。第三种网上订票，据悉今年铁路部门是第一次在全国铁路实行了互联网售票，所以网络购票分担的份额，仅仅占总票量的15%到20%。看起来这貌似不少了，可是各地方铁路局会在15%到20%的票中放置多少坐票多少卧铺多少站票？这个比例却是没做要求的。而且网上购票适合的人群更少，因为网上订票要开通网上银行而且操作跟繁琐，还要注册。要是说农民工可以电话订票，这不假，毕竟打电话谁不会啊，可是上网订票这就不一定了。有一位农民工这样说：“我不懂什么网络订票，就是个穷卖力气的，以前还可以拼拼体力去通宵排队，现在我还能拼些什么？”

而且今年实行这三种订票方式，使得更多人抱怨说一票难求。原因很简单，时间！这样算一笔数据吧：票的预售期都一样，开放售票的时间也都一样，这里就暂定为8:00开始售票吧，在售票窗口排队买票，平均一个人买一张票怎么快也得1分钟假设一个售票大厅有50个售票窗口，而且大家都有秩序的买票且不

多询问售票员问题。那么一分钟一个售票大厅就能卖出50张票。可是打电话呢？打电话订一张票平均用时2分钟，这样看貌似是窗口订票用时更短，可是2分钟内在一个城市里却好几千人能够打进这个电话订到票，而这个城市的售票大厅加上代售点最多也就几百。差距可想而知。网上订票也一样，铁路订票网带宽的设计的最大的运行量是1500兆，购票系统上线前，铁路部门专门进行了压力测试，经过回归验证，调整后的购票系统能够满足日售票交易100万笔的设计目标。或许有人说去售票窗口买票是地方性的，而电话和网站是全国性的，顶得快也正常。但是，后两者相对前者，那真是太轻松了，不用排队，只要动动嘴动动手指就可以了。而且后两种同样也把票售出了，这样排队能买得到的票就比以前少很多。这不就又增加了排队的人买票的难度吗？而且还有个不争的事实，那就是排队买票就算一个人买多张票，那也是已经出票了，别人无法抱怨什么。可是电话不同，电话订票是以订单的形式购票，在去火车站取票之前，可以随时退票（即退订单）而不用负责任，因此有的人电话订票就不止订一张，有的人是为了一张票，多人打电话订到多张票，这样系统就会认定已经出订单了，而使得其他人订不到票。但这时是一个人手握多张票呀！多了没用，于是他又会把多余的票退掉。

车票管理系统可行性分析报告 篇5

1．引言............................................................1 1.1编写目的....................................................1 1.2项目背景....................................................1 1.3定义........................................................1 1.4参考资料....................................................2 2．总体设计........................................................2 2.1需求概述....................................................2 2.2软件结构....................................................3 3．程序描述........................................................4 3.1登录模块....................................................8 3.1.1功能...................................................8 3.1.2性能...................................................8 3.1.3输入项目...............................................9 3.1.4输出项目...............................................9 3.1.5算法...................................................9 3.1.6程序逻辑..............................................10 3.1.7接口..................................................10 3.1.8存储分配..............................................10 3.1.9限制条件..............................................10 3.1.10测试要点.............................................11 3.2查询模块...................................................11 3.2.1功能..................................................11 3.2.2性能..................................................12 3.2.3输入项目..............................................12 3.2.4输出项目..............................................12 3.2.5算法..................................................13 3.2.6程序逻辑..............................................13 3.2.7接口..................................................14 3.2.8存储分配..............................................14 3.2.9限制条件..............................................14 3.2.10测试要点.............................................14 3.3售票模块..................................................15 3.3.1功能..................................................15 3.3.2性能..................................................15 3.3.3输入项目..............................................15 3.3.4输出项目..............................................16 3.3.5算法..................................................16 3.3.6程序逻辑..............................................17 3.3.7接口..................................................17 3.3.8存储分配..............................................17 3.3.9限制条件..............................................17 3.3.10测试要点.............................................18 3.4退票模块...................................................18 3.4.1功能..................................................18 3.4.2性能..................................................19 3.4.3输入项目..............................................19 3.4.4输出项目..............................................19 3.4.5算法..................................................19 3.4.6程序逻辑..............................................20 3.4.7接口..................................................20 3.4.8存储分配..............................................21 3.4.9限制条件..............................................21 3.4.10测试要点.............................................21 3.5改签模块...................................................22 3.5.1功能..................................................22 3.5.2性能..................................................22 3.5.3输入项目..............................................23 3.5.4输出项目..............................................23 3.5.5算法..................................................23 3.5.6程序逻辑..............................................23 3.5.7接口..................................................24 3.5.8存储分配..............................................25 3.5.9限制条件..............................................25 3.5.1测试要点.............................................25 3.6修改统计模...............................................25 3.6.1功能..................................................25 3.6.2性能：................................................27 3.6.3输入项目..............................................27 3.6.4输出项目..............................................27 3.6.5算法..................................................28 3.6.6程序逻辑..............................................28 3.6.7接口..................................................29 3.6.8存储分配..............................................29 3.6.9限制条件..............................................29 3.6.10测试要点.............................................29 3.7系统管理维护模块...........................................30 3.7.1功能..................................................30 3.7.2性能..................................................31 3.7.3输入项目..............................................31 3.7.4输出项目..............................................31 3.7.5算法..................................................31 3.7.6程序逻辑..............................................32 3.7.8存储分配..............................................33 3.7.9限制条件..............................................33 3.7.10测试要点.............................................33 1．引言

1.1编写目的

编写详细设计说明书是软件开发过程必不可少的部分，其目的是为了使开发人员在完成概要设计说明书的基础上完成概要设计规定的各个功能块的具体实现的设计工作。通过对所产生的功能模块进行过程描述，开发一个可以直接转化成程序语言的软件标识，这样可以使软件设计人员很好的了解软件的功能，并对软件的所有模块有一个更深的了解。本说明书在概要设计的基础上，对车站售票管理系统的各模块，程序，子系统分别进行了实现层面上的要求和说明，为进行后面的实现和测试做准备，检验本系统的各项性能指标，及时发现纰漏及时修补。

主要读者：程序员、项目总监、测试人员

1.2项目背景

委托单位：火车站

开发单位：湖南安全技术职业学院

主管部门：电气与信息工程系

开发人员：李姗、李艳亮、易美军、何艳娟

1.3定义

时序图：亦称为序列图或循序图，是一种UML行为图。它通过描述对象之间发送消息的时间顺序显示多个对象之间的动态协作。它可以表示用例的行为顺序，当执行一个用例行为时，时序图中的每条消息对应了一个类操作或状态机中引起转换的触发事件

SqlClien：包含有关专门操作SqlServer数据库的类,包含的是一些数据库操作所需要用到的普通数据，如数据表，数据行等

包：多个类的集合 1.4参考资料

[1] GB8567-88.软件设计文档国家标准——详细设计说明书

[2] 张海藩.《软件工程导论》（第五版）清华大学出版社

[3] 吴建、郑潮、汪杰.《UML基础与Rose建模案例》人民邮电出版社

[4] 胥光辉，金凤林等．《软件工程方法与实践》机械工业出版社

[5] 车站售票管理系统—可行性研究报告

[6] 车站售票管理系统—项目开发计划

[7] 车站售票管理系统—需求规格说明书

[8] 车站售票管理系统—概要设计说明书

2．总体设计

2.1需求概述

火车站售票管理系统主要实现售票自动化，包括售票，订票、退票，查询，统计，为了保证系统正常运行，另外需要专门人员对系统的维护管理。

（1）登录：登录可分为系统管理员登录和售票员登录，在登录模块的描述中，将系统管理员和售票员都看作这个系统的用户，他们根据自己的登录名和密码登录系统，才可进行以后的操作。若用户名和密码输入错误，不匹配，系统将会提示输入错误。若用户名和密码不正确，用户可已重新输入，但只允许输入三次。

（2）查询：查询分为车次查询、站点查询、时刻表查询、票价查询、余票查询。车次查询提供了所有车次浏览、按车次查询、和站站查询，用户可以通过查询来了解列车所经车站以及发车时间等信息。时刻表查询可以查询每一车次在每一站的发车时间和到站时间。票价查询可以让用户按自己的需求来查询所有车次的车票价格；余票查询可以查询到所有车次的剩余车票的情况；（3）售票：根据旅客的需求如发车日期、发车时间、车厢类型、车票类型（学生票、军人票…）等选择用户所需要的车次，然后结算并打印车票给旅客。

（4）订票：由售票点授权或是有一定信誉的售票代理商替代旅客进行预订车票，售票代理商通过电话或是亲自到售票点预订的方式进行预订车票。

（5）退票：处理用户由于某种情况需要退回车票的情况，旅客要在车站指定的时间内进行退票，此外车站售票点还要扣除一定的手续费。

（6）统计：售票统计分别可以按日期统计、按车次统计、按客流方向统计等统计方式，通过察看车票的流向可以得知旅客的大致流向，列车管理人员可以根据客流的流向随时调整列车运行车次，达到列车的合理调度，使列车最大限度的投入使用中，实现资源的合理利用。

（7）修改：包括车次修改、票价修改、站点修改。车次修改包括增加车次，减少车次，车次的临时调度和由于自然灾害造成的临时路线更改。票价修改为节假日、春运等特殊时段或某些特殊地域需要适量增加或减少票价，具体数字有铁路管理定。站点修改可是某些车次增加或减少一些站点。

（8）系统管理维护：管理员通过系统添加用户或者删除用户，并且授予权限，同时维护数据库，保证系统正确运行。2.2软件结构

1.主要功能：完善火车票售票系统，方便铁路局的售票工作，提高铁路局的服务质量和服务效率。

2.性能要求：火车站提供的信息必须及时的反映在铁路局的工作平台上。售票系统的定单必须无差错的存储在火车站的主服务器上。对服务器上的数据必须进行及时正确的刷新。

3.输入要求：数据完整，详实。

4.输出要求：简捷，快速，实时。

5.安全与保密要求：售票员享有对火车站票务信息数据库、列车信息数据库的管理与修改。旅客只享有对票务信息数据库的部分修（写入与读出）。

该系统仅限火车站内部使用，因此使用C/S架构开发。同时，要实现客户端之间使用局域网技术互联，实现数据的共享，另外要求相互之间的操作互不影响。同一张火车票只能由一个客户端卖出，使用线程的同步来实现。

3．程序描述

通过需求分析和概要设计，可以得出火车站售票系统的的类图，该系统中主要包括四个基本类：售票员，火车票，管理员，购票者。购票者向售票员提出请求，购票者有请求购票，请求查询，请求订票，请求退票和请求改签这几个功能。售票员通过与购票者交流后了解购票者的请求信息，进入系统进行操作。售票员和管理员均需要对火车票进行操作，同时，管理员需录入员工信息，维护数据库。

将如上系统类图进行进一步的抽象，可以得出系统的抽象类图，从而在讨论接口问题时，可以更加的清楚，明确。系统主要抽象出三个类、一个接口，将三个类封装到Unit包中，将Com接口封装在Com包中。其中Com接口是该系统主要功能的集合，Com可使用Unit，SQLclient包中的类。Form包包括图形化界面，通过Com包引用。通过Search类来实现查询功能，Sell类实现售票功能，包括售全价票与半价票，Refund实现退票功能，Alter实现修改功能，Count实现统计功能。

由于本系统中售票员是主要的操作者，因此需要明确售票员的状态。3.1登录模块 3.1.1功能

登录可分为系统管理员登录和售票员登录，在登录模块的描述中，将系统管理员和售票员都看作这个系统的用户，他们根据自己的登录名和密码登录系统，才可进行以后的操作。若用户名和密码输入错误，不匹配，系统将会提示输入错误。若用户名和密码不正确，用户可已重新输入，但只允许输入三次。

3.1.2性能

用户通过用户名和密码进入系统，可以确保系统的安全，由于系统管理员和售票员具有不同的权限，因此可以确保系统的权限分明。3.1.3输入项目

用户输入用户名、密码，通过数据库的封装以下表格中。

3.1.4输出项目 根据数据库中存在的表中信息来查询，判断用户名、密码是否正确，正确则显示登录成功信息，若用户名和密码不匹配则提示输入错误。

3.1.5算法

该模块通过访问数据库查询用户登录信息，提取用户输入的用户名和密码，封装成SELECT语句，到数据库中查询相关信息，将信息返回到用户界面。若用户输入错误，弹出错误提示框。

3.1.6程序逻辑

图5.7 登录功能流程图

3.1.7接口

该模块通过Com接口中的Search方法访问数据库，Com接口提供连接数据库的功能。在售票模块中会调用此模块。

3.1.8存储分配 对数据库采取日志记录技术和海量转储技术，并定期进行数据库备份。

3.1.9限制条件

由于登录系统是需要用户名和密码，因此需要用户正确输入用户名和密码，并且是已经注册过的用户。

3.1.10测试要点

确认测试则是要检查已实现的系统软件是否满足了需求规格说明中确定了的各种需求，以及系统软件配置是否完全、正确。系统测试，是将通过确认测试的软件，作为整个基于计算机系统的一个元素，与计算机硬件、外设、某些支持软件、数据和人员等其他系统元素结合在一起，在实际运行环境下，对计算机系统进行一系列的组装测试和确认测试。在登录模块中重点需要测试如下：

（1）输入数据有效性判定；

（2）有效数据输出测试，无效数据输出测试。

（3）系统安全性和反应速度进行测试，系统的稳定性要求

3.2查询模块

3.2.1功能

图5.8 查询功能时序图 查询可分为按车次查询与站点查询，用户通过输入待查询车次或者站点查询车票的相关信息，包括票价，时刻，剩余票数等信息。若用户输入的车次或者站点错误，系统会提示输入错误。

3.2.2性能

能够对乘客要求的大部分查询类型都能够查询，每个查询功能键都一目了然，能快速精确的显示要查询的信息。要求单次的查询系统的处理时间在2秒以内。

3.2.3输入项目

车次号、站名

3.2.4输出项目

通过车辆表信息和时刻表信息，系统可以输出车次号、站点、发车时间、到站时间、剩余票数等信息。3.2.5算法 该模块通过访问数据库查询车票信息，提取用户输入的车次或者站名，封装成SELECT语句，到数据库中查询车票信息，将信息返回到用户界面。若用户输入错误，弹出错误提示框。

3.2.6程序逻辑

图5.9 查询算法流程图

3.2.7接口

该模块通过Com接口中的Search方法访问数据库，Com接口提供连接数据库的功能。在售票模块中会调用此模块。

3.2.8存储分配 对数据库采取日志记录技术和海量转储技术，并定期进行数据库备份。

3.2.9限制条件

由于从查询到查看查询内容全部靠电脑完成，所以需要用户熟悉电脑的基本操作。同时，系统中必须存在的人工处理过程，例如一些信息需要人工输入电脑。

3.2.10测试要点

确认测试则是要检查已实现的系统软件是否满足了需求规格说明中确定了的各种需求，以及系统软件配置是否完全、正确。系统测试，是将通过确认测试的软件，作为整个基于计算机系统的一个元素，与计算机硬件、外设、某些支持软件、数据和人员等其他系统元素结合在一起，在实际运行环境下，对计算机系统进行一系列的组装测试和确认测试。在查询模块中重点需要测试如下：

（1）输入数据有效性判定；

（2）有效数据输出测试，无效数据输出测试。3.3售票模块

3.3.1功能

图5.10 售票功能时序图

根据旅客的需求如发车日期、发车时间、车票类型（学生票、军人票…）等，售票员查询相关的车票信息，选择用户所需要的车次，然后结算并打印车票给旅客。

3.3.2性能

查询车票精确，单次售票任务需要在25秒之内完成，系统的反应时间要求在3秒之内；保证36台机器同时运行该系统不会有过高延时。

3.3.3输入项目 车次、站点、日期 3.3.4 输出项目

根据数据库中存放的车票表，显示车票信息、剩余票数等相关信息。3.3.5算法

售票员输入顾客预购车票的相关信息，到数据库中查询是否有票，若有则打印火车票给顾客，数据库中改车次车票自动减去卖出的票数；若无则提示售票员车票已售完。3.3.6程序逻辑

图5.11 售票算法流程图

3.3.7接口

售票模块提供一个调用查询模块的接口，在Com包中定义。

3.3.8存储分配

对数据库采取日志记录技术和海量转存技术，并定期进行数据库备份

3.3.9限制条件

由于售票过程存在人工处理过程，需要售票员进行人工输入，因此对售票员 有一定的专业要求，需要熟悉电脑的基本操作。3.3.10测试要点

确认测试则是要检查已实现的系统软件是否满足了需求规格说明中确定了的各种需求，以及系统软件配置是否完全、正确。系统测试，是将通过确认测试的软件，作为整个基于计算机系统的一个元素，与计算机硬件、外设、某些支持软件、数据和人员等其他系统元素结合在一起，在实际运行环境下，对计算机系统进行一系列的组装测试和确认测试。在售票模块中重点需要测试如下：（1）查询数据的有效性

（2）正确打印出车票，票数正确

3.4退票模块

3.4.1功能

图5.12退票功能时序图

处理用户由于某种情况需要退回车票的情况，旅客要在车站指定的时间内进行退票，按照票款的80%退款。超过指定时间，只能改签，不能退票。

3.4.2性能

及时的记录下所退回的车票，并快速精确的显示应交付给顾客的余额。

3.4.3输入项目 车票编号

3.4.4输出项目

根据数据库中存放的退票表信息，确认是否可以退票，如果可以退票则显示 退票款，及其他相关内容。并进行数据修改的操作。

3.4.5算法

售票员扫描顾客欲退车票的条形码，获得车票编号，售票员点击退票按钮，将车票编号交给退票控制器。退票控制器到数据库中查询此票是否已售出，若匹配则点击确认退票，退票控制器会自动修改数据库，售票员返还退票款；若不匹配则会提示售票员此票未售出。3.4.6程序逻辑

图5.13 退票算法流程图

3.4.7接口

退票模块需要有与数据库交互的接口，通过Com包中的Connect方法来实现与数据库的连接。3.4.8存储分配

对数据库采取日志记录技术和海量转储技术，并定期进行数据库备份

3.4.9限制条件 由于系统中必须存在人工处理过程，一些信息要人工输入电脑，例如条形码的扫描，因此需要用户熟悉电脑的基本操作，并且需要有扫描仪。

3.4.10测试要点

在退票完成之后，数据确认测试则是要检查已实现的系统软件是否满足了需求规格说明中确定了的各种需求，以及系统软件配置是否完全、正确。系统测试，是将通过确认测试的软件，作为整个基于计算机系统的一个元素，与计算机硬件、外设、某些支持软件、数据和人员等其他系统元素结合在一起，在实际运行环境下，对计算机系统进行一系列的组装测试和确认测试。在退票模块中重点需要测试如下：

（1）库中的记录确定更改

（2）提示车票退票时限准确 3.5改签模块

3.5.1功能

图5.14改签功能时序图

乘客计划临时变更需要更改出发日期，或者退票不成功，可以选择改签服务。售票员收回乘客车票，返还票款，收取手续费。若乘客需要日期的票有剩余，则重新卖给乘客一张票；若票已售完，则退出。

3.5.2性能

保证数据库的一致，具有一定的及时更新能力。3.5.3输入项目

车次、日期

3.5.4输出项目

警告提示、新车票

3.5.5算法 售票员扫描车票条形码，输入到改签界面，控制器进入数据库中确认该车票确实售出。若确实售出，则返还退票款，并根据乘客需求另售一张指定日期车票；若没有售出，警告提示售票员。

3.5.6程序逻辑

图5.15 改签算法流程图

3.5.7接口

改签模块需要调用售票模块的功能，由于两个功能均在一个Com包中，模块之间可以实现互相通信。3.5.8存储分配

对数据库采取日志记录技术和海量转储技术，并定期进行数据库备份。

3.5.9限制条件

由于系统中必须存在人工处理过程，一些信息要人工输入电脑，例如条形码 的扫描，因此需要用户熟悉电脑的基本操作，并且需要有扫描仪。

3.5.10测试要点

确认测试则是要检查已实现的系统软件是否满足了需求规格说明中确定了的各种需求，以及系统软件配置是否完全、正确。系统测试，是将通过确认测试的软件，作为整个基于计算机系统的一个元素，与计算机硬件、外设、某些支持软件、数据和人员等其他系统元素结合在一起，在实际运行环境下，对计算机系统进行一系列的组装测试和确认测试。在改签模块中重点需要测试如下：（1）在改签完成之后，数据库中的记录确定更改

（2）提示车票改签时限准确

3.6修改统计模块

3.6.1功能

图5.16 修改功能时序图

系统管理员通过该模块修改需要变更的车次信息，包括车次修改、票价修改、站点修改。车次修改包括增加车次，减少车次，车次的临时调度和由于自然灾害造成的临时路线更改。票价修改为节假日、春运等特殊时段或某些特殊地域需要适量增加或减少票价，具体数字有铁路管理定。站点修改可是某些车次增加或减少一些站点。

图5.17 统计功能时序图

车票统计主要是统计车票的销售情况以及销售额等。同时通过车票统计还可得知不同日期车流量的情况，列车管理人员可以根据客流的流向随时调整列车运行车次，达到列车的合理调度，使列车最大限度的投入使用中，实现资源的合理利用。

3.6.2性能：

修改模块需要最高的权限，非最高权限人不可修改数据库数据；统计需要较高的可靠性，保证数据的完整性，数据需要定时备份。

3.6.3输入项目

站点、时刻、车次、日期

3.6.4输出项目

报表、修改统计成功提示 3.6.5算法

管理员输入欲修改的车次，提交给控制器，控制器根据管理员输入的信息进 入数据库修改相关表数据，修改成功返回给管理员成功修改提示。

售票员将要统计的车次号输进到统计界面，控制器提取数据，进入数据库查询统计表，返回给售票员，售票员根据车次的售票情况作出销售额、客流情况统计表。

3.6.6程序逻辑

图5.18 统计算法流程图

3.6.7接口

两个方法均封装在Com包中，可以通过Com包的Connect方法连接数据库，并使用SQL语句进行查询或者修改数据库的操作。

3.6.8存储分配

对数据库采取日志记录技术和海量存储技术，并定期进行数据备份

3.6.9限制条件

由于统计过程需要对数据库进行操作，并且需要经常备份数据库，因此需要用户熟悉SQL server 2005 的操作，并能进行日常的数据库维护。3.6.10测试要点

确认测试则是要检查已实现的系统软件是否满足了需求规格说明中确定了的各种需求，以及系统软件配置是否完全、正确。系统测试，是将通过确认测试的软件，作为整个基于计算机系统的一个元素，与计算机硬件、外设、某些支持软件、数据和人员等其他系统元素结合在一起，在实际运行环境下，对计算机系统进行一系列的组装测试和确认测试。在修改统计模块中重点需要测试：修改过程中输入数据要正确有效。3.7系统管理维护模块

3.7.1功能

5.19添加用户功能时序图

5.20删除用户功能时序图

查票销售管理系统涉及数据库以及局域网，数据庞大，对数据要求高。因此需要专门的人员进行维护与管理。该模块实现管理员对系统数据库的维护，以及对数据库的定期备份，同时通过此模块添加或删除用户，并授予相应权限。

3.7.2性能

要求较高安全性与可靠性

3.7.3输入项目

用户编号、姓名、授予权限、备份时间

3.7.4输出项目

日志文件、备份文件、添加成功提示、删除成功提示 3.7.5算法

管理员输入欲添加的用户的编号与姓名等，控制器提取数据，并将其添加到数据库中的员工表中，并返回添加成功界面。管理员输入欲删除的用户信息，控制器提取数据，进入数据库删除该用户所有信息，返回删除成功界面。3.7.6程序逻辑

图5.21 添加用户算法流程图

图5.22 删除用户算法流程图

3.7.8存储分配

对数据库采取日志记录技术和海量转储技术，并定期进行数据库备份。3.7.9限制条件

由于统计过程需要对数据库进行操作，并且需要经常备份数据库，因此需要用户熟悉SQL server 2005 的操作，并能进行日常的数据库维护。

3.7.10测试要点

确认测试则是要检查已实现的系统软件是否满足了需求规格说明中确定了的各种需求，以及系统软件配置是否完全、正确。系统测试，是将通过确认测试的软件，作为整个基于计算机系统的一个元素，与计算机硬件、外设、某些支持软件、数据和人员等其他系统元素结合在一起，在实际运行环境下，对计算机系统进行一系列的组装测试和确认测试。在系统管理维护模块中重点需要测试如下：

（1）添加人员与删除人员的信息无效的处理

学生宿舍管理系统可行性分析报告 篇6

一、系统建立的背景及意义

由于计算机技术的迅速发展和普及，网络通信技术越来越被广泛的应用。管理信息系统在现代社会已深入到各行各业。大学生宿舍管理系统就是一个典型的管理信息系统，学生宿舍管理系统对于一个学校来说是必不可少的组成部分，它可以让宿舍管理工作变的更轻松。学生宿舍管理系统更能帮助宿舍管理员更加轻松方便快捷的管理宿舍。节省大量的劳动力，实现校园信息化管理。

二、现行系统存在的的问题分析

目前学校还停留在宿舍管理人员手工记录数据的最初阶段。学生信息量比较大，需要记录存档的数据比较多，人工记录是相当麻烦的。而且当查询某条纪录时，由于数据量庞大，还只能靠人工去一条条查找，既浪费人力物力，效率也很低。

三、系统的可行性研究

1、系统的开发方式和目标

学校需要的宿舍管理系统能够使宿舍管理员对外来人员拜访登记、保修情况登记、寝室卫生录入情况、学生晚归情况等进行有效的记录。通过这个系统实现宿舍管理的系统化，科学化。更能使学校方面管理人员可以很方便的查询想要的信息。进行统一管理，统一安排。

根据学校目前的状况看来更加适合的是自行组织开发一套系统。因为自行开发的系统一是费用少于购买系统，二是更能适应学校自身的实际情况。

开发系统的总体目标是：系统管理、宿舍管理、学生管理、信息查询、出入登记、信息修改等组成。

2、系统的可行性分析 ⑴管理的可行性：

本系统运行于windows系列系统中，而管理人员基本都可以熟练操作。所以提供一个稳定的运行环境。这套系统也易于学习。管理人员也对这方便的系统做出极大的热情。⑵技术的可行性：

基本方法:做校园内的调查报告，获取宿舍管理员和学生各方面信息情况，从中获取重要信息，并成为建设本系统的重要依据

策略：查阅大量管理系统的相关书籍，从不同方面研究本系统的整个设计，并结合调查报告中所获取的信息，逐渐形成本平台的雏形。

建立模型：从软件工程生命周期角度，建立每一步的参考模型，并在详细设计的总要环节中，分别以管理员身份，管理员和学生的角度去分析与设计。⑶经济的可行性：

在开发系统所需的项目中，校园的内部网络已经建立。硬件完全可以使用学校自身的实验室。后期运行系统也只需一台电脑。再有学校的支持，经济上是可行的。

四、结论

车票管理系统可行性分析报告 篇7

关键词：实名制检票,身份认证,人脸验证,第二代身份证

0 引 言

随着我国铁路客运的快速发展,实名制售检票系统已大规模推广,但当前实名制检票依赖人工进行,检票效率低,消耗大量人力,并且容易造成旅客在检票口滞留。构建自动化的实名制检票系统成为迫切需要解决的问题。目前闸机在非实名制的客票系统已得到了广泛应用,然而实名制售票后却出现了身份认证等新问题。如何使闸机能自动完成实名制检票,已成为目前铁路系统关注的重点。人的面部特征具有乘客身份鉴定的良好特性,将人脸验证技术结合到闸机检票系统中,则闸机可以自动完成实名制检票,解决当前的实名制检票难题。钱玥等[1]通过使用RFID作为车票载体,将旅客的近期的人脸图像作为身份的表征在购票时存入RFID内,进站检票时通过安装于闸机设备上的人脸识别模块比对RFID内存储的人脸图像与摄像头现场采集的人脸图像,判断是否是同一个人。该方法可以有效的完成实名制检票的要求,但需要在售票时采集旅客的人脸图像或旅客提交自己近期的人脸图像,增加了购票成本,且对现有的售票系统改动较大,改造成本巨大。目前我国2代居民身份证基本全部覆盖,2代身份证的机读特性使得利用2代身份证人脸图像自动进行身份认证成为可能。

本文针对现有实名制检票系统的缺陷,提出了基于2代居民身份证人脸图像的实名制检票系统。在不改变现有售检票系统硬件的基础上,引入了基于2代身份证人脸图像的生物认证技术。首先在安检区域获取旅客现场人脸图像、2代身份证人脸图像、身份证的发证时间和车次信息;其次将上述信息上传至认证服务模块,运用基于旅客面部特征的身份认证算法进行身份认证,得到认证结果,生成包含旅客2代身份证信息和人脸认证结果等信息的认证列表;最后将认证列表下传至进、出站闸机,并结合车站现有的AFC检票信息完成出行旅客实名制进站检票和接、送站旅客出站检票。

1 系统设计

本文提出的实名制火车票检票系统在进站安检区域进行旅客所持票证是否一致的判断和人脸图像的采集,并不对旅客本人与所持身份证进行身份认证,这样就避免了人群在安检区域的大量拥挤;闸机检票系统在非实名制检票中得到了很好的应用和认可,本系统要求闸机在原有判断依据的基础上,再进行认证列表的判断,并不会造成旅客通行时间的大量增加;本文提出的基于旅客面部的身份认证算法的训练过程可以离线进行,从而使系统在进行身份认证时具有高的实时性。系统的流程如图1所示。

车站的全部车次的到发信息在一天的固定时刻下发给该系统,同时将变动的车次的到发信息实时下发到系统,到发信息包含:车次号、到站时间、离站时间、检票口信息。为了更好的满足实名制检票要求和规范旅客的行为,对进站旅客进行分类,将出行旅客分为一类,送站旅客和接站旅客分为一类。下面对两类旅客进站检票和出站流程进行详细介绍。

对于出行旅客,旅客需要刷2代身份证和所持车票。① 旅客刷2代身份证和所持车票,验证旅客所持的2代身份证与车票读卡器读出的身份证信息是否一致,若一致,则进行下一步,否则报警提示工作人员;② 根据获得的到发信息验证车票是否符合进站条件,若符合则进行下一步,否则给旅客提供提示信息,提醒旅客正确的进站时间;③ 通过显示屏实时显示采集到的旅客的图像,方便旅客调整姿态等,并将旅客的2代身份证人脸图像、发证时间、车次信息和摄像头采集的旅客现场人脸图像上传至认证服务模块;④ 认证服务模块根据上传信息生成认证列表,认证列表包含下列信息:身份证信息、车次信息、身份认证结果,将认证列表根据认证列表中的车次对应的检票口信息下发到对应的进站闸机;⑤ 进站闸机获得认证列表和AFC检票信息,等待旅客刷身份证或车票,若捕获刷卡信息,则进行下一步,否则继续等待;⑥ 验证读卡器得到的身份证信息或车票信息是否符合AFC检票系统下发的检票信息,若符合,则进行下一步,若不符合则报警提示工作人员;⑦ 若旅客使用车票进站检票,刷卡器将同时读取旅客车票的身份证信息,验证读卡器得到的身份证信息对应的认证列表的身份认证结果是否通过,若通过则打开闸机,完成检票流程,否则报警提示工作人员。

对于送站旅客和接站旅客,旅客只需刷2代身份证。第一步,旅客刷2代身份证,通过显示屏实时显示采集到的旅客的图像,方便旅客调整姿态等,并将旅客的2代身份证人脸图像、发证时间和摄像头采集的人脸图像上传至认证服务模块;第二步,认证服务模块根据上传信息生成认证列表,认证列表包含下列信息:身份证信息、身份认证结果,将认证列表下发到用于接站旅客和送站旅客出站的出站闸机;第三步,上述出站闸机获得认证列表,等待旅客刷身份证,若捕获刷卡信息,则进行下一步,否则继续等待;第四步,验证读卡器得到的身份证信息对应的认证列表的身份认证结果是否通过,若通过则打开闸机,完成出站流程,否则报警提示工作人员。

对于身份证丢失的旅客和未获得身份证的未成年旅客,可通过人工检票口检票上车。

2 系统关键技术

上述系统的关键技术是基于面部特征的身份认证技术,因此本文研究重点集中在旅客人脸图像的验证上。由于2代身份证人脸图像与当前采集到的人脸图像存在较大的年龄差,因此人脸老化对身份认证的影响是最需要解决的问题。本文改进了基于概率特征空间的人脸验证方法,分别采用Gabor[2]特征来表征人脸和支持向量机[3]分类器来实现分类。

鉴于此,本文提出了一种基于面部Gabor特征的身份认证算法,首先对旅客二代身份证人脸图像和当前采集到的人脸图像进行多方向、多尺度的Gabor小波变换,提取Gabor特征;其次进行特征重组,差空间运算,运用主成分分析(PCA)法[4]进行样本降维; 最后构造支持向量机分类器并选取分类效果显著的分类器进行加权投票进而实现身份认证。考虑到我国现有2代身份证的有效期为10年,本算法仅研究年龄差在10年内的身份认证问题。

2.1 身份认证算法框架

本文提出的基于面部Gabor特征的身份认证算法框架如图2所示,进行特征提取之前首先对10年的年龄差分为:0-2年、3-4年、5-7年、8-10年四个年龄差段,在每个年龄差段均进行下述计算。图中,点划线包围的部分是训练框架,虚线包围的部分是身份认证框架。

由于2代身份证存储的图像大小仅为102×126像素,因此在进行人脸区域截取前,先使用双三次插值将其扩大4倍[5]。进行身份认证时,根据上传到认证服务器的2代身份证的发证时间,计算出2代身份证人脸图像与当前采集到的人脸图像之间的年龄差,选择对应的年龄差段的认证算法,得到认证结果。

2.2 算法详细描述

2.2.1 训练阶段算法描述

首先,提取人脸的Gabor特征。本文使用的Gabor核函数定义如下[6]:

本文中Gabor小波取5个不同的尺度(v=0,1,…,4),8个不同的方向(u=0,1,…,7),σ=2π,kmax=π/2,$f=\sqrt{2}$。I(x,y)为图像的灰度分布,I(x,y)的Gabor滤波可以通过Gabor核函数ψu,v(z)与图像I(x,y)的卷积得到:

Ou,v(z)=I(z)×ψu,v(z) (3)

Ou,v(z)表示Gabor小波变换后得到的Gabor特征。首先对每个Gabor特征输出Ou,v(z)进行采样率为ρ=4的下采样,得到O${}_{u,v}^{\rho }$(z);其次对O${}_{u,v}^{\rho }$(z)标准化处理即转化为均值为0,方差为1的矩阵O${}_{u,v}^n$(z);最后将O${}_{u,v}^n$(z)转化为列向量x${}_{u,v}^n$(z),对每个Gabor特征输出均进行上述运算。可以得到人脸的Gabor特征表示为:

On(z)={x${}_{0,0}^n$(z),x${}_{0,1}^n$(z),…,x${}_{7,4}^n$(z)} (4)

其次,生成训练样本。假设有I1,1,I1,2,I2,1,I2,2,…,IK,1,IK,2,K对m×n人脸样本图像Ii,j,i=1,2,…,K,j=1,2,均属于同一年龄差A段。Ii,1和Ii,2为同一人的两幅年龄差在A段的图像。由式(4)可得图像Ii,j的 Gabor特征:

On(Ii,j)={x${}_{0,0}^n$(Ii,j),x${}_{0,1}^n$(Ii,j),…,x${}_{7,4}^n$(Ii,j)} (5)

把不同图像的同一尺度和方向的特征重组,得到40个特征矩阵:

F${}_{u,v}^{{\rm I}}$={x${}_{u,v}^n$(I1,1),x${}_{u,v}^n$(I1,2),…,x${}_{u,v}^n$(IK,1),x${}_{u,v}^n$(IK,2)} (6)

v=0,1,…,4,u=0,1,…,7。对F${}_{u,v}^{{\rm I}}$做类内差运算得到对应的初始类内差矩阵:

M${}_{u,v}^{{\rm I}}$={yu,v(I1),yu,v(I2),…,yu,v(IK)} (7)

其中y${}_{u,v}^{}$(Ii)=x${}_{u,v}^n$(Ii,1)-x${}_{u,v}^n$(Ii,2),再应用PCA方法分别对M${}_{u,v}^{{\rm I}}$进行降维,累计方差贡献率取99%,得到类内差样本矩阵:

W${}_{u,v}^{{\rm I}}$={wu,v(I1),wu,v(I2),…,wu,v(IK)} (8)

v=0,1,…,4 u=0,1,…,7

其中wu,v(Ii)对应于y${}_{u,v}^{}$(Ii)经PCA降维后的向量。

设有L对m×n人脸图像(D2i-1,1,D2i,2),i=1,2,…,L,表示不同人的年龄差在A段的人脸图像。根据上述运算可得到重组后的特征矩阵:

F${}_{u,v}^D$={x${}_{u,v}^n$(D1,1),x${}_{u,v}^n$(D2,2),…,x${}_{u,v}^n$(D2L-1,1),x${}_{u,v}^n$(D2L,2)} (9)

对F${}_{u,v}^D$做类间差运算得到对应的初始类间差矩阵:

M${}_{u,v}^D$={yu,v(D1),yu,v(D2),…,yu,v(DL)} (10)

其中yu,v(Di)=x${}_{u,v}^n$(D2i-1,1)-x${}_{u,v}^n$(D2i,2)

将M${}_{u,v}^D$投影到W${}_{u,v}^{{\rm I}}$的PCA空间,进行降维,得到降维后的类间差样本矩阵:

W${}_{u,v}^D$={wu,v(D1),wu,v(D2),…wu,v(DL)} (11)

其中w${}_{u,v}^D$(Di)对应于y${}_{u,v}^{}$(Di)经投影降维后的向量。

将同一尺度和方向的Gabor特征对应的类内差矩阵和类间差矩阵组成一个样本矩阵Wu,v:

Wu.v={W${}_{u,v}^{{\rm I}}$,W${}_{u,v}^D$} (12)

v=0,1,…,4 u=0,1,…,7

最后,训练支持向量机分类器。以Wu.v为训练样本,训练对应的支持向量机分类器SVMu,v,对于支持向量机核函数的选取是一个开放的问题,在这里我们参考文献[3],采用径向基核函数:

H(x,x′)=exp(-γ‖x-x′‖2) (13)

并对每个分类器进行网格参数寻优,选择交叉验证意义下的最佳分类准确率大于75%的分类器,令选出的分类器分别为SVM${}_1^o$,SVM${}_2^o$,…,SVM${}_{{\rm N}}^o$,共N个分类器。

2.2.2 认证阶段算法描述

输入两幅图像,年龄差属于A段,选取SVM${}_i^o$所对应的尺度和方向上的Gabor核函数,i=1,2,…,N,对图像进行Gabor变换,并进行上述运算,进行PCA降维时使用训练集中使用的投影矩阵,最后由所选出的N个支持向量机分类器判决得到N个判决结果,将判决结果进行加权投票,权值由分类器经参数优化后得到最佳分类准确率的大小确定,根据选票多少决定两幅图像是否是同一个人。

3 可行性分析

本文提出的实名制火车票检票系统除了基于面部特征的身份认证技术外,其余采用的技术均已相当成熟,并且对原有的售检票系统无需做重大改动。为了验证本文提出的基于面部特征的身份认证算法的可行性,在FGnet[7]人脸数据库上进行了针对性的实验,FGnet人脸图像库被广泛的应用于与年龄相关人脸分析。该图像库包含82个人的1002幅与年龄相关的正面人脸图像,其中每个人有6到18幅标有年龄的图像,数据库中的年龄变化范围为0-69岁。实验条件如下:

1) 选取FGnet人脸数据库年龄在16岁到69岁的53个人的343幅图像作为训练集数据库;

2) 测试集数据库由FGnet数据库中的31个人的年龄在16-69岁的174幅图像组成,测试集与训练集形成的样本没有重叠;

3) 对年龄差段进行分类,将年龄差10年划分成四段,分别为0-2年、3-4年、5-7年和8-10年;

4) 提取人脸图像特征之前,所有人脸图像都归一化为84×96像素大小。

正确接受率和正确拒绝率是面向确认任务的人脸识别算法的两个重要评价指标。表1显示了提出的身份认证算法的正确认证率、正确接受率CAR(correct acceptance rate)及正确拒绝率CRR(correct reject rate)。由于实验用的FGnet人脸数据库中的人脸图像采集自日常生活,在光照、表情方面存在很大变化,这对算法的鲁棒性提出了较高的要求,通过表1可以得出,本文提出的算法对于年龄差在10年内的人脸验证问题,可以达到90.29%以上的正确认证率,并且在3-4年龄差段达到了96.43%,这是由于算法在3-4年龄差段所选取的分类器对应的鉴别特征相对于其他年龄差段选取的特征具有更强的分类性能,从而使得算法在3-4年龄差段得到最高的正确认证率。算法在10年整个年龄差段内的平均正确认证率为94.14%,说明本算法对光照和表情变化具有鲁棒性,能够满足实名制检票的要求。

为了验证身份认证算法的实时性,选取72幅人脸图像进行实验,实验环境为Matlab r2010a、32位版本;硬件环境为台式电脑,CPU为i7-3770、内存为4G。实验过程从人脸图像的预处理开始到得到身份认证结果结束,统计这段时间算法所耗费的时间。实验表明72幅图像形成36个认证样本并得到认证结果的总时间为10.3s,平均完成一次认证的时间为0.29s,正确认证样本个数为35个,正确认证率达到了97.22%,通过提高硬件环境的配置可以更加进一步缩短认证所需的时间。由于进行身份认证时是基于一对一的人脸验证,验证的两者均是在现场采集,因此实验选取的图像库的规模对于身份认证算法的时间性能并没有本质上的影响。由此可见,该系统可以大大提高实名制检票的效率,且能保证高的可靠性和实时性。

本文提出的实名制火车票检票系统对旅客情况进行了分类,分为出行旅客、接站旅客和送站旅客,将接站和送站旅客归为一类,出行旅客归为另一类。通过对送站旅客和接站旅客进行进站人脸图像采集和身份证刷卡出站,完成实名制认证,可以有效地杜绝“黄牛党”代人买票,送旅客进站检票情况及旅客利用站台票逃票情况的发生;通过对出行旅客进行进站人脸图像采集,旅客刷2代身份证或车票检票,完成实名制认证,可以解决现有实名制火车票检票系统存在的检票效率低、劳动力消耗大等问题。该检票系统充分利用现有车站的基础设施,以最小的改造成本实现自动化的实名制检票系统,减少了劳动力投入,提高检票效率,同时采用基于人脸面部的生物认证技术实现了一种既环保又安全的实名制认证方法,规范了旅客的出行行为和保障了铁路运输的安全,实为一种高效、便捷、可行的实名制火车票检票系统。

4 结 语

本文提出了一种基于面部特征的实名制火车票检票系统,首先提取旅客2代身份证人脸图像和现场人脸图像;其次运用基于面部Gabor特征的身份认证算法完成身份认证,根据认证结果生成认证列表;最后通过认证列表的方式连接现有闸机检票系统,完成实名制检票。本文提出的身份认证算法可以有效解决复杂光照和具有面部表情的条件下存在人脸老化的一对一人脸验证问题;该实名制检票系统可以有效地解决铁路客运实名制检票系统中存在的人工检票效率低、易造成旅客在检票口滞留等问题,同时可以有效地打击“黄牛党”代人买票和旅客利用站台票逃票的行为。

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