铁路票务的“超级大脑”

2025年春运期间，全国铁路累计发送旅客5.13亿人次，日均发送1282.5万人次。中国铁路12306作为世界上最大的票务实时交易平台，面对如此巨大的客流量，它是如何保障系统稳定运行的？又是如何保障票务数据的一致性和准确性的呢？

出售一张车票背后的数学原理是：从一趟车次的车站里选两个（始发站和终到站）进行组合。例如，京沪高铁有24个车站，若是一趟列车每站都停，那这列高铁一张票的售出方式高达276种。

当这一车次某一段车票卖出去后，还会产生新的车票组合，这被称为车票的动态裂变。假设一趟车有1000个座位，售票过程中就可裂变出上万种可能！

12306的售票难度还远不止这些。同一条路线，可能有直达、特快、动车、城际、高铁等不同车次；每趟列车又分硬座、软座、硬卧、软卧、商务座等席位类型；同时，还有学生票、儿童票、残军票等不同折扣。这就好比一个定制套餐，不同的菜品、口味、配料组合起来，可以形成无数种个性化的选择。

春运时，上亿旅客的购票需求，碰上车票供给的无数可能性，12306高峰期日均访问量高达830亿次，平均每秒要应对96万次的访问量，单日最高售票量超2162万张，每秒售出超1000张车票，这压力可想而知！

面对这么大的压力，12306有五大核心技术来“撑腰”！

它就像车站窗口排队，把互联网上的海量购票请求按时间顺序放进排队系统，按照“先进先出”的规则，异步完成购票交易。

例如，你在12306上提交订单，系统就给你发了一个“虚拟号牌”，让你排队等着，还会告诉你当前排队编号，这样既让购票体验变好，又防止服务器被瞬间流量冲垮。

异步交易排队系统不仅解决了高并发访问的问题，还在系统中引入了公平性的保障。系统采用了严格的用户行为检测和请求验证机制，旅客在提交购票请求时，系统会验证其行为是否合法，确保请求来自人工操作而非自动化脚本，防止恶意用户通过技术手段插队。

首先，构建分布式的余票处理集群，将全国余票数据拆分到多个内存节点，每个节点负责特定的车次。计算余票时，系统瞬间定位到相应车次的内存节点，这相当于先把杂乱无章的房间整理得井井有条，再找东西，速度肯定要比直接在乱七八糟的房间里找东西快得多。

其次，研发余票内存计算系统。不同于传统的数据库从磁盘读取数据，内存式计算将余票数据储存在内存中直接读取，实现了处理速度从秒级到毫秒级的突破，不仅满足了每秒数万甚至数百万次的余票计算需求，而且确保了数据的一致性，有效防止车票超售。

在同一个城市建立两个数据中心，这两个数据中心通过实时数据同步和流量调度，确保即使一个数据中心发生故障，另一个数据中心也能快速接管，保障系统持续运行。

此外，负载均衡技术在高峰期自动调配流量，避免了过度依赖单一数据中心的风险。这就像两个“互为备用的心脏”，一个数据中心因为高并发流量过载宕机时，另一个能马上接管，分担流量，保障系统不间断稳定运行。

由铁路私有云和公有云组成。私有云处理购票等核心操作，公有云处理余票查询等。混合云架构通过流量策略分配，共同承担访问、支付、查询压力，公有云就像扩招了客服团队，能轻松扛住每秒近百万次的余票查询，帮私有云分流压力。

售票要写入数据，换票、退改要更改数据，订单查看要查询数据，同一份数据有不同操作需求。12306设计了“读写节点分离、售取节点分离”的弹性扩展核心交易架构，这就像餐厅高峰期，炒菜（写入操作）和传菜（查询操作）分工明确，避免数据相互阻塞，让系统响应更快、操作更稳。

从1876年中国铁路商业运营开始，人工售票方式延续了一个多世纪。但在过去20多年里，铁路售票方式从人工售票，到窗口计算机售票，再到网络自助购票，直到现在全面实施电子客票。12306让窗口购票排队成为历史，带来全新出行体验，也推动了铁路信息化的大发展。

（责任编辑 / 高琳美术编辑 / 周游）

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