鐵路行包裝運(yùn)方案計(jì)算機(jī)輔助編制系統(tǒng)的研究

張國平，張一宣，張 杰，張 菁

（北京慧源集運(yùn)信息技術(shù)有限公司，北京 100070）

鐵路行包運(yùn)輸方案是鐵路行包辦理站進(jìn)行行包裝運(yùn)作業(yè)的主要依據(jù)，由鐵道部和各鐵路局聯(lián)合編制。其中，鐵道部負(fù)責(zé)編制跨3鐵路局列車運(yùn)輸方案，各路局之間通過協(xié)商編制跨2個鐵路局的運(yùn)輸方案，而局管內(nèi)的運(yùn)輸方案則由本鐵路局自行編制。

鐵路行包運(yùn)輸方案主要包括3個方面的內(nèi)容：準(zhǔn)裝、限裝和裝卸區(qū)段。

通過對這3個方面內(nèi)容的限定，來調(diào)整鐵路客運(yùn)路網(wǎng)中行包流量和流向，進(jìn)而對鐵路行包運(yùn)輸?shù)目傮w狀況進(jìn)行調(diào)整，最終達(dá)到預(yù)期的效果，提高鐵路行包運(yùn)輸?shù)男省?/p>

鐵路行包運(yùn)輸方案實(shí)現(xiàn)了客車行李車的開行方案，限制行包裝運(yùn)區(qū)段，但沒有對站到站之間的裝車方案進(jìn)行規(guī)定。

1 行包裝運(yùn)需求及關(guān)聯(lián)因素分析

（1）確定辦理站間的行包貨物運(yùn)輸徑路。選擇辦理站間能夠滿足作業(yè)時間要求的車次接續(xù)集合，作為行包貨物的運(yùn)輸徑路。

（2）確定行包運(yùn)輸徑路的優(yōu)先級。行包貨物運(yùn)輸徑路的費(fèi)用包括時間費(fèi)用和里程費(fèi)用兩部分，考慮到行包運(yùn)輸公司對貨物運(yùn)到時限的要求，主要從時間費(fèi)用角度出發(fā)，標(biāo)定行包運(yùn)輸徑路的優(yōu)先級。

（3）計(jì)算行包貨物的運(yùn)到時限。根據(jù)行包貨物運(yùn)到時限的構(gòu)成和運(yùn)輸車次的相關(guān)信息，確定貨物運(yùn)輸徑路的運(yùn)到時限。

（4）確定各運(yùn)輸徑路的貨物運(yùn)量分配方法。將行包貨物運(yùn)量按照運(yùn)輸徑路的優(yōu)先級分配到對應(yīng)的運(yùn)輸車次上，運(yùn)到時限短的運(yùn)輸車次優(yōu)先裝運(yùn)貨物。

裝運(yùn)方案的編制既要符合行包業(yè)務(wù)和服務(wù)產(chǎn)品的特點(diǎn)，還要符合長途直達(dá)原則、長短途合理分工原則、中轉(zhuǎn)組織原則、區(qū)域集散原則、適量裝卸原則、限定原則等鐵路行包運(yùn)輸組織原則。

2 鐵路行包裝運(yùn)方案計(jì)算機(jī)輔助編制系統(tǒng)的關(guān)鍵問題研究

2.1 行包裝運(yùn)路徑的確定方法研究

行包裝運(yùn)路徑的基本數(shù)據(jù)包括4部分：車站信息、時刻表信息、車次信息及運(yùn)輸方案信息。

行包裝運(yùn)路徑方案的約束條件，主要包括行包作業(yè)接續(xù)時間、車次準(zhǔn)裝區(qū)段限制問題及行包辦理站辦理時限限制等問題所形成的行包辦理站準(zhǔn)裝約束條件，優(yōu)先直達(dá)、合理中轉(zhuǎn)及合理運(yùn)輸路徑距離等問題形成的運(yùn)輸徑路約束條件。

行包裝運(yùn)路徑方案確定方法，采用“窮舉計(jì)算，逐一篩選，分類排序”的算法流程，分步驟計(jì)算，先算直達(dá)方案，再算一次中轉(zhuǎn)方案，然后計(jì)算二次中轉(zhuǎn)方案，3次及以上裝運(yùn)方案考慮到其實(shí)際意義不大，不進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算裝運(yùn)方案時，以“方案引用”的思路進(jìn)行存儲，規(guī)避了直接計(jì)算時產(chǎn)生的海量笛卡爾積組合。

2.2 貨物運(yùn)量的分配方法研究

站間行包運(yùn)輸方案在運(yùn)量分配上不同于鐵路行包運(yùn)輸方案的編制。鐵路行包運(yùn)輸方案特點(diǎn)主要體現(xiàn)在“規(guī)劃”層面，而行包運(yùn)輸公司在方案的編制時，更多的是結(jié)合車站貨物數(shù)量、類型及車站作業(yè)能力等諸多細(xì)節(jié)因素，兼顧到“操作”層面。所以在運(yùn)量分配方式時需要結(jié)合實(shí)際情況隨時更新選擇方式。本文在研究設(shè)計(jì)中，采用計(jì)算機(jī)輔助和人工審核相結(jié)合的形式。

行包貨物運(yùn)能包括運(yùn)輸徑路的線路能力和辦理站作業(yè)點(diǎn)能力。線路能力是指在現(xiàn)有鐵路旅客列車運(yùn)行方案標(biāo)準(zhǔn)下，旅客列車隨掛行李車裝載量限制。運(yùn)輸作業(yè)點(diǎn)能力是指行包運(yùn)輸公司下屬行包辦理車站的始發(fā)作業(yè)、中轉(zhuǎn)作業(yè)和到達(dá)作業(yè)的能力。

本文研究上游站運(yùn)能運(yùn)量預(yù)報(bào)子系統(tǒng)和設(shè)計(jì)車站輔助裝車計(jì)劃子系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)貨物運(yùn)量的分配。上游站運(yùn)能運(yùn)量預(yù)報(bào)子系統(tǒng)包括全路所有線路及行包辦理站的運(yùn)能基礎(chǔ)信息，各行包辦理站工作人員實(shí)時通過系統(tǒng)上報(bào)更新某次列車在經(jīng)過該站時的貨物裝卸信息，下游站工作人員可通過系統(tǒng)實(shí)時得知其理論可行裝運(yùn)路徑方案中車次的運(yùn)量剩余情況。

車站輔助裝車計(jì)劃子系統(tǒng)包括車站倉庫、?？寇嚧渭白陨磙k理能力基礎(chǔ)信息，行包辦理站人員將可行的行包裝運(yùn)徑路方案和該方案中車次的運(yùn)能剩余量錄入系統(tǒng)，系統(tǒng)根據(jù)站存貨物情況及貨物裝運(yùn)原則自動形成裝車計(jì)劃，再接受調(diào)度中心的整體調(diào)整要求，進(jìn)行人工調(diào)整，實(shí)現(xiàn)運(yùn)量分配。具體流程如圖1。

圖1 運(yùn)量分配流程圖

2.3 貨物運(yùn)到時限的計(jì)算方法研究

行包貨物運(yùn)到時限是指將行包貨物從托運(yùn)人送至收貨人的實(shí)際貨物送達(dá)時間。其主要由行包貨物始發(fā)站作業(yè)時間、行包貨物在途運(yùn)行時間、行包貨物中轉(zhuǎn)停留時間、行包貨物到達(dá)站作業(yè)時間組成。

具體的計(jì)算所采用的參數(shù)嚴(yán)格按照鐵道部頒布的相關(guān)規(guī)定的要求，具體為：行李產(chǎn)品運(yùn)輸時效算法為以運(yùn)價里程計(jì)算，從承運(yùn)日起，每600 km以內(nèi)為3日，超過600 km時，每增加600 km增加1日，不足600 km也按1日計(jì)算；包裹產(chǎn)品運(yùn)輸時效算法為以運(yùn)價里程計(jì)算，從承運(yùn)日起，每400 km以內(nèi)為3日，超過400 km時，每增加400 km增加1日，不足400 km也按1日計(jì)算；運(yùn)單產(chǎn)品運(yùn)輸時效算法為，以實(shí)際運(yùn)行日期計(jì)算。

鐵路行包運(yùn)輸公司為客戶提供的是小件貨物的快速運(yùn)輸服務(wù)，適合高價值和高附加值貨物的多批次、小批量、個性化運(yùn)輸，可以滿足對運(yùn)到時限和安全性有較高要求的客戶。

2.4 行包裝運(yùn)方案的篩選和驗(yàn)證

行包裝運(yùn)方案的篩選和驗(yàn)證采用計(jì)算機(jī)自動篩選和人工輔助驗(yàn)證相結(jié)合的方式，依靠計(jì)算機(jī)輔助編制系統(tǒng)，通過將規(guī)則信息固化的算法，在系統(tǒng)運(yùn)行時篩掉絕大部分明顯不合理方案，為下一步的人工審核降低難度和勞動量。

具體實(shí)現(xiàn)方式為：研究明確方案約束條件，將約束條件逐條細(xì)化形成計(jì)算機(jī)模型。在系統(tǒng)使用時，操作者給定相應(yīng)的輸入，然后計(jì)算機(jī)計(jì)算篩選，形成初步的理論可行裝運(yùn)路徑方案。在形成的理論可行裝運(yùn)路徑方案的基礎(chǔ)上，通過查詢上游站運(yùn)能運(yùn)量預(yù)報(bào)系統(tǒng)，查看計(jì)算機(jī)得出的可行路徑方案運(yùn)能剩余的情況，然后將查詢到的車次及其剩余運(yùn)能信息輸入到車站輔助裝車計(jì)劃子系統(tǒng)，自動生成可行方案，最后接受調(diào)度中心信息，對可行方案做相應(yīng)調(diào)整，形成最終的裝運(yùn)方案。

3 鐵路行包裝運(yùn)方案計(jì)算機(jī)輔助編制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

按照數(shù)據(jù)采集的完整性約束、數(shù)據(jù)不可再拆分、數(shù)據(jù)對應(yīng)關(guān)系、數(shù)據(jù)冗余等特性，設(shè)計(jì)各應(yīng)用模塊的數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)。

在新系統(tǒng)的開發(fā)上為降低系統(tǒng)的開發(fā)和運(yùn)維成本，考慮了對此部分?jǐn)?shù)據(jù)共享的技術(shù)，建設(shè)一套相對完整的運(yùn)力資源基礎(chǔ)信息庫。前期研究中通過對近幾次鐵道部的運(yùn)輸調(diào)圖進(jìn)行整理、歸類、分析，形成了一套相對全面完整、常用、有代表性的基礎(chǔ)信息字典，并確定了各字典之間的邏輯引用關(guān)系。字典中規(guī)范了行李車相關(guān)的運(yùn)輸資源信息的內(nèi)容、格式及數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，使其成為裝運(yùn)方案編制的前提和基礎(chǔ)。

3.2 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

鐵路行包裝運(yùn)方案計(jì)算機(jī)輔助編制系統(tǒng)由行包裝運(yùn)路徑子系統(tǒng)、上游站運(yùn)能運(yùn)量預(yù)報(bào)子系統(tǒng)及車站輔助裝車計(jì)劃子系統(tǒng)3部分組成，具體結(jié)構(gòu)如圖2。

（1）裝運(yùn)路徑基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)模塊功能

實(shí)現(xiàn)車站、車次、運(yùn)輸方案、時刻表等信息的維護(hù)。

（2）全程裝運(yùn)方案路徑查詢功能

實(shí)現(xiàn)根據(jù)算法及排序原則生成運(yùn)輸方案，具體實(shí)現(xiàn)方式是以“車站代碼”為輸入?yún)?shù)，計(jì)算該站到其他各個行包作業(yè)站的運(yùn)輸方案，包括直達(dá)、一次中轉(zhuǎn)、兩次中轉(zhuǎn)的全部方案組合匯總表，進(jìn)行保存。

圖2 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（3）車站裝運(yùn)方案路徑查詢功能

對已經(jīng)生成的方案組合匯總表，裝運(yùn)方案表進(jìn)行查詢。并根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，調(diào)整方案的優(yōu)先順序，并進(jìn)行保存。得到可實(shí)際應(yīng)用的裝運(yùn)方案。

（4）運(yùn)輸時效查詢功能

描述了不同產(chǎn)品的運(yùn)輸時效，用于指導(dǎo)車站營業(yè)部、經(jīng)營網(wǎng)點(diǎn)開展?fàn)I銷、客戶服務(wù)工作。該表嚴(yán)格按照鐵道部對運(yùn)輸時效的相關(guān)規(guī)定計(jì)算得出。

（5）運(yùn)能運(yùn)量基礎(chǔ)信息維護(hù)功能

實(shí)現(xiàn)全路各行李車載重能力及可裝運(yùn)貨物類型和各行包辦理站的辦理能力等信息的維護(hù)。

（6）運(yùn)能情況查詢功能

實(shí)現(xiàn)全路各車次行李車運(yùn)量及運(yùn)能剩余量的實(shí)時查詢。

（7）車站辦理業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)更新功能

實(shí)現(xiàn)各行包辦理站作業(yè)數(shù)據(jù)的上報(bào)更新。

（8）基礎(chǔ)信息管理

實(shí)現(xiàn)車站營業(yè)部的基礎(chǔ)信息管理，包括車次基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)，用于本站所?？康能嚧位A(chǔ)信息，為裝車計(jì)劃編制提供車次數(shù)據(jù)。

（9）庫存管理

包括入庫、入位、出庫等功能，根據(jù)業(yè)務(wù)流程，提供備貨處理、備貨確認(rèn)、出庫確認(rèn)等庫存管理功能。

（10）計(jì)劃管理

利用信息化手段實(shí)現(xiàn)裝車計(jì)劃的編制功能。系統(tǒng)根據(jù)固化的裝運(yùn)方案、調(diào)度命令、站存貨物情況、貨物裝運(yùn)原則自動形成裝車計(jì)劃，同時接受人工調(diào)整。

（11）調(diào)度信息管理

為營業(yè)部調(diào)度人員提供調(diào)度命令錄入功能，系統(tǒng)根據(jù)調(diào)度命令自動調(diào)整編制裝車計(jì)劃的流程及控制條件，確保自動生成的裝車計(jì)劃與實(shí)際相符。

4 結(jié)束語

本文在鐵路行包運(yùn)輸方案的基礎(chǔ)上，分析站到站之間的行包裝運(yùn)方案的若干因素，研究提出了任意兩站之間的行包裝車方案的計(jì)算方法，具有一定的理論價值，并利用其設(shè)計(jì)開發(fā)了鐵路行包裝運(yùn)方案計(jì)算機(jī)輔助編制系統(tǒng)。

此系統(tǒng)在中鐵快運(yùn)公司內(nèi)部進(jìn)行試點(diǎn)，提高了行包營業(yè)部編制裝車計(jì)劃與中轉(zhuǎn)計(jì)劃的效率，有利于減少了不合理中轉(zhuǎn)，取得一定的管理效率。

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