鐵路電子運(yùn)單關(guān)鍵技術(shù)體系及功能架構(gòu)設(shè)計(jì)的探討

張鐵鋼

(中國國家鐵路集團(tuán)有限公司 貨運(yùn)部，北京 100844)

0 引言

近年來，鐵路大力推進(jìn)信息化建設(shè)，貨運(yùn)、車務(wù)、調(diào)度、車輛等專業(yè)管理信息系統(tǒng)逐漸完善，但各作業(yè)環(huán)節(jié)間信息傳遞仍然以紙質(zhì)票據(jù)為主，制約了鐵路貨運(yùn)作業(yè)效率的提升，影響了客戶的服務(wù)體驗(yàn)。2018年3月28日鐵路貨運(yùn)票據(jù)電子化正式實(shí)施，標(biāo)志著中國鐵路貨運(yùn)正式進(jìn)入票據(jù)電子化時(shí)代，實(shí)現(xiàn)了票據(jù)信息質(zhì)量顯著提升、勞動(dòng)強(qiáng)度大幅降低、作業(yè)質(zhì)量明顯提高。一是通過電子貨運(yùn)票據(jù)綜合應(yīng)用、鐵路貨運(yùn)電子商務(wù)系統(tǒng)、鐵路貨運(yùn)站安全監(jiān)控與管理系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)貫通和邏輯卡控，貨運(yùn)票據(jù)電子化正式實(shí)施后，貨運(yùn)承運(yùn)制清算中貨物發(fā)到數(shù)據(jù)和貨車數(shù)據(jù)自動(dòng)匹配率就達(dá)到了99.9%，票據(jù)信息質(zhì)量顯著提升；二是電子數(shù)據(jù)模式下關(guān)鍵作業(yè)信息關(guān)聯(lián)程度高，數(shù)據(jù)高度共享，避免了作業(yè)信息的重復(fù)采集，同時(shí)取消了紙質(zhì)票據(jù)傳遞，外勤取送票、內(nèi)勤車號(hào)等崗位核對、分揀、取送票據(jù)作業(yè)，勞動(dòng)強(qiáng)度大幅降低；三是對貨運(yùn)、車務(wù)、調(diào)度、車輛等多個(gè)專業(yè)的基礎(chǔ)作業(yè)進(jìn)行了電子票據(jù)模式下的作業(yè)流程再造，取消了傳統(tǒng)的電話和手寫單據(jù)交接方式，改為憑標(biāo)準(zhǔn)化的電子數(shù)據(jù)交接，交接信息更加及時(shí)、準(zhǔn)確和可靠，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了作業(yè)留痕可追溯，結(jié)合部責(zé)任界面更加明確，作業(yè)質(zhì)量明顯提升[1-2]。

鐵路貨運(yùn)票據(jù)電子化是以貨運(yùn)生產(chǎn)無紙化、貨運(yùn)服務(wù)便捷化為目標(biāo)，建立貨運(yùn)基礎(chǔ)信息主數(shù)據(jù)鏈，覆蓋鐵路貨物運(yùn)輸全過程，對貨運(yùn)資源和生產(chǎn)要素進(jìn)行深度整合，可以劃分為“貨運(yùn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息化→內(nèi)部貨運(yùn)票據(jù)電子化→電子運(yùn)單”三大發(fā)展階段。貨運(yùn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息化階段是指貨運(yùn)、車務(wù)、調(diào)度、車輛等專業(yè)管理信息系統(tǒng)的建設(shè)完善，實(shí)現(xiàn)鐵路貨運(yùn)信息的信息化采集與分析；貨運(yùn)票據(jù)電子化階段是指暢通鐵路貨運(yùn)相關(guān)專業(yè)信息系統(tǒng)間信息交互，實(shí)現(xiàn)貨運(yùn)基礎(chǔ)信息在內(nèi)部信息系統(tǒng)間的標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化；電子運(yùn)單是指實(shí)現(xiàn)客戶與鐵路間電子托運(yùn)、電子交付，實(shí)現(xiàn)鐵路貨運(yùn)信息全過程電子化?？梢钥闯?，當(dāng)前的貨物運(yùn)單仍然需要托運(yùn)人、收貨人現(xiàn)場簽字確認(rèn)，增加了客戶辦理成本與時(shí)間。因此，迫切需要研究電子運(yùn)單實(shí)施的關(guān)鍵技術(shù)體系及功能架構(gòu)，為電子運(yùn)單順暢實(shí)施提供決策支撐，推進(jìn)國鐵企業(yè)由運(yùn)輸生產(chǎn)任務(wù)型向市場經(jīng)營效益型轉(zhuǎn)變[3-4]。

1 鐵路電子運(yùn)單關(guān)鍵技術(shù)體系架構(gòu)設(shè)計(jì)

鐵路貨運(yùn)票據(jù)是銜接需求受理、裝車、承運(yùn)、掛運(yùn)、運(yùn)輸、到達(dá)、交付等作業(yè)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)貨運(yùn)信息快速有效流轉(zhuǎn)的重要載體。電子運(yùn)單作為貨運(yùn)票據(jù)的重要組成部分，是基于電子簽名實(shí)現(xiàn)承托雙方在網(wǎng)上簽訂的電子合同，與紙質(zhì)運(yùn)單具備同等法律效力，履行紙質(zhì)運(yùn)單的功能，是與整套紙質(zhì)運(yùn)單數(shù)據(jù)相同的整套電子數(shù)據(jù)[5]。鐵路電子運(yùn)單的實(shí)施是以數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)化、信息交互實(shí)時(shí)化、運(yùn)輸合同電子化為總體原則，以貫穿貨物需求受理到貨物交付貨運(yùn)生產(chǎn)作業(yè)全過程主數(shù)據(jù)鏈為目標(biāo)，以標(biāo)準(zhǔn)化電子運(yùn)單為載體，破解鐵路運(yùn)單設(shè)計(jì)、運(yùn)單流轉(zhuǎn)、電子簽名三大關(guān)鍵技術(shù)難題，暢通鐵路與客戶的信息交互渠道，提升鐵路貨運(yùn)服務(wù)質(zhì)量和作業(yè)效率。鐵路電子運(yùn)單關(guān)鍵技術(shù)體系架構(gòu)如圖1所示。

圖1 鐵路電子運(yùn)單關(guān)鍵技術(shù)體系架構(gòu)Fig.1 Key technology system of railway electronic freight notes

（1）電子運(yùn)單設(shè)計(jì)技術(shù)。電子運(yùn)單設(shè)計(jì)技術(shù)重點(diǎn)要解決數(shù)據(jù)整合、運(yùn)單格式設(shè)計(jì)和票據(jù)編號(hào)規(guī)則三大難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)貨運(yùn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集的標(biāo)準(zhǔn)化。一是數(shù)據(jù)整合，結(jié)合貨物狀態(tài)及服務(wù)狀態(tài)特征信息的數(shù)據(jù)可獲得性、數(shù)據(jù)格式等情況，按照“基礎(chǔ)為主、分步實(shí)施”原則，整合貨物運(yùn)單、運(yùn)費(fèi)雜費(fèi)收據(jù)等貨運(yùn)票據(jù)，根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)實(shí)際需要不斷優(yōu)化完善；二是運(yùn)單格式設(shè)計(jì)，遴選關(guān)鍵信息字段和非關(guān)鍵信息字段，確定托運(yùn)人、收貨人、貨運(yùn)服務(wù)、貨物狀態(tài)、付費(fèi)方式、領(lǐng)貨方式等模塊的關(guān)系，運(yùn)用系統(tǒng)布局設(shè)計(jì)方法對鐵路貨物運(yùn)單進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，提升客戶與鐵路職工的填單效率；三是票據(jù)編號(hào)規(guī)則，考慮單據(jù)功能、電報(bào)碼、產(chǎn)生系統(tǒng)、單據(jù)規(guī)模等影響因素，重新建立貨運(yùn)票據(jù)編號(hào)規(guī)則架構(gòu)，確定貨運(yùn)票據(jù)編號(hào)規(guī)則格式。通過運(yùn)用電子運(yùn)單設(shè)計(jì)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全路范圍內(nèi)貨運(yùn)票據(jù)的統(tǒng)一使用和管理，為貨物狀態(tài)全程追蹤和電子化管理、取消紙質(zhì)票據(jù)傳遞等工作打好基礎(chǔ)。

（2）電子運(yùn)單流轉(zhuǎn)技術(shù)。電子運(yùn)單流轉(zhuǎn)技術(shù)重點(diǎn)解決數(shù)據(jù)傳輸及加密、系統(tǒng)接口和海量數(shù)據(jù)處理三大難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)信息交互實(shí)時(shí)化。一是數(shù)據(jù)處理及加密，為保障數(shù)據(jù)安全，通過數(shù)據(jù)壓縮及解壓、數(shù)據(jù)加密及解密等技術(shù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)車站及鐵路局集團(tuán)公司業(yè)務(wù)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)壓縮加密和數(shù)據(jù)交換；二是系統(tǒng)接口，立足數(shù)據(jù)交換流程，以電子票據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)文標(biāo)準(zhǔn)化為重點(diǎn)，規(guī)范系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換的請求數(shù)據(jù)和返回?cái)?shù)據(jù)格式；三是海量數(shù)據(jù)處理，利用多線程、緩存、多數(shù)據(jù)源等技術(shù)，對頻繁訪問的數(shù)據(jù)緩存到應(yīng)用服務(wù)器內(nèi)存或內(nèi)存數(shù)據(jù)庫中，并設(shè)置合理的緩存過期策略，保證客戶端快速響應(yīng)。對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)需要快速上報(bào)的業(yè)務(wù)，采用消息隊(duì)列等異步處理技術(shù)，快速響應(yīng)客戶端請求。

（3）電子簽名技術(shù)。電子簽名技術(shù)是確保身份真實(shí)、行為規(guī)范、責(zé)任明晰和隱私保護(hù)的重要手段，是解決鐵路貨運(yùn)受理環(huán)節(jié)和交付環(huán)節(jié)需要現(xiàn)場核對身份問題的關(guān)鍵，重點(diǎn)解決證書管理、文件加密兩大難題，前者是確保用戶身份信息真實(shí)的基礎(chǔ)，后者是保護(hù)用戶隱私、防止合同篡改、防止抵賴的規(guī)定。當(dāng)前第三方CA產(chǎn)品具有SSL證書、時(shí)間戳服務(wù)等功能，需要根據(jù)鐵路電子運(yùn)單的業(yè)務(wù)實(shí)際，研究確定科學(xué)合理的技術(shù)研發(fā)方式和安全存儲(chǔ)介質(zhì)。

2 鐵路電子運(yùn)單實(shí)施功能架構(gòu)設(shè)計(jì)

鐵路電子運(yùn)單是在貨運(yùn)票據(jù)電子化基礎(chǔ)上實(shí)施應(yīng)用，以中國鐵路95306網(wǎng)站(以下簡稱“95306網(wǎng)站”)為基礎(chǔ)，以電子運(yùn)單為載體，以電子運(yùn)單、電子支付、電子發(fā)票、電子交付等功能為重點(diǎn)，面向客戶的受理承運(yùn)和領(lǐng)貨交付兩大核心需求，實(shí)現(xiàn)鐵路貨運(yùn)業(yè)務(wù)的非接觸式辦理[6-7]。鐵路電子運(yùn)單功能架構(gòu)如圖2所示。

圖2 鐵路電子運(yùn)單功能架構(gòu)Fig.2 Functional framework of railway electronic freight notes

2.1 電子運(yùn)單功能

電子運(yùn)單取消發(fā)站、到站、托運(yùn)人、收貨人及收款人報(bào)告聯(lián)次之分，均使用“電子運(yùn)單版式文件”。主要包括數(shù)字證書管理、電子運(yùn)單簽訂和運(yùn)輸服務(wù)變更三大功能。

2.1.1 數(shù)字證書管理

數(shù)字證書管理能夠完成對用戶證書的申請、制證、信息變更、更新、掛失、注銷進(jìn)行全生命周期管理，是電子運(yùn)單實(shí)施的基礎(chǔ)。

（1）證書制作。營業(yè)廳證書辦理人員接受用戶證書申請，對提交的相關(guān)資料信息進(jìn)行審核。證書辦理人員登錄制證系統(tǒng)錄入用戶信息，制證系統(tǒng)與95306網(wǎng)站系統(tǒng)用戶做有效性匹配，通過后自動(dòng)生成數(shù)字證書。

（2）證書變更。當(dāng)用戶企業(yè)名稱發(fā)生變更，在營業(yè)廳進(jìn)行證書信息變更業(yè)務(wù)。證書辦理人員為用戶重新制作數(shù)字證書。

（3）證書補(bǔ)領(lǐng)。當(dāng)用戶證書丟失，可以在95306網(wǎng)站以用戶名口令方式登錄系統(tǒng)進(jìn)行掛失處理，然后在營業(yè)廳辦理證書注銷，同時(shí)可申請新的數(shù)字證書。

（4）證書延期。當(dāng)用戶對證書做延期，可以在證書有效期內(nèi)在95306網(wǎng)站使用既有證書進(jìn)行自主延期。超過有效期后，應(yīng)持既有證書至營業(yè)廳辦理更新業(yè)務(wù)。

（5）證書注銷。用戶對證書進(jìn)行注銷，可以持證書登錄95306網(wǎng)站直接進(jìn)行注銷操作。

2.1.2 電子運(yùn)單簽訂

電子運(yùn)單簽訂功能分為內(nèi)部用戶和外部用戶2個(gè)部分，外部用戶重點(diǎn)滿足專用線客戶和非專用線客戶2類客戶群的托運(yùn)需求，內(nèi)部用戶主要面向鐵路車站的作業(yè)管理需要，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸服務(wù)合同的在線簽訂。

（1）外部客戶端合同簽訂[8]。滿足有電子秘鑰和無電子秘鑰外部客戶的電子運(yùn)單簽訂需求。對于有電子秘鑰的外部用戶，在95306網(wǎng)站提報(bào)需求時(shí)應(yīng)選擇電子運(yùn)單。車站制票后在電子運(yùn)單上加蓋承運(yùn)單位電子章，客戶在95306網(wǎng)站進(jìn)行確認(rèn)并加蓋電子簽章，電子運(yùn)單生效。同時(shí)，在聲明事項(xiàng)后增加“安全承諾書”，客戶需要先確認(rèn)同意聲明事項(xiàng)，在安全承諾書簽章。為確保運(yùn)力資源配置的及時(shí)性，非專用線客戶應(yīng)在版式文件生成后1 h內(nèi)完成簽章。專用線客戶作為與鐵路合作粘性較高的客戶群，以非專用線客戶在線托運(yùn)流程為基礎(chǔ)，經(jīng)約定可以放寬電子運(yùn)單簽訂周期，在次日內(nèi)完成簽章。對于無電子秘鑰的外部客戶，在95306網(wǎng)站提報(bào)需求時(shí)選擇電子運(yùn)單后，車站制票時(shí)由經(jīng)辦人或托運(yùn)人在簽字板上簽字，同步采集客戶簽字場景頭像，驗(yàn)證并采集身份證信息，作為電子運(yùn)單的托運(yùn)人簽章。

（2）鐵路內(nèi)部用戶端合同管理。滿足鐵路車站內(nèi)部客戶的電子運(yùn)單簽訂及管理需求。一是鐵路車站在95306網(wǎng)站運(yùn)單受理通過后，自動(dòng)加蓋所屬單位電子章，生成電子運(yùn)單版式文件；二是系統(tǒng)內(nèi)需要實(shí)現(xiàn)智能提示與卡控，未簽章的客戶不得提報(bào)下一批運(yùn)輸需求。電子運(yùn)單復(fù)核可以按站段、營業(yè)部、車站集中復(fù)核，系統(tǒng)自動(dòng)預(yù)比對，提示比對結(jié)果。

2.1.3 運(yùn)輸服務(wù)變更

電子變更要求書是滿足托運(yùn)人對托運(yùn)信息進(jìn)行變更或取消的載體。托運(yùn)人可以變更到站和收貨人(其中貨車到站后不再受理變更到站的申請)及取消托運(yùn)業(yè)務(wù)，電子簽名客戶可以通過95306網(wǎng)站提出變更要求，生成電子變更要求書，并加蓋電子簽章。辦理站變更完成前，客戶需進(jìn)行網(wǎng)上支付。非電子簽名客戶，托運(yùn)人按既有流程到現(xiàn)車所在站辦理。

（1）目的地變更。變更到站的，經(jīng)新到局同意后，將變更要求書推送至發(fā)站，發(fā)站經(jīng)發(fā)局同意后錄入變更處理站和調(diào)度命令號(hào)，自動(dòng)加蓋發(fā)站所屬單位電子章，修改電子票據(jù)信息，并核收服務(wù)方案變更產(chǎn)生的相應(yīng)服務(wù)費(fèi)用。

（2）收貨人變更。僅變更收貨人的，托運(yùn)人錄入電子變更要求書并電子簽章，由到站受理同意后開具電子雜費(fèi)收據(jù)，自動(dòng)加蓋發(fā)站所屬單位電子章，修改電子票據(jù)信息。

（3）變更要求書增加變更手續(xù)費(fèi)、運(yùn)費(fèi)變更計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)等計(jì)費(fèi)說明。

2.2 電子支付功能

電子支付功能主要包括費(fèi)用支付、退款管理和預(yù)付款管理等功能，滿足內(nèi)外部用戶實(shí)現(xiàn)非接觸式的費(fèi)用支付與結(jié)算。

（1）費(fèi)用支付。95306網(wǎng)站提供多種運(yùn)雜費(fèi)支付方式(如網(wǎng)銀轉(zhuǎn)賬、銀聯(lián)、支付寶、微信支付、預(yù)付款等)，客戶不用再前往營業(yè)廳辦理繳費(fèi)手續(xù)。

（2）退款管理?？蛻艨梢愿鶕?jù)實(shí)際產(chǎn)生的取消托運(yùn)、貨損貨差等情況，在線申請退款，相應(yīng)的款項(xiàng)在鐵路部門審核確認(rèn)無誤后，通過原支付方式辦理退款。

（3）預(yù)付款管理?？蛻粜枰k理貨運(yùn)網(wǎng)上預(yù)付款的，可以向鐵路運(yùn)輸企業(yè)或其所屬站段(貨運(yùn)中心)申請辦理貨運(yùn)網(wǎng)上預(yù)付款業(yè)務(wù)。簽訂預(yù)付款業(yè)務(wù)協(xié)議后，客戶可以通過95306網(wǎng)站，選擇辦理預(yù)付款業(yè)務(wù)，通過網(wǎng)上存入預(yù)付款。貨運(yùn)網(wǎng)上預(yù)付款僅限在客戶申請的鐵路運(yùn)輸企業(yè)管內(nèi)車站使用。

2.3 電子發(fā)票功能

電子發(fā)票功能主要包括增值稅電子普通發(fā)票管理和增值稅專用發(fā)票管理兩大功能。根據(jù)客戶在電子運(yùn)單中明確的發(fā)票需求，提供相應(yīng)的發(fā)票開具服務(wù)。

（1）增值稅電子普通發(fā)票管理。完善與稅務(wù)部門之間的信息交互，為客戶開具增值稅電子普通發(fā)票，暢通官網(wǎng)開票、推送短信連接開票和打印二維碼開票等方式，提升電子發(fā)票開具的便捷化程度。

（2）增值稅專用發(fā)票管理。增加客戶“開具增值稅發(fā)票”預(yù)約功能，只限注冊客戶使用。以列表方式顯示未換取增值稅票的運(yùn)單信息，可批選；可以指定領(lǐng)取增值稅發(fā)票的方式(快遞到付、上門領(lǐng)取)，預(yù)約信息推送貨票系統(tǒng)，由貨票系統(tǒng)推送稅控系統(tǒng)。

2.4 電子交付功能

95306網(wǎng)站增加“我要領(lǐng)貨”模塊，客戶登錄后可查詢、確認(rèn)、更改領(lǐng)貨信息。按照專用線、電子密鑰和非電子密鑰3類客戶群，分別設(shè)計(jì)客戶領(lǐng)貨功能。

（1）專用線領(lǐng)貨。專用線卸車的客戶辦理交付手續(xù)，使用電子密鑰在95306網(wǎng)站簽認(rèn)電子調(diào)送單，辦理貨物交接手續(xù)；確認(rèn)并支付運(yùn)雜費(fèi)后，辦理領(lǐng)貨手續(xù)。

（2）電子密鑰領(lǐng)貨。貨場卸車的電子密鑰客戶，在收到領(lǐng)貨短信通知后，在95306網(wǎng)站確認(rèn)支付運(yùn)雜費(fèi)后，辦理領(lǐng)貨手續(xù)，并設(shè)置領(lǐng)貨人信息；客戶選擇在貨場領(lǐng)貨的，外勤貨運(yùn)員驗(yàn)證領(lǐng)貨人身份后交付貨物?？蛻暨x擇送貨上門的，由配送人員按指定的送貨地點(diǎn)送貨上門，交貨時(shí)，由配送人員驗(yàn)證領(lǐng)貨人身份后交付貨物。

（3）非密電子鑰領(lǐng)貨。貨場卸車的非電子密鑰客戶，在收到領(lǐng)貨短信通知后，客戶到車站辦理領(lǐng)貨手續(xù)，車站驗(yàn)證領(lǐng)貨人身份，由收貨人在簽字板上簽名并采集客戶簽字場景圖像，簽名自動(dòng)加載到運(yùn)單相應(yīng)位置，辦理領(lǐng)貨手續(xù)；外勤貨運(yùn)員憑領(lǐng)貨憑據(jù)交付貨物。

3 結(jié)束語

鐵路電子運(yùn)單的實(shí)施能夠?qū)崿F(xiàn)鐵路電子合同簽署，通過互聯(lián)網(wǎng)模式完成與貨主企業(yè)間鐵路貨運(yùn)合同在線簽署，對提升鐵路貨運(yùn)服務(wù)便捷化程度具有重要作用。整體來看，鐵路電子運(yùn)單面臨的最大挑戰(zhàn)是風(fēng)險(xiǎn)的管理和控制，包括防范法律風(fēng)險(xiǎn)、交易風(fēng)險(xiǎn)、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)等。為解決以上業(yè)務(wù)安全問題，可以在整個(gè)業(yè)務(wù)過程中通過技術(shù)引入第三方CA數(shù)字證書體系的方式進(jìn)行，一方面成熟的電子簽名、加密技術(shù)解決了平臺(tái)的交易風(fēng)險(xiǎn)和技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，另一方面符合電子簽名法相關(guān)規(guī)定的電子簽名有效地防范了平臺(tái)的法律風(fēng)險(xiǎn)。