鐵路口岸信息系統(tǒng)實現(xiàn)BPM與SOA融合的研究

張文塔

（鐵道部 信息技術中心，北京 100844）

我國鐵路共有9個口岸站，其中，滿洲里是全路最大的陸路口岸站，主要擔負俄羅斯和東歐各國與中國進出口貨物的交接、換裝和運輸任務，享有“亞歐大陸金橋”的美稱。近年來，中俄貿易迅速發(fā)展，2010年中俄鐵路口岸貨運量將由原來的2000萬t 提高到6000萬t，雙邊貿易額將達到600億～800億美元，其中滿洲里—后貝加爾口岸運量將由1000萬t 提高到3000萬t。中俄雙方為實現(xiàn)上述目標，著力采用先進的管理理念和信息技術，深入挖潛擴能，優(yōu)化作業(yè)流程，加速車輛周轉，加強協(xié)調配合，全面提高口岸站的運輸效率和效益。

1 相關理論與技術

業(yè)務流程管理(Business Process Management，BPM)是當前世界上公認的提高業(yè)務管理水平的有效方法，是由業(yè)務流程重組(Business Process Reengineering，BPR)和持續(xù)改進(Business Process Improvement，BPI)相結合發(fā)展而來的管理體系。其核心理念是根據業(yè)務環(huán)境的變化，推進人與人之間、人與系統(tǒng)之間，以及系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的整合及協(xié)作機制，適應業(yè)務流程不斷優(yōu)化的需要，是隨業(yè)務需要而變化的管理方法。

面向服務的體系架構(Service-Oriented Architecture，SOA)在世界信息技術領域計算平臺中處于核心位置，是以服務為中心來組織架構元素，將應用程序的不同服務(功能單元)通過服務間定義良好的接口和契約聯(lián)系起來，接口獨立于硬件平臺、操作系統(tǒng)和編程語言。SOA通過松散耦合和隔離關注等設計原則實現(xiàn)架構靈活性，通過可重用的服務實現(xiàn)架構的可演進性，幫助彌合業(yè)務需求與企業(yè) IT 支持能力之間的鴻溝，是隨服務需要而變化的技術體系。

BPM是管理方法上的重大變革，SOA是信息技術上的重大進步。在推進企業(yè)發(fā)展中獨立地實施SOA或 BPM 都不能充分發(fā)揮兩個體系的優(yōu)勢，惟有將兩者有機地融合，才能實現(xiàn)優(yōu)勢互補。

對于SOA架構的系統(tǒng)而言，服務模塊是通過BPM 確定的，即通過 BPM 分析企業(yè)的既有業(yè)務流程，優(yōu)化再造新的業(yè)務流程，然后層層分解。脫離了 BPM 的 SOA 就缺乏了靈魂，縱然企業(yè)的 IT 基礎架構再好(松散耦合、開放標準等)，也只是技術上的提升，而不能實現(xiàn)業(yè)務流程再造的預期目標。

SOA可以作為一座橋梁，將通過BPM確定的業(yè)務流程和底層的集成框架無縫連接。通過采用SOA，企業(yè)能夠構造高水平的業(yè)務流程，方便地將系統(tǒng)、人員、流程進行整合，快速響應不斷變化的業(yè)務需求。

前端用BPM的思想來構建業(yè)務驅動的流程管理平臺，后端由SOA來集成企業(yè)中現(xiàn)有系統(tǒng)并封裝成服務提供給BPM調用組合，SOA-BPM 組合框架從管理和技術兩方面，實現(xiàn)流程優(yōu)化的敏捷化和應用集成的靈活化。BPM 和 SOA 的有機融合，可以最大限度地發(fā)揮兩個體系的優(yōu)勢，為企業(yè)的發(fā)展注入勃勃生機。

2 鐵路口岸站業(yè)務分析

2.1 口岸站業(yè)務現(xiàn)狀

口岸站的貨物運輸主要是國際聯(lián)運業(yè)務，包括進口和出口兩大流程。進口流程實現(xiàn)與對方國家鐵路貨車和貨物的交接，以及與國內運輸方式的銜接；出口流程實現(xiàn)從國內運輸方式向國際聯(lián)運的轉換，以及與對方國家鐵路貨車和貨物的交接。

滿洲里站的進口業(yè)務涉及中俄兩方，中方包括鐵路、海關、邊檢和貨代等業(yè)務，涉及業(yè)務崗位多，處理環(huán)節(jié)繁雜。業(yè)務流程涵蓋以下4個階段。

（1）形成階段。貨物到站后，俄方交接員將核對的紙質運單交給中方交接員；運單經過翻譯審核后，錄入口岸國際聯(lián)運系統(tǒng)，貨調據此請求配車。

（2）審核階段。交接所將審核的聯(lián)運運單報檢報關，海關和國檢對票據初審后，將執(zhí)法指令返給中方交接員；貨代公司取票后，報關報檢，海關和國檢進行審核。

（3）確認階段。貨代公司變更去向、到站和收貨人等信息。

（4）作業(yè)階段。進口貨運員印制國內貨票，車號員將有票標記記入現(xiàn)車管理系統(tǒng)，編成列車、生成列車編組順序表，發(fā)車。

2.2 口岸站信息系統(tǒng)應用概況

隨著全路信息化建設，滿洲里站先后實施應用了以下信息系統(tǒng)。

（1）現(xiàn)車系統(tǒng)。現(xiàn)車系統(tǒng)管理車站現(xiàn)有的貨車、機車和守車，對車輛進行合理調度，動態(tài)實時跟蹤車輛位置和狀態(tài)變化，實現(xiàn)列車接發(fā)、解編，站內調車、取送車，以及現(xiàn)在車信息查詢和統(tǒng)計。

（2）貨票系統(tǒng)。貨票系統(tǒng)采集貨票原始數(shù)據，自動計算各種貨運費用和打印貨票，并將貨票信息自動傳送到鐵路局和鐵道部貨票庫。

（3）確報系統(tǒng)。確報系統(tǒng)以“列車編組順序表”為基礎信息，以產生列車信息的車站、鐵路局、鐵道部為節(jié)點，實時發(fā)送、接收、轉發(fā)列車確報，并建立確報信息庫，為運輸部門提供統(tǒng)計分析功能。

（4）貨調系統(tǒng)。貨調系統(tǒng)以貨運計劃、技術計劃等運輸計劃為依據，列車工作計劃為基礎，自動或輔助生成貨運日(班)計劃，自動上傳下達各類信息，匯總、整理運輸生產數(shù)據，生成工作報表。

（5）鐵路口岸信息平臺。鐵路口岸信息平臺由國際聯(lián)運系統(tǒng)和傳輸通信平臺兩部分組成。其中，國際聯(lián)運系統(tǒng)涵蓋現(xiàn)場作業(yè)的主要環(huán)節(jié)，實現(xiàn)運單處理、票據變更、換裝作業(yè)、貨區(qū)貨位管理、報車單、車輛清算、出口交接單、集裝箱管理等；傳輸通信平臺實現(xiàn)與海關的聯(lián)網互通、進口貨物信息和執(zhí)法信息的交換與共享。

另外，已投產或部分投產的項目還有十八點統(tǒng)計、客調、客票、行調、辦公自動化等系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的實施，為運輸業(yè)務提供了有力的支持。

2.3 存在的主要問題及優(yōu)化方向

（1）貨物到站后方報關報檢，造成車輛停留時間長、使用費高。優(yōu)化方向：中俄雙方在裝車完成后，及時與對方進行信息交換，口岸站預報關報檢，進行貨物查驗準備，減少車輛停時。

（2）進口貨物信息不準，對換裝的準軌空車數(shù)量及車種需求量不易安排，造成換裝作業(yè)時間長，占用換裝場資源多。優(yōu)化方向：中俄雙方實時交換口岸確報、站存車信息，口岸站根據上述信息提前安排空車，組織裝卸力量。

（3）車站作業(yè)崗位獨立，形成職能和信息孤島，造成業(yè)務流程不暢，數(shù)據不能共享。優(yōu)化方向：打破崗位孤島，通過業(yè)務流程優(yōu)化和信息共享，調整崗位設置，提高工作效率。

（4）信息系統(tǒng)沒有形成閉環(huán)管理，國際聯(lián)運運單等關鍵業(yè)務流程，缺少信息系統(tǒng)的支撐。優(yōu)化方向：開發(fā)實施新的功能，提升信息系統(tǒng)對業(yè)務流程的覆蓋率。

（5）信息相對封閉，與聯(lián)運國的數(shù)據共享程度低，沒有最大程度地發(fā)揮信息系統(tǒng)的價值。優(yōu)化方向：搭建 EDI 平臺，實現(xiàn)與俄羅斯鐵路等合作伙伴的信息交換與共享。

3 鐵路口岸業(yè)務及信息流程優(yōu)化設計

3.1 業(yè)務流程優(yōu)化

根據對滿洲里站業(yè)務和信息系統(tǒng)的分析，在業(yè)務上，目前的流程已成為制約口岸站作業(yè)效率和效益的瓶頸；在技術上，既有信息系統(tǒng)形成的孤島在無法滿足業(yè)務發(fā)展需求的同時，也帶來巨大的維護成本。為此，按照 BPM 的理念和 SOA 的體系架構，進行口岸業(yè)務流程的優(yōu)化和信息系統(tǒng)的升級，預期達到以下目標。

（1）實現(xiàn)預報關，提高通關效率。中俄雙方進行國際聯(lián)運電子數(shù)據交換，利用俄方提前交換的運單信息，進行預報關報檢，對于需要查驗的貨物，提前做好查驗準備，縮短外方貨車停留時間，降低車輛使用費。

（2）打破信息職能孤島，實現(xiàn)信息共享。改變目前各崗位之間職能孤島的現(xiàn)狀，避免數(shù)據的重復錄入，實現(xiàn)信息系統(tǒng)間的互聯(lián)互通和信息共享，提高數(shù)據的準確性和一致性。

（3）提供便捷方式，提高服務水平。通過互聯(lián)網為貨代公司提供便捷的業(yè)務辦理手段，改變貨代公司到口岸站提報運單和進行變更申請的作業(yè)方式，提升鐵路服務形象。

3.2 信息流程設計

根據優(yōu)化后的業(yè)務流程，信息流程設計如圖1所示。

圖1 信息流程設計示意圖

中俄之間的數(shù)據采用EDIFACT格式，鐵道部與海關總署和質檢總局間的數(shù)據采用XML格式，數(shù)據在鐵路廣域網內傳輸時同樣采用XML格式。滿洲里站的作業(yè)按照優(yōu)化后的業(yè)務流程進行設計，覆蓋形成、審核、確認和作業(yè)4個階段。

為確保數(shù)據交換的安全，同時綜合考慮易維護性和投資等因素，經過鐵道部與俄羅斯鐵路專家、海關總署信息專家的多次會談，各方一致同意國家之間、部委之間的信息交換僅在部/總署/局間進行，即鐵道部和俄羅斯鐵路之間的信息交換在鐵道部和俄羅斯鐵路股份公司之間進行；鐵道部與海關之間的信息交換在鐵道部和海關總署之間進行。

4 鐵路口岸信息系統(tǒng)整合總體方案

4.1 系統(tǒng)功能設計

（1）電子數(shù)據交換功能。電子數(shù)據交換是為了實現(xiàn)中國鐵路與俄羅斯鐵路信息系統(tǒng)間信息共享，減少紙面單證，提高多式聯(lián)運整體效率，從而促進口岸運輸及集裝箱多式聯(lián)運的發(fā)展。該功能包括中俄電子數(shù)據交換、俄中電子數(shù)據交換、查詢統(tǒng)計和系統(tǒng)維護，主要是中俄之間聯(lián)運運單、確報、站存車等信息的雙向傳輸交換，統(tǒng)計查詢和傳輸情況監(jiān)控，日志記錄等。

（2）口岸信息平臺升級功能。該功能包括國際聯(lián)運門戶、運單處理、確報處理、站存車處理、統(tǒng)計分析、字典及系統(tǒng)維護。通過建設國際聯(lián)運門戶，提供統(tǒng)一的用戶訪問入口及聯(lián)運信息窗口；實現(xiàn)國際聯(lián)運運單、確報、站存車等信息的處理，業(yè)務信息的查詢統(tǒng)計，以及對收發(fā)貨人、包裝、到站、發(fā)站、品名等基礎數(shù)據字典進行維護；提供系統(tǒng)各種日志信息的查詢、歷史數(shù)據后臺自動清理等系統(tǒng)維護功能。

（3）客戶服務功能。該功能包括客戶服務門戶、信息查詢、業(yè)務辦理和營銷服務。結合業(yè)務系統(tǒng)整合，形成統(tǒng)一的客戶訪問渠道和界面，為貨代公司提供聯(lián)運運單業(yè)務辦理，以及貨運站、業(yè)務流程等信息查詢功能，提高客戶服務水平。

4.2 系統(tǒng)總體架構

結合滿洲里站的業(yè)務流程優(yōu)化，采用SOA設計系統(tǒng)總體架構，如圖2所示。

圖2 鐵路口岸信息系統(tǒng)總體架構示意圖

（1）接入管理層。客戶、貨代、業(yè)務人員通過互聯(lián)網、移動通信網或鐵路內部網，分別訪問客戶服務和國際聯(lián)運門戶，對用戶進行統(tǒng)一身份認證、實現(xiàn)單點登錄，為了提高系統(tǒng)效能，配置負載均衡設備，實現(xiàn)對用戶請求的分發(fā)處理。

（2）服務展現(xiàn)層。作為用戶訪問鐵路口岸信息系統(tǒng)的統(tǒng)一入口，提供一個統(tǒng)一的業(yè)務操作環(huán)境，構建個性化、多渠道的業(yè)務門戶，改善用戶體驗。服務展現(xiàn)層是 SOA 框架中的服務消費者，為不同角色的用戶提供服務，同時使用和消費基礎設施所提供的各種標準服務。

（3）業(yè)務編排層?；诜湛偩€層和數(shù)據交換層，完成對外部相關資源的調用，實現(xiàn)形成、審核、確認、作業(yè)4個階段流程的整合，采用跨系統(tǒng)的業(yè)務流程作為主線，把業(yè)務流程的相關人員和系統(tǒng)提供的服務有機連通。

跨系統(tǒng) BPM 通過基于BPEL2.0的流程引擎，實現(xiàn)人機交互和跨系統(tǒng)的自動流程，采用自上向下的服務提取方法，對關鍵業(yè)務流程進行逐級流程分解；提供流程建模、模型模擬、流程監(jiān)控、流程部署，以及與外部系統(tǒng)的信息交換。

（4）服務總線層。服務總線層是整個基礎設施平臺的中樞，無論是前端的服務表示層，還是后臺的業(yè)務系統(tǒng)，最終都會以服務的形式和服務總線連接，并把服務注冊發(fā)布到這個中樞系統(tǒng)。

企業(yè)服務總線層可以注冊、組合、調度、發(fā)現(xiàn)、保護和管理分布在不同系統(tǒng)中的服務，并能將服務組裝成新的復合應用和流程。服務總線層能夠減輕集成的工作負擔，避免復合應用間人工編寫點對點連接的復雜耗時，同時保證系統(tǒng)的安全可靠性。

（5）數(shù)據交換層。數(shù)據交換層針對目前口岸信息系統(tǒng)中數(shù)據形式多樣、內容格式不同、物理存儲位置分散等特點，建立數(shù)據信息視圖模型，用于統(tǒng)一整合匯聚各種業(yè)務數(shù)據信息，并將這些業(yè)務數(shù)據信息封裝成標準的數(shù)據信息服務。

在數(shù)據交換層建立電子數(shù)據交換平臺，實現(xiàn)與俄羅斯鐵路、質檢總局的電子數(shù)據交換，進行統(tǒng)一管理和維護，降低運行維護成本。經過中俄雙方的會談和多次溝通，就電子數(shù)據交換的內容和方式達成了共識：中俄雙方國際聯(lián)運信息(含運單、確報、站存車)在本國裝車完成后就及時與對方進行信息共享，并確定了雙方數(shù)據交換的方式，即使用專線在鐵道部和俄羅斯鐵路之間進行 EDI 電子數(shù)據交換，傳輸使用 IBM MQ 軟件；報文采用 EDIFACT 格式，具體為 IFTMIN、APERAK 和 CONTROL。

5 推廣應用情況

鐵路口岸信息系統(tǒng)在滿洲里站投入運用后，為車站帶來了良好的經濟效益和明顯的社會效益，同時大幅度提高了口岸站國際聯(lián)運作業(yè)的現(xiàn)代化水平。

（1）提前進行預報關報檢，提高通關效率。系統(tǒng)投入使用后，中國鐵路在貨物到達滿洲里口岸前24h，即可收到俄方發(fā)來的國際聯(lián)運運單，利用運單進行預報關報檢，鐵路提前安排作業(yè)，海關與質檢提前辦理通關業(yè)務。

（2）實踐 BPM 理念，規(guī)范和優(yōu)化作業(yè)流程。通過作業(yè)流程的優(yōu)化，將信息流程與實際作業(yè)流程緊密結合，各崗位互相卡控，作業(yè)基本做到自動流轉。例如，交接員完成交接后，自動通知翻譯崗位；翻譯完成后，自動通知交接所，由交接所進行報關報檢等。改變了原來靠電話了解現(xiàn)場作業(yè)情況，效率低下且準確度差的情況，保證作業(yè)按照流程進行操作，提高了業(yè)務流暢性。

（3）信息共享度大幅提高，為指揮決策提供準確依據。實現(xiàn)了口岸業(yè)務相關信息，如貨運計劃、貨調、貨票、確報、現(xiàn)車、聯(lián)運運單等信息共享，統(tǒng)計查詢功能更加豐富和準確，為生產指揮者實時掌握作業(yè)進度提供依據，為決策分析提供支持。

（4）減輕作業(yè)人員的勞動強度，實現(xiàn)減員增效。系統(tǒng)將現(xiàn)場作業(yè)聯(lián)結成一個有機整體，實現(xiàn)信息一次錄入、各點共享，改變了原來各作業(yè)環(huán)節(jié)之間頻繁通話的作業(yè)模式。原來需要手工抄寫換裝清單、商務記錄等，均實現(xiàn)了微機打印。通過使用基礎數(shù)據字典，對國際聯(lián)運信息自動翻譯，大大減輕了翻譯人員的工作量。系統(tǒng)應用后，減員增效成效顯著。

（5）實現(xiàn)兩國鐵路間聯(lián)網信息交換，獲得顯著經濟效益和社會效益。系統(tǒng)首次實現(xiàn)中俄兩國鐵路之間的信息聯(lián)網和信息交換，通過中俄計算機聯(lián)網進行確報、站存車、運單的交換，提前了解進口車輛、貨物情況，辦理報關報檢手續(xù)、進行現(xiàn)車計劃配車，貨主提前辦理各種手續(xù)，縮短車輛停時6h以上，節(jié)省大量車輛使用費。在給滿洲里站帶來經濟效益的同時，推動了滿洲里地方經濟和中俄貿易的健康發(fā)展。

（6）提高貨代服務質量，樹立鐵路良好形象?？蛻舴兆酉到y(tǒng)搭建了鐵路與貨代和客戶之間溝通的橋梁，貨代公司可以在網上進行變更申請，實時追蹤貨物信息，享受全面、優(yōu)質的服務。實現(xiàn)了信息化建設從滿足內部管理需要向為外部客戶服務的轉變，對于提升鐵路服務水平，樹立良好鐵路形象具有重要意義。