身处21世纪的我们正在经历的是一个信息技术高速发展的时代，信息社会的高速发展也伴随着软件行业的不断发展，计算机软件技术不断提高，各国的软件产业也在相互促进中得到了史无前例的高速发展，世界各国人民也对软件产生了极大的应用需求，可以毫不夸张地说，软件已经影响着正在世界上生活的每一个人，软件也成为了信息社会的一个重要组成部分，并在世界发展上发挥着举足轻重的作用。

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早在2019年我国便是世界软件水平排名第二的大国，但是大家知道我国打造的技术难度最高的软件是什么吗？那就是单杏花研发的中国铁路客票发售和预定系统，也就是12306系统并以此斩获国家科技进步一等奖。那么为什么12306成为最难打造的软件呢？12306的产生又对当今社会发展存在着哪些意义呢？

要知道自从12306 这个软件设计之初，一直到其完工整整花费了花费了3个亿，但是很多人却纷纷吐槽道，这个软件的界面设计地如此简陋，而且系统卡顿还经常会出现系统整个崩盘的现象，它的制作居然要花费上3个亿，这是不是就是设计团队的能力低下所导致的，一个普通的购票软件而已，居然要投入这么多的经费简直是令人意想不到。

但是大家不知道的，在全中国最复杂的的软件系统便是12306，在我们眼中它可能只是一个用于简易地搜索一下列车编号，然后便会有许多的信息展现出来了，就好像一个简易的搜索引擎，不比百度高级到哪里去，但是要知道，当我们搜索列车时刻表想要购买车票的时候，在其背后需要进行复杂的计算，综合多种信息。

整个购票过程要协调列车的起止时间，结合当时当日的余票、起止站、乘客身份信息等重要内容寻找与之匹配的合适的车次，从而展现出精准的列车时刻表，并要与当天会发生的所有紧急情况做出迅速的反应，避免数据因为存在的时间差问题造成不必要的麻烦，要协调好全国的车次信息，并且呵呵车站的售票系统产生联系，进行数据的交流共享，否则便会产生卖出一张早就已经售出的车票，闹出这样的乌龙。

同时要知道，当一张车票出售之后，过程当中只有十五分钟的反应时间，12306的系统便是要在这十五分钟之内完成全部的交易，才能够正式出票，在十五分钟之内没有完成交易的票还要重新回到余票的计算系统，而每一次的退票、改签以及到时未支付的余票都是当天系统即将面临的一项难题。

而且在一天当中全国各地有许多人正在同一时间同时购票，票据的内容便会产生交叉重叠，为了防止两个人在同一时间买到相同的票，就需要大数据精准把控，计算系统迅速计算，并由控制系统进行调节安排，12306要实时调动所有数据，买票之后如何重新分配下一个时间段，在线上购票之后，剩下的内容还要及时通知线下的购票口，要达到线上线下的消息流通迅速而且准确，以免造成线上线下的信息差。

单杏花勇担科技大旗

事实上，中国对于这一购票系统的设计与研发在一开始是面向全球招标的，但是没有人能够站出来接受这个任务，中国铁路公司也去找过阿里集团，但是在当时的网络巨头阿里也没有办法，最后还是单杏花团队接了这个任务，而这庞大的数据量需要有一个仓库存放，国家选择放在了阿里云里面。12306的研发者单杏花，也凭借这一项目获得多项殊荣，在研发优化12306系统的过程中，由单杏花主持或参与的重大科研项目，先后获得国家科技进步奖一等奖和中国计算机学会王选奖二等奖。

在问题产生之后，面对着社会上没有任何一个团队能够接手这一设计难题，在没有办法的关键时刻下，国家只能自己建立团队展开研发，在这个紧要关头，单杏花接手了这个棘手的任务，她曾经想要采用集中与分布相结合的客户服务器结构，但是由于席位全部集中到路局中心和支持车站取消服务器两个关键技术之上，系统便由以往的二级或二级半变更为两级或二级的体系结构。

于是由单杏花设计的客票系统网络重新采用了分层拓扑结构，她将其划分为3层，分别是核心层、汇聚层和接入层三个层面，从而改良了原有的弊端，解决了许多技术上的难题，能够更精准更全面地处理信息资源，提高整个系统的工作效率，以及工作的准确率，大大减少了发生计算错误或者信息不对等的准确性。

核心层是涵盖铁道中心和所有的地区中心的公用的节点，其结构采用的是新型的网状部分结构，其覆盖范围极广，使整个系统内部的中枢神经，如果将整个系统比作人体，那么核心层便是其中最重要的一部分大脑，起着调节和控制的作用，对整个系统的稳定运行起着决定性的作用，并对整个系统的程序运营起到核心作用。

2、汇聚层

汇聚层是覆盖范围最广的一个层级体系，它涵盖了地区中心以及各个中心其下属包括的部分联网车站的网络系统，以及地区中心至各个汇聚点的网络和在城市中连成环网的车展至地区的中心网络，整个系统设计的结构是采用了星塑和环塑相结合的网络结构，能够完全地展示出整个系统的工作优势，是经过计算对比后的最优系统。

3、接入层

接入层则是与各个具体地区联系最密切的一项系统，它主要是用于接入地区中心下属部分车站通道的一项网络系统，在其内部结构采用的是与以上两种有所不同的采用星形和环型相结合的网络结构，具有前两种系统不具备的独特优势，更是有利于本层级发挥自身优势的最合适的系统结构模式，能够完全展示出自身的工作特征，符合运营模式。

12306究竟归功于谁

12306整个系统和阿里究竟存在着怎样的关系？阿里在这里提供了一个存放数据的仓库， 这些年，一个有趣的坊间消息被多家媒体在报道中引用，2012年5月铁道部邀请阿里巴巴等多家互联网公司技术骨干，作为顾问向12306项目提建议，其中部分已被采纳， 阿里巴巴集团公关总监杨磊公开否认有阿里团队技术支援的事情。

中国曾经向全世界招标，最终，美国“IBM成熟解决方案”和清华大学Web与软件技术研究中心掌握自主知识产权的分布式解决方案入围，但是最终都无法完成。单杏花研究的整个12306系统，都是有专门研发论文的，她的功劳是不能够被剥夺的，这样的主要功劳也绝对不能仅仅冠在阿里身上去，要知道淘宝是属于定品系统，而12306属于定件系统，难度根本不在一个水平线。

事实上，阿里云只是在春运等流量高峰时期把一部分查询服务放在了阿里云上，12386本身还是用的自建的服务器，简单理解来说，春运期间，抢票刷票查询的太多，这里面很多都是无效数据，通过把查询服务部分分流阿里云，来减轻压力，阿里云起到一个仓库的作用。阿里云本来就是云储存，给企业存放企业数据的，中国铁路没必要自己研发云储存，所以用了阿里云存放数据。

有些人拿淘宝和12306比，说淘宝处理的信息量大，结果他们没想到12306售卖同一趟火车票，会有无数个票段需求，并不是全部的人都从头坐到终点站的，大家想想其中的道理就知道了实现起来的不容易。

不过在整个过程中阿里的确派了很多算法工程师去支持12306，而且时间还是很长的，的确也一分钱没有收，但这事的确对外不能公开，牵扯到的人太多，背后可能都是利益在权衡， 阿里在这事只能做无名英雄了。而且在后来是阿里云提供服务器供前端查询，分流一部分流量才稳定下来，否则再追加3亿也无济于事。

铁路电脑售票系统是从1996年，在国防科大专家的辅助下开始搭建的，经历了非常多次升级换代，应该IBM、清华、阿里，还有非常多铁路科技人员，一线员工都是做了贡献的，毕竟12306的业务是全世界都没有经历过的，但凡是为人民大众做出贡献的，我们的社会都不会忘记。

为什么这个系统压力巨大

举个简单例子，从深圳开往北京的列车，对铁路局来说，全部是深圳上北京下的客人，那收益最高，但实际为了保证中途其他站的人能买到票，那么就得留票给后面的人，这种时候可能会出现同一趟列车，深圳到北京无票，但是深圳到武汉，武汉到郑州有票，郑州到北京有票，这样便会造成许多不便

或者更复杂点，同一趟列车没有直达票，但是间隔不久的其他车次有票，可以换乘。 如果是上个世纪，没有12306，你只能自己应付这种情况，买个半途车去后面的大站碰运气，但是现在12306要快速实时算出来，那就得考虑性能问题了。

如此复杂的关系处理核心在于计算能力的高效快捷，也就是要求具备每秒上百亿千亿次的计算能力才行，因为线上线下查询接入售退票等信息要能瞬间转换完成都需要超级计算力的支撑，所以这一系统的运行才会如此充满压力。

在近些年来，12306的购票系统确实给民众的日常生活带来了极大地便利，人民也在不断享受着这一系统带来的红利，12306朴实好用，值得信赖，自从有了这个购票软件，查询铁路车次和票价信息，购买车票都是它了，再也不用去火车站挤，黄牛党彻底消失，铁路成了出门首选！

无论最后这样一个造福人民的功绩最终会花落谁加，都要真的很佩服12306的研发者，把能够想到的服务基本都包括进去了，解决方案很有创意，并且靠着强大的科技实力，投入了巨大的精力，面对问题需求多样，解决算法复杂，处理结果精准，反应迅速敏捷，从开始的步履蹒跚到现在稳定从容可谓是得来不易。

那么这样一项功绩究竟是谁的功劳？在未来12306系统又应该进行哪些具体的改进呢？欢迎在下方留言分享。

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