鐵路集裝箱中心站管理信息系統(tǒng)研究

唐述春,楊 浩,石 雨

（北京交通大學(xué) 交通運(yùn)輸學(xué)院，北京 100044）

1 前言

鐵路集裝箱中心站是按照集裝箱運(yùn)輸發(fā)展趨勢和現(xiàn)代物流要求建設(shè)的專業(yè)化的現(xiàn)代化集裝箱辦理站[1]，具有辦理國際、國內(nèi)集裝箱多式聯(lián)運(yùn)、門到門服務(wù)的相關(guān)設(shè)施，可以實(shí)現(xiàn)集裝箱進(jìn)、出口在本地進(jìn)行“一關(guān)四檢”[2-3]；具有快捷信息處理、傳輸和對集裝箱進(jìn)行動態(tài)管理的功能，為集裝箱貨主提供集裝箱運(yùn)輸?shù)桨l(fā)、中轉(zhuǎn)、運(yùn)行中全過程的動態(tài)查詢，使貨主將商情與貨物運(yùn)輸狀態(tài)更好的結(jié)合起來；申請、辦理承運(yùn)的手續(xù)簡單、快捷，體現(xiàn)真正的門到門服務(wù)和一次收費(fèi)手續(xù)，體現(xiàn)了貨主第一的原則，加大了鐵路運(yùn)輸?shù)耐该鞫?。從鐵路自身發(fā)展分析，集裝箱中心站將發(fā)展成為全國和區(qū)域性鐵路集裝箱運(yùn)輸?shù)闹行?、全國鐵路集裝箱運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的重要結(jié)點(diǎn)，對周邊地區(qū)具有較強(qiáng)的輻射作用；從綜合運(yùn)輸?shù)慕嵌确治?，集裝箱中心站將成為鐵路與其它交通方式聯(lián)系的橋梁和紐帶，將對未來鐵路集裝箱發(fā)展及城市物流的發(fā)展起到重要的支撐作用[4-6]。路集裝箱中心站管理信息系統(tǒng)作為中心站的靈魂，將全面實(shí)現(xiàn)中心站集裝箱運(yùn)輸生產(chǎn)和管理的信息化、自動化，提升鐵路集裝箱運(yùn)輸技術(shù)裝備水平和服務(wù)水平。

2 鐵路集裝箱中心站管理信息系統(tǒng)的目標(biāo)

鐵路集裝箱中心站管理信息系統(tǒng)是利用調(diào)度集中、管控結(jié)合、箱號自動識別、電子數(shù)據(jù)交換、圖形化管理、專家系統(tǒng)及無線數(shù)據(jù)通信等關(guān)鍵技術(shù)，采用圖形化方式管理的，集運(yùn)輸生產(chǎn)、商務(wù)及財(cái)務(wù)管理、客戶服務(wù)、統(tǒng)計(jì)分析、輔助決策、作業(yè)調(diào)度、實(shí)時監(jiān)控等各主要環(huán)節(jié)于一體的，具有物流系統(tǒng)特征的智能運(yùn)輸管理信息系統(tǒng)。由現(xiàn)車管理、調(diào)度計(jì)劃、堆場管理、商務(wù)及收入管理、設(shè)備資源管理、集裝箱多式聯(lián)運(yùn)管理、統(tǒng)計(jì)與決策支持、辦公管理、維護(hù)管理和接口管理等子系統(tǒng)組成。各子系統(tǒng)和作業(yè)點(diǎn)通過站內(nèi)局域網(wǎng)和無線通信方式相連接，以鐵路集裝箱中心站作業(yè)流程為基礎(chǔ)，覆蓋中心站集裝箱作業(yè)處理和運(yùn)輸組織所有業(yè)務(wù)，包括如國際箱辦理、貨代等集裝箱業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)。

系統(tǒng)建設(shè)的主要目標(biāo)是：

（1）對集裝箱中心站運(yùn)輸生產(chǎn)、商務(wù)營銷、客戶服務(wù)、作業(yè)管理、過程控制等全過程，各類集裝箱站內(nèi)（站外）作業(yè)流程及集裝箱車輛、裝卸設(shè)備等運(yùn)力資源的狀態(tài)，進(jìn)行全面、動態(tài)的自動化管理，滿足中心站運(yùn)輸組織管理的功能需求。

（2）實(shí)時監(jiān)控整個集裝箱中心站運(yùn)作，采集堆場、作業(yè)單證、集裝箱及裝載車輛的運(yùn)輸動態(tài)信息，滿足其對公用信息的需求，同時，實(shí)時接收集裝箱總公司部署的任務(wù)、計(jì)劃、命令等信息，有效組織中心站的運(yùn)輸生產(chǎn)。

（3）通過電子數(shù)據(jù)交換技術(shù)與國際互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，整合企業(yè)、貨主、公路、港口、銀行、海關(guān)、工商稅務(wù)等多個信息系統(tǒng)的信息資源，提高物流效率，完成各系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換和信息傳遞，滿足不同客戶的信息需求，實(shí)現(xiàn)集裝箱多式聯(lián)運(yùn)、國際集裝箱聯(lián)運(yùn)業(yè)務(wù)的信息化管理，積極有效地推進(jìn)整個鐵路物流系統(tǒng)的建設(shè)。

3 鐵路集裝箱中心站管理信息系統(tǒng)的組成

系統(tǒng)主要參照到發(fā)車規(guī)律和到發(fā)集裝箱的流量流向，分析車流特點(diǎn)和堆場特征，合理使用機(jī)車車輛，全面安排堆場進(jìn)出箱、裝卸車、空箱調(diào)撥以及取送車作業(yè)的組織方法和完成時間，通過圖形化工具，智能或輔助人工編制日常調(diào)度作業(yè)計(jì)劃，制定最優(yōu)方案，有計(jì)劃、有預(yù)見地組織車流、箱源，合理地組織裝卸勞力，完成中心站集裝箱貨運(yùn)任務(wù)。從而，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸生產(chǎn)、管理、集裝箱作業(yè)的全過程自動化管理。各個子系統(tǒng)通過站內(nèi)局域網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，形成一個有機(jī)整體。鐵路集裝箱中心站管理信息系統(tǒng)的系統(tǒng)組成如圖1所示。

（1）現(xiàn)車管理子系統(tǒng)依據(jù)調(diào)車作業(yè)計(jì)劃、接發(fā)列車計(jì)劃、機(jī)車調(diào)度計(jì)劃及裝卸車計(jì)劃等日常調(diào)度作業(yè)計(jì)劃，通過調(diào)度指令將計(jì)劃信息直接下達(dá)給站內(nèi)過程控制系統(tǒng)，自動完成列車到達(dá)進(jìn)路、列車出發(fā)進(jìn)路、調(diào)車進(jìn)路、機(jī)車走行進(jìn)路的辦理，動態(tài)實(shí)時跟蹤車輛狀態(tài)變化，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)車作業(yè)過程控制全面自動化。

（2）調(diào)度計(jì)劃子系統(tǒng)根據(jù)已掌握的全站箱流、車流情況，參照到發(fā)車規(guī)律和到發(fā)集裝箱的流量流向，分析車流特點(diǎn)和堆場特征，合理使用機(jī)車車輛，全面安排堆場進(jìn)出箱、裝卸車、空箱調(diào)撥以及取送車作業(yè)的組織方法和完成時間，通過圖形化工具智能或輔助人工編制日常調(diào)度作業(yè)計(jì)劃，制定最優(yōu)方案，有計(jì)劃、有預(yù)見地組織車流、箱源，合理地組織裝卸勞力，完成中心站集裝箱貨運(yùn)任務(wù)。

（3）堆場管理子系統(tǒng)通過圖形化堆場管理手段，實(shí)時追蹤管理各類集裝箱進(jìn)出場情況、裝卸作業(yè)組織情況、堆場堆存情況及集卡、正面吊、龍門吊等設(shè)備的使用進(jìn)度情況，并通過最優(yōu)化算法構(gòu)建堆放次序、裝卸順序及集卡或裝卸機(jī)械最短走行路線等智能位移與排序解決方案，對集裝箱發(fā)送、到達(dá)、中轉(zhuǎn)、裝卸、搬移、安全等各項(xiàng)箱場作業(yè)實(shí)現(xiàn)自動控制和信息實(shí)時處理，從而提高堆場的總體作業(yè)效率。

（4）商務(wù)及收入管理子系統(tǒng)基于以客戶需求為中心的操作流程，以堆場網(wǎng)絡(luò)服務(wù)為核心，利用現(xiàn)代化信息手段使客戶準(zhǔn)確掌握堆場各項(xiàng)業(yè)務(wù)操作環(huán)節(jié)的詳細(xì)情況，實(shí)現(xiàn)客戶辦理集裝箱受理、承運(yùn)、制貨票、到達(dá)交付、收費(fèi)計(jì)算以及營業(yè)收入管理等作業(yè)的全過程控制。整個作業(yè)流程不但實(shí)現(xiàn)了信息的內(nèi)部過程控制，同時還支持客戶的遠(yuǎn)程實(shí)時參與。

（5）設(shè)備資源管理子系統(tǒng)根據(jù)階段計(jì)劃，優(yōu)化合理地安排設(shè)備作業(yè)方案，按裝卸機(jī)械性能，通過移動計(jì)算終端分配裝卸地點(diǎn)、時間及工作量，并實(shí)時對場內(nèi)設(shè)備動態(tài)情況進(jìn)行跟蹤與調(diào)度管理，從而達(dá)到優(yōu)化設(shè)備資源結(jié)構(gòu)、最大限度地挖掘箱場設(shè)備潛力的目的。

（6）集裝箱多式聯(lián)運(yùn)管理子系統(tǒng)根據(jù)多式聯(lián)運(yùn)的操作規(guī)程、格式和單證標(biāo)準(zhǔn)，利用EDI數(shù)據(jù)通信.實(shí)現(xiàn)與客戶、貨代、船代、工商管理、海關(guān)、商檢疫檢、港口、倉儲等部門的關(guān)于多式聯(lián)運(yùn)的信息共享，以完成中心站對國內(nèi)、國際（進(jìn)出口）集裝箱的多式聯(lián)運(yùn)業(yè)務(wù)。

（7）統(tǒng)計(jì)與決策支持子系統(tǒng)通過整理和分析，及時、正確、完整的生成反映中心站運(yùn)輸活動及發(fā)展變換規(guī)律的貨車和貨運(yùn)統(tǒng)計(jì)報(bào)表，以及集裝箱在站平均停留時間、集裝箱門到門比重等運(yùn)輸質(zhì)量指標(biāo)，為中心站進(jìn)行宏觀調(diào)控和決策分析提供依據(jù)。

（8）辦公管理子系統(tǒng)是服務(wù)于集裝箱中心站行政管理、日常辦公、公文流轉(zhuǎn)、檔案管理和電子郵件等業(yè)務(wù)的共享信息平臺。

（9）維護(hù)管理子系統(tǒng)按業(yè)務(wù)流程、各崗位的權(quán)、責(zé)，靈活選擇不同的功能模塊，建立嚴(yán)密的數(shù)據(jù)保密級別和操作者管理機(jī)制，完善操作者權(quán)限設(shè)置，對操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)定期做調(diào)整和備份，有效地對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行更新維護(hù)。

（10）接口管理子系統(tǒng)過文件交換、XML、MQSeries等接口管理方式，實(shí)現(xiàn)與外部確報(bào)系統(tǒng)、集裝箱追蹤系統(tǒng)、貨運(yùn)制票系統(tǒng)、車號自動識別系統(tǒng)、EDI系統(tǒng)等系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享。

（11）統(tǒng)一硬件、網(wǎng)絡(luò)及存儲是指系統(tǒng)的硬件由基于SAN存儲的主處理系統(tǒng)CLUSTER組成，各種服務(wù)器通過LAN實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接，磁帶庫連接到光纖交換機(jī)上，通過統(tǒng)一的備份軟件共享磁帶庫，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)庫的自動備份。

（12）共享數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)平臺是指系統(tǒng)在數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)中遵循單一數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型的原則設(shè)計(jì)，整個應(yīng)用的集成在數(shù)據(jù)層面，通過整合每種實(shí)體（集裝箱、車輛、計(jì)劃等），來支持這些關(guān)鍵實(shí)體的主數(shù)據(jù)整合，以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和在不同應(yīng)用中的一致性。

（13）集成的應(yīng)用運(yùn)行平臺是指采用統(tǒng)一的框架，將不同的業(yè)務(wù)子系統(tǒng)連接到應(yīng)用集成總線上，以便能夠?qū)?yīng)用及業(yè)務(wù)流程進(jìn)行快速封裝和集成，實(shí)現(xiàn)全面的業(yè)務(wù)集成和開發(fā)。

（14）安全接入采用統(tǒng)一的安全框架，定義和加強(qiáng)用戶權(quán)限，通過一次性登錄和集中化安全管理，實(shí)現(xiàn)最佳的系統(tǒng)安全性。主要體現(xiàn)在防火墻、入侵檢測、漏洞掃描、病毒防治等方面的建設(shè)，及證書認(rèn)證、密碼管理以及授權(quán)、網(wǎng)絡(luò)信任域等網(wǎng)絡(luò)信任服務(wù)。

（15）中心站信息門戶、電子商務(wù)門戶是指整合、協(xié)作和可視化中心站內(nèi)各種運(yùn)輸生產(chǎn)、營銷服務(wù)及經(jīng)營管理的應(yīng)用數(shù)據(jù)，并能夠以個性化、安全的方式通過統(tǒng)一的中心站信息門戶向社會發(fā)布，同時，利用統(tǒng)一的電子商務(wù)門戶，方便港口、海關(guān)、貨代、銀行、聯(lián)運(yùn)企業(yè)、檢驗(yàn)檢疫等單位參與中心站業(yè)務(wù)流程，進(jìn)行集裝箱業(yè)務(wù)的網(wǎng)上預(yù)約、填報(bào)訂單及信息查詢。

4 鐵路集裝箱中心站管理信息系統(tǒng)整體框架

鐵路集裝箱中心站管理信息系統(tǒng)是一個包括集裝箱管理、車輛管理、計(jì)劃管理、站場管理等在內(nèi)的復(fù)雜的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)采用統(tǒng)一的框架，將不同的業(yè)務(wù)子系統(tǒng)連接到應(yīng)用集成總線上，用戶可以方便地管理這些搭建在應(yīng)用運(yùn)行平臺上的業(yè)務(wù)應(yīng)用，而不是管理單一的應(yīng)用模塊。通過分析服務(wù)之間的相互調(diào)用、數(shù)據(jù)邏輯及業(yè)務(wù)流程，擴(kuò)展業(yè)務(wù)應(yīng)用架構(gòu)，迭代地優(yōu)化鐵路集裝箱中心站管理信息系統(tǒng)中的各個應(yīng)用子系統(tǒng)。同時，構(gòu)建中心站信息門戶、電子商務(wù)門戶，并逐步實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上支付。鐵路集裝箱中心站管理信息系統(tǒng)的整體框架如圖2所示。

圖2中，各子系統(tǒng)之間以及系統(tǒng)與外部機(jī)構(gòu)信息系統(tǒng)之間，通過基于J2EE的集成框架來實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)互聯(lián)。這一架構(gòu)將Web應(yīng)用、Web服務(wù)、工作流、消息應(yīng)用、企業(yè)門戶及業(yè)務(wù)應(yīng)用等集中在一個統(tǒng)一的可視化開發(fā)環(huán)境上。該集成框架主要體現(xiàn)在：

（1）數(shù)據(jù)集成：提供了對來自異種數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)的實(shí)時訪問和集中，并增強(qiáng)了前臺應(yīng)用的可見度。

（2）應(yīng)用集成：基于J2EE可擴(kuò)展架構(gòu)，將不同子系統(tǒng)連接到應(yīng)用集成總線上，并實(shí)現(xiàn)中心站內(nèi)部各種核心業(yè)務(wù)應(yīng)用、業(yè)務(wù)流程的快速組裝和集成。

（3）頁面集成：是用一個統(tǒng)一的用戶界面來訪問多個應(yīng)用系統(tǒng)，通過頁面集成，可以為中心站應(yīng)用環(huán)境的多種接入方式和多種接入人員提供一個統(tǒng)一的，但又可以個性化定制的信息資源訪問入口。

業(yè)務(wù)服務(wù)是采用業(yè)務(wù)流程管理（BPM）和工作流自動化技術(shù)，結(jié)合流程自動化、企業(yè)應(yīng)用集成及協(xié)同作業(yè)等概念，以流程引擎為核心，提供一個高性能的工作執(zhí)行及管理平臺。具體來說，采用BPM和工作流自動化技術(shù)，可達(dá)到以下目的：

（1）通過流程的封裝、流程定義和執(zhí)行的分離，使得業(yè)務(wù)流程可配置，業(yè)務(wù)規(guī)則可配置，提供業(yè)務(wù)需要的靈活性和敏捷性；

（2）提高業(yè)務(wù)流程的可視化程度，提供了業(yè)務(wù)事件的前瞻性監(jiān)控和例外情況通知，從而簡化業(yè)務(wù)流程，既減少時間延遲，又提高整體效率；

（3）為決策提供自下而上的業(yè)務(wù)流程視圖；

（4）通過業(yè)務(wù)流程的自動跟蹤機(jī)制，能夠?qū)I(yè)務(wù)的運(yùn)營狀況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以便對業(yè)務(wù)流程進(jìn)行優(yōu)化，對系統(tǒng)性能進(jìn)行調(diào)整，有利于業(yè)務(wù)流程優(yōu)化和重組。

基礎(chǔ)服務(wù)主要致力于為應(yīng)用軟件開發(fā)和系統(tǒng)運(yùn)行構(gòu)建應(yīng)用的預(yù)定義模塊，如系統(tǒng)管理、參數(shù)管理等，提供圖形化的工具，輔助系統(tǒng)管理員、業(yè)務(wù)操作員進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源的分析、維護(hù)、管理、監(jiān)控和執(zhí)行。

5 結(jié)束語

鐵路集裝箱中心站管理信息系統(tǒng)基于統(tǒng)一集成的系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，利用先進(jìn)的電子技術(shù)，結(jié)合鐵路集裝箱運(yùn)輸辦理業(yè)務(wù)，對集裝箱運(yùn)輸全過程（營銷、裝卸、配送、發(fā)到）進(jìn)行動態(tài)跟蹤管理，并利用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸運(yùn)輸單證，與其它運(yùn)輸方式和國際模式接軌，確保貿(mào)易信息與運(yùn)輸信息的實(shí)時交換，保證集裝箱送達(dá)時間，實(shí)現(xiàn)集裝箱“門到門”運(yùn)輸，進(jìn)而完善現(xiàn)代物流系統(tǒng)的服務(wù)功能，推動鐵路集裝箱運(yùn)輸組織工作的全面進(jìn)步。

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