電子商務(wù)條件下的鐵路貨運物流信息化研究

牛忠海，賈元華，張文學(xué)，張東華，鐘 江

（1.?北京交通大學(xué)?交通運輸學(xué)院，北京 100044；2.?昆明鐵路局?昆明東站，云南?昆明 650215）

鐵路物流具有路網(wǎng)發(fā)達、場站樞紐硬件設(shè)施較為完善、運輸生產(chǎn)集成度高、運輸成本低等優(yōu)勢，但是由于鐵路貨運以傳統(tǒng)運輸為主，在全程物流方面拓展較少，經(jīng)驗不足，面向客戶及物流市場的信息化程度較低，導(dǎo)致提供物流服務(wù)內(nèi)外銜接環(huán)節(jié)效率不高。鐵路物流企業(yè)亟需加快物流信息化建設(shè)，實現(xiàn)鐵路物流運輸組織的信息化和智能化，提高鐵路物流效率，促進鐵路貨運場站物流化全面轉(zhuǎn)型發(fā)展。

1 鐵路物流信息化發(fā)展概況

目前鐵路貨運向物流化轉(zhuǎn)型發(fā)展，除了應(yīng)繼續(xù)深化貨運組織改革外，還應(yīng)加強鐵路物流信息化體系的建設(shè)與改造。盡管我國鐵路運輸在以鐵路運輸管理信息系統(tǒng) (TMIS) 等為核心的運輸生產(chǎn)信息系統(tǒng)建設(shè)中取得了很大成就，而且近年來在此基礎(chǔ)上開發(fā)了鐵路貨運電子商務(wù)系統(tǒng)，但是在鐵路貨運場站向物流中心轉(zhuǎn)型過程中，符合現(xiàn)代物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求的信息化體系建設(shè)方面相對滯后，成為制約我國鐵路運輸物流企業(yè)融入社會化物流產(chǎn)業(yè)鏈中的技術(shù)瓶頸。

隨著鐵路貨運組織改革的不斷深入，鐵路物流信息化發(fā)展加快，尤其是體現(xiàn)在集裝箱物流方面。中鐵集裝箱物流信息系統(tǒng)在公司內(nèi)部 Intranet 網(wǎng)的基礎(chǔ)上經(jīng)過路由器和防火墻接入互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)對外電子商務(wù)接口，系統(tǒng)具有支持集裝箱物流下各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的管理功能。通過電子商務(wù)方式在互聯(lián)網(wǎng)上實現(xiàn)客戶網(wǎng)上預(yù)約、貨物實時查詢、貨運業(yè)務(wù)查詢等用戶在線查詢與管理功能；同時，在物流管理方面，通過集成條碼技術(shù)、全球定位系統(tǒng)/全球移動通信系統(tǒng) (GPS/GSM) 技術(shù)、地理信息系統(tǒng) (GIS) 等先進物流技術(shù)和現(xiàn)代信息技術(shù)，構(gòu)建了電子商務(wù)環(huán)境下的第三方物流企業(yè)的信息系統(tǒng)，實現(xiàn)了集裝箱物流各個環(huán)節(jié)的信息管理與集成[1-3]。

2 基于BPM的鐵路物流全流程信息化再造

以昆明東站為例，分析鐵路貨運站轉(zhuǎn)型為物流中心的基礎(chǔ)功能，主要包括貨運站生產(chǎn)作業(yè)和物流作業(yè)。生產(chǎn)作業(yè)主要包括：列車接車、到達作業(yè)、解體、站調(diào)、編組、出發(fā)作業(yè)、列車發(fā)車等；物流作業(yè)主要包括：貨調(diào)、倉儲、裝卸、配送等。鐵路貨運站業(yè)務(wù)全景流程如圖1所示。

圖1 鐵路貨運站業(yè)務(wù)全景流程

以鐵路貨運站業(yè)務(wù)全景流程為基礎(chǔ)，結(jié)合昆明東站既有鐵路貨運站組織技術(shù)及相關(guān)流程，研究電子商務(wù)條件下的鐵路貨運樞紐貨運作業(yè)流程，采用業(yè)務(wù)流程管理 (Business Process Management，BPM) 和運用業(yè)務(wù)流程再造 (Business Process Re-engineering，BPR) 技術(shù)，建立詳細的電子商務(wù)過程模型，基于BPMX 流程引擎平臺進行信息化流程再造[4]，對鐵路貨運樞紐進行業(yè)務(wù)流程優(yōu)化、資源整合與管理集成，實現(xiàn)鐵路貨運樞紐中心站全物流業(yè)務(wù)流程管理，以及鐵路業(yè)務(wù)的物流、商流、信息流融合，為鐵路貨運樞紐中心站轉(zhuǎn)型為物流中心提供基礎(chǔ)保障。鐵路物流業(yè)務(wù)全流程優(yōu)化如圖2所示，主要采用流程嵌套 (子流程)，如“站到門”子系統(tǒng)中除了包含配送計劃、出場確認、配送在途、交付確認等基本業(yè)務(wù)，還嵌套出庫子系統(tǒng)和裝卸子系統(tǒng)。

圖2 鐵路物流業(yè)務(wù)全流程

3 基于現(xiàn)代物流應(yīng)用技術(shù)的鐵路貨運站物流管理信息系統(tǒng)設(shè)計

3.1 總體技術(shù)架構(gòu)

鐵路貨運站物流管理信息系統(tǒng)采用基于 Java 的B/S 架構(gòu)，主要包括采集層、數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)邏輯層、用戶展現(xiàn)層、客戶端5個部分。鐵路貨運站物流管理信息系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計如圖3所示。

（1）采集層。采集層主要包括數(shù)據(jù)采集設(shè)備，主要包括計劃員、值班員、貨運員的手工錄入、外部表單自動抓取等。

（2）數(shù)據(jù)層。數(shù)據(jù)層主要包括貨區(qū)貨位、現(xiàn)存數(shù)據(jù)、出庫信息、入庫信息、裝卸班組信息、裝卸設(shè)備信息、裝卸流程信息、配送班組信息、配送車輛信息、配送流信息等，這些數(shù)據(jù)通過傳感器采集傳輸由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) (DBMS) 實現(xiàn)存儲。通過數(shù)據(jù)操縱語言 (DML) 實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的索引、存取、修改、刪除操作，依靠 DBMS 提供數(shù)據(jù)控制功能對數(shù)據(jù)庫運行進行有效地控制和管理，以確保數(shù)據(jù)正確有效，并通過 DBMS 提供的傳輸功能，實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯層與DBMS 之間的通信。

（3）業(yè)務(wù)邏輯層。業(yè)務(wù)邏輯層主要對應(yīng)物流管理信息系統(tǒng)要實現(xiàn)的物流業(yè)務(wù)，主要包含以出入庫管理、貨物裝卸管理、配送接取管理、組織管理，以及系統(tǒng)管理功能等。

（4）用戶展現(xiàn)層。應(yīng)用 HTML，JSP，Ajax 等技術(shù)實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯層功能，這部分主要包括管理信息界面和信息發(fā)布界面2類。管理信息界面包括物流管理信息系統(tǒng)界面、手機客戶端、手持設(shè)備等，對外信息發(fā)布界面主要包括情報板發(fā)布界面。

圖3 鐵路貨運站物流管理信息系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計

（5）客戶端。主要通過網(wǎng)絡(luò)、手機、可變情報板、手持設(shè)備終端等方式發(fā)布交通信息。網(wǎng)絡(luò)形式一般使用 Internet Explorer 或 Firefox 瀏覽器即可，貨場管理人員可以通過登入界面，進行信息分析與處理物流作業(yè)數(shù)據(jù)；手持機形式主要面向貨場管理人員，主要是網(wǎng)絡(luò)形式相關(guān)的內(nèi)容的簡化，并在手機端實現(xiàn)相關(guān)的信息錄入和流程管理；標志形式包含標線、標志、可變情報板等，主要是在這些設(shè)備上發(fā)布貨場出入誘導(dǎo)信息。

3.2 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

按照鐵路物流全流程，鐵路貨運站物流管理信息系統(tǒng)主要由業(yè)務(wù)管理、貨位管理、裝卸管理、配送管理、組織管理、設(shè)備管理、合作企業(yè)、系統(tǒng)管理等功能組成，主要以貨位管理、裝卸管理、配送管理業(yè)務(wù)功能為主，業(yè)務(wù)管理、組織管理、設(shè)備管理、系統(tǒng)管理等功能為支持，系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 鐵路貨運站物流管理信息系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

3.3 系統(tǒng)現(xiàn)代物流技術(shù)應(yīng)用

（1）RFID 門禁應(yīng)用技術(shù)。采用 RFID 技術(shù) (射頻識別技術(shù)) 實現(xiàn)進出入的智能化管理，根據(jù)貨場需求制作 RFID 卡工作牌和車輛標識牌，作為身份識別介質(zhì)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)門禁系統(tǒng)，并可便捷地擴展為非接觸一卡通系統(tǒng)，構(gòu)建智能化的門禁系統(tǒng)，提高貨場的安全性。根據(jù)進出人員攜帶 RFID 讀取情況判斷，進行一系列正常進出站場操作和相關(guān)數(shù)據(jù)庫信息更新，或者給出警報、通知相關(guān)人員，待情況解除后恢復(fù)正常運行。智能門禁管理系統(tǒng)集中授權(quán)管理方式進行管理，人員通過一張已授權(quán)的非 RFID 卡便可完成日常的進出入，同時，記錄不同工作區(qū)和場區(qū)出入信息，供門禁系統(tǒng)進行查詢、統(tǒng)計管理。

（2）RFID 數(shù)據(jù)采集與交互技術(shù)應(yīng)用。RFID 是繼條形碼技術(shù)之后的新一代識別技術(shù)，它能夠借助無障礙閱讀、快速掃描、容量大、重復(fù)使用、安全性與便捷性、準確性高等方面的優(yōu)勢，實現(xiàn)物流系統(tǒng)中貨位管理的高效化與標準化運營。該技術(shù)在鐵路貨運業(yè)務(wù)中的運用，最大限度地解放了貨運人員的雙手，降低了操作的復(fù)雜度，從而在保證作業(yè)質(zhì)量的同時也提高了工作效率。具體來說，RFID 技術(shù)主要通過對鐵路貨場貨物、貨位、貨車等進行 ID 標識，應(yīng)用于貨區(qū)貨位的到貨、入庫、驗收、揀貨、移動、出庫等一系列環(huán)節(jié)中，進行貨物品種、位置、數(shù)量、載體等諸多信息內(nèi)容的采集和統(tǒng)計活動，最終通過倉庫管理系統(tǒng)(WMS) 所提供的指示進行信息效驗，提高倉儲貨物管理的準確性和效率，實現(xiàn)貨區(qū)貨位管理業(yè)務(wù)的自動化、智能化。其最終實現(xiàn)目標包括：貨位貨物的可視化管理，降低庫存水平，降低貨物在不同貨運環(huán)節(jié)信息重復(fù)錄入，提高客戶服務(wù)質(zhì)量和水平等。

（3）Activiti 物流業(yè)務(wù)流程可視化技術(shù)應(yīng)用。Activiti 是一個業(yè)務(wù)流程管理和工作流系統(tǒng)，采用基于 Activiti 的BPMX 工作流引擎平臺進行在線流程可視化設(shè)計，支持多個業(yè)務(wù)系統(tǒng)同時運行及切換處理，根據(jù)不同的用戶授權(quán)允許用戶進入不同的系統(tǒng)進行訪問，而不同的業(yè)務(wù)系統(tǒng)的開發(fā)可以基于 BPMX 平臺上開發(fā)，也可以由其他開發(fā)框架開發(fā)再與 BPMX 做整合，能夠最大限度地進行不同系統(tǒng)間的交互及可視化管理。在流程業(yè)務(wù)上更改可以有效減少系統(tǒng)流程的變更成本，以滿足鐵路物流不斷變化的業(yè)務(wù)流程需求，對業(yè)務(wù)流程進行可視化管控，包括業(yè)務(wù)發(fā)生時間、地點、業(yè)務(wù)員、處理的表單數(shù)據(jù)等。

（4）鐵路物流業(yè)務(wù)全程跟蹤技術(shù)。站內(nèi)主要通過 RFID 標簽與貨物建立關(guān)聯(lián)，同時根據(jù)貨物具體業(yè)務(wù) (如裝汽車、裝火車、卸汽車、卸火車、對裝、入庫、出庫、存庫等) 建立貨態(tài)標準，通過不同業(yè)務(wù)流 程對貨態(tài)進行實時修改，同時顯示貨物站內(nèi)流程明細，實現(xiàn)站內(nèi)對物流業(yè)務(wù)的全流程實時管控。站外主要對配送的車輛跟蹤管理，綜合考慮車站自備汽車和委外車輛，考慮汽車整車和零擔(dān)運輸情況，編制不同情況下的RFID 標簽的使用規(guī)則，實現(xiàn)貨物配送中的智能化識別和電子化交接，并通過 GPS、GIS 與通信技術(shù) GSM、GPRS/3G 的集成，或者通過RFID 與 3G 的綜合應(yīng)用實現(xiàn)對車輛實際位置、速度、運行方向等信息的獲取與無線傳輸[5]，實現(xiàn)調(diào)度中心的動態(tài)監(jiān)控和優(yōu)化，結(jié)合裝卸管理、貨區(qū)貨位管理等系統(tǒng)信息，實現(xiàn)物聯(lián)感知技術(shù)下的鐵路貨運樞紐物流作業(yè)的智能化識別、定位、監(jiān)控和管理。

4 鐵路物流管理信息化輔助決策研究

以鐵路貨運站物流管理信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)，構(gòu)建鐵路物流決策支持系統(tǒng)，主要由數(shù)據(jù)抽取、數(shù)據(jù)倉庫管理系統(tǒng)、模型庫/知識庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)挖掘、用戶界面等模塊組成，以此進行定量分析和定性分析，進一步提高了輔助決策能力[6]。數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)源基于鐵路系統(tǒng)目前的業(yè)務(wù)系統(tǒng)及其綜合應(yīng)用，主要包括：18 點統(tǒng)計分析系統(tǒng)、車號自動識別系統(tǒng)、貨車追蹤系統(tǒng)、貨票系統(tǒng)、集裝箱系統(tǒng)、貨運營銷與生產(chǎn)管理系統(tǒng)、精密統(tǒng)計系統(tǒng)、調(diào)度系統(tǒng)、確報系統(tǒng)、編組站現(xiàn)在車管理系統(tǒng)等。

以數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)為基礎(chǔ)，建立以查詢、多維分析、客戶分析、數(shù)據(jù)挖掘等功能模塊為主的鐵路物流營銷決策支持系統(tǒng)。查詢功能模塊利用數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)，可以讓用戶隨時面對數(shù)據(jù)庫，獲取所希望的來自各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)；多維分析功能模塊，主要包括總運量趨勢圖、按品類運量趨勢圖等，多維分析通過多維報表和三維柱圖、餅圖來展示；客戶分析功能模塊，主要是根據(jù)客戶歷史貨運資料對客戶進行細分，根據(jù)不同客戶指定不同的營銷策略；數(shù)據(jù)挖掘功能模塊主要利用 SAS 的數(shù)據(jù)挖掘工具 SAS/ETS 對運輸綜合指標進行預(yù)測、聚類分析、關(guān)聯(lián)分析、時間序列分析及統(tǒng)計分析等。

5 結(jié)束語

隨著鐵路貨運組織改革的不斷深入，鐵路物流企業(yè)亟需加快物流化和信息化建設(shè)，實現(xiàn)鐵路貨運站物流組織的智能化，提高鐵路物流中心作業(yè)效率和服務(wù)能力。隨著貨運市場需求的不斷變化，以及客戶對鐵路物流服務(wù)水平要求的不斷提高，除了構(gòu)建鐵路電子商務(wù)系統(tǒng)等基礎(chǔ)平臺，鐵路物流企業(yè)還應(yīng)建立一個功能完善、服務(wù)便捷、安全可靠、面向客戶經(jīng)營管理，并能夠融入社會化物流全過程的物流綜合管理信息系統(tǒng)，形成電子商務(wù)條件下的鐵路物流聯(lián)盟，使鐵路物流適應(yīng)貨運市場競爭新形勢，并滿足客戶復(fù)雜多變的物流服務(wù)需求。

[1] 郭 磊.北京鐵路局貨運電子商務(wù)平臺構(gòu)建探討[J].鐵道貨運，2014，32(8)：32-34.

[2] 王大治.鐵路貨運物流信息化與優(yōu)化[D].成都：西南交通大學(xué)，2011.

[3] 王 虎.鐵路物流管理信息系統(tǒng)設(shè)計及關(guān)鍵技術(shù)研究[D].北京：中國鐵道科學(xué)研究院，2013.

[4] 張文學(xué)，張東華，鐘 江，等.鐵路物流綜合管理系統(tǒng)的研發(fā)[J].鐵道貨運，2014，32(11)：1-7.

[5] 嚴傳生.基于RFID/GPS/GIS的全程智能物流系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D].北京：北京郵電大學(xué)，2011.

[6] 李 敏.數(shù)據(jù)倉庫在鐵路運輸決策支持中的應(yīng)用研究[D].成都：西南交通大學(xué)，2013.