煤炭品類裝車日計劃自動調(diào)整輔助決策系統(tǒng)研究

盧榮平，燕 娟，康 劍，鄧冬葉

（1. 中國鐵路西安局集團有限公司 信息技術(shù)所，西安 710054；2. 中國鐵路西安局集團有限公司 貨運部，西安 710054）

鐵路貨運日計劃是調(diào)度日班計劃的重要組成部分，路內(nèi)外專家對此展開了一系列研究[1-5]。但由于各鐵路局集團有限公司（簡稱：鐵路局）實際情況不同，中國國家鐵路集團有限公司（簡稱：國鐵集團）在全路推廣的TDMS 5.0 貨調(diào)系統(tǒng)（簡稱：貨調(diào)系統(tǒng)），在支撐貨運日計劃編制過程中不能完全滿足實際需求，造成貨運日計劃編制結(jié)果不夠合理，人為干預(yù)受理結(jié)果的情況依然存在。針對上述問題，本文研發(fā)了煤炭品類裝車日計劃自動調(diào)整輔助決策系統(tǒng)，對煤炭品類日計劃的編制進行了深入研究，實現(xiàn)了空車資源管理、運輸能力管理、日班計劃管理和計劃調(diào)整管理等功能，是對貨調(diào)系統(tǒng)的輔助和補充[6-9]。

1 業(yè)務(wù)流程

本系統(tǒng)以貨調(diào)系統(tǒng)中的煤炭運輸計劃為數(shù)據(jù)源，按照設(shè)定的參數(shù)化優(yōu)先級規(guī)則、得分采集規(guī)則、得分換算規(guī)則對煤炭運輸計劃進行分析評價，生成煤炭運輸計劃優(yōu)先級及換算得分，并按優(yōu)先級從高至低排序，同一優(yōu)先級內(nèi)按得分由高至低排序，分配空車資源。業(yè)務(wù)流程如圖1 所示。

1.1 參數(shù)化優(yōu)先級規(guī)則

系統(tǒng)建立參數(shù)化的優(yōu)先級規(guī)則，將煤炭運輸計劃分為重點物資、鐵路局管轄范圍內(nèi)（簡稱：管內(nèi)）計劃和其它計劃3 個優(yōu)先級。

圖1 業(yè)務(wù)流程

（1）重點物資：國鐵集團以調(diào)度命令形式下達的或通過其他文件方式要求的重點物資運輸，及鐵路局登記在冊的重點物資運輸清單，均按重點物資安排運力配置，列為第1 優(yōu)先級，絕對受理。

（2）管內(nèi)計劃：到站為管內(nèi)的煤炭運輸計劃列為第2 優(yōu)先級，重點保障。

（3）其它計劃：除上述2 類以外的其它煤炭運輸計劃列為第3 優(yōu)先級，統(tǒng)籌考慮。

1.2 得分采集規(guī)則

系統(tǒng)根據(jù)淡季運量決定旺季運輸計劃、管內(nèi)運量決定跨局運輸計劃、管內(nèi)需求基本滿足、效益最大化的原則，結(jié)合鐵路局自身煤炭品類裝車實際，對每條煤炭運輸計劃從以下5 個方面進行分析，分別計算評價分值。

（1）淡季運量占比得分

每日23：00，系統(tǒng)自動判斷當(dāng)日是否為淡季（若當(dāng)日全鐵路局請車總數(shù)小于年度計劃的日均裝車數(shù)或小于最大裝車能力則為淡季）。更新淡季裝車總量和每個客戶的淡季裝車量，并計算每個客戶的淡季占比得分，滿分10 分。

（2）管內(nèi)裝車占比得分

每日23：00，系統(tǒng)自動更新管內(nèi)裝車總量和每個客戶的管內(nèi)裝車總量，計算每個客戶的管內(nèi)裝車占比得分，滿分10 分。

（3）非緊張線路系數(shù)得分

每日23：00，系統(tǒng)自動計算并更新每個客戶的換算系數(shù)，再計算每個客戶到18 個鐵路局的換算裝車數(shù)和非緊張線路系數(shù)，據(jù)此制定得分標準，滿分為10 分。具體算法如下：

a.換算系數(shù)=完成車數(shù)/日需求車數(shù)

當(dāng)換算系數(shù)計算結(jié)果＞0.1 時，取實際值；當(dāng)計算結(jié)果≤0.1 時，取0.1。

c.非緊張線路系數(shù)=換算裝車數(shù)/實際裝車數(shù)

非緊張線路系數(shù)越小，表明該客戶在非緊張線路的裝車越少，反之則越多。

（4）煤炭中長期運輸協(xié)議（簡稱：中長協(xié)）得分

依據(jù)中長協(xié)字典，判定屬于中長協(xié)的裝車計劃，計算發(fā)貨人中長協(xié)換算系數(shù)（換算系數(shù)=當(dāng)日請車數(shù)/年度運量的日均車數(shù)）。換算系數(shù)＜1 時取1，≥1時取實際值。中長協(xié)運輸?shù)梅?10/換算系數(shù)。

（5）運輸收入得分

按運輸收入所在檔次給出相應(yīng)得分，滿分為10 分。

1.3 得分換算規(guī)則

按照各鐵路局對得分采集項點分值加權(quán)比例的設(shè)置，系統(tǒng)對每條煤炭運輸計劃的5 個得分項點進行加權(quán)計算，計算結(jié)果乘以均衡系數(shù)得出最終評價分值。均衡系數(shù)算法及得分換算規(guī)則如下：

（1）均衡系數(shù)算法

系統(tǒng)對前一日或者前兩日配空車的客戶需求進行優(yōu)先級衰減，促使當(dāng)日空車分配給其他客戶。

a.當(dāng)鐵路局前一日和前兩日均未兌現(xiàn)該客戶的需求時，均衡系數(shù)=1；

b.當(dāng)鐵路局前一日未兌現(xiàn)該客戶的需求，但前兩日兌現(xiàn)了該客戶的需求時，均衡系數(shù)=0.9；

c.當(dāng)鐵路局前一日兌現(xiàn)該客戶的需求，但前兩日未兌現(xiàn)該客戶的需求時，均衡系數(shù)=0.8；

d.當(dāng)鐵路局前一日和前兩日均兌現(xiàn)該客戶的需求時，均衡系數(shù)=0.7。

（2）得分換算規(guī)則

每條煤炭運輸計劃最終評價分值 =（淡季裝車占比得分 × 40% + 中長協(xié)運輸?shù)梅?× 40% + 運輸收入得分 × 10% + 非緊張線路得分 × 5% + 管內(nèi)裝車得分×5%）× 均衡系數(shù)。

1.4 配空規(guī)則

（1）根據(jù)客戶提報的裝車計劃信息（裝車站、需求車數(shù)），匹配對應(yīng)裝車站（或裝車站所在區(qū)域）的剩余空車數(shù)量，形成擬批準車數(shù)。

（2）根據(jù)客戶提報的裝車計劃信息（發(fā)站、到站、到局、經(jīng)由站），核算發(fā)站裝車能力、到站卸車能力、局界口通過能力是否滿足，參考到達局的裝車車數(shù)總量限制條件、需求車數(shù)是否滿足整列裝車等卡控校驗條件，修正擬批準車數(shù)，得出最終批準車數(shù)。

（3）保存本條裝車計劃的審批結(jié)果，核減對應(yīng)裝車站（或裝車站所在區(qū)域）的空車數(shù)量，核減發(fā)站裝車能力、到站卸車能力、局界口通過能力、到局裝車車數(shù)總量限制等限制能力。

2 系統(tǒng)功能

2.1 空車資源管理

系統(tǒng)提供空車資源發(fā)布功能，通過調(diào)度所貨運調(diào)度員每日發(fā)布的鐵路局次日站點空車和區(qū)域空車車型及數(shù)量，結(jié)合次日運輸計劃提報情況，實現(xiàn)供給與需求的精準匹配。

（1）站點空車資源

按照發(fā)/到站、發(fā)/收貨人、空車類型等信息，精準配置站點空車資源。

（2）區(qū)域空車資源

將鐵路局管轄范圍內(nèi)的區(qū)域進行劃分（例如：將西安局劃分為陜北、銅川、彬長、寶中等8 個區(qū)域），按照區(qū)域、空車類型分別錄入空車數(shù)量。

2.2 運輸能力管理

運輸計劃的受理結(jié)果除受需求車數(shù)和可用空車資源的影響以外，還受發(fā)站裝車能力、到站卸車能力、經(jīng)由通過能力、到局裝車總量、整列裝車校驗卡控等運輸能力限制條件的影響。因此，系統(tǒng)提供了運輸能力限制條件的維護功能，并在配空過程中調(diào)用，從而生成科學(xué)合理的運輸計劃受理結(jié)果。

（1）發(fā)站裝車能力：包含發(fā)站貨場裝車能力和專用線裝車能力兩部分。需在系統(tǒng)中配置發(fā)站站名及其最大裝車能力、專用線發(fā)貨企業(yè)及其最大裝車能力。

（2）到站卸車能力：包含到站貨場卸車能力和專用線卸車能力兩部分。需在系統(tǒng)中配置到站站名及其最大卸車能力、專用線發(fā)貨企業(yè)及其最大卸車能力 (可自動從貨調(diào)系統(tǒng)共享停限裝調(diào)度命令）。

（3）經(jīng)由通過能力：配置分界口或經(jīng)由站的通過能力限制。

（4）到局裝車總量：配置到局裝車總量限制車數(shù)。

（5）整列裝車校驗卡控：對于部分要求整列裝車的車站，配置每列的裝車車數(shù)（申請裝車車數(shù)不可超過整列車數(shù)）?！菡熊嚁?shù)80%的，按照請求車數(shù)受理；<整列車數(shù)80%的不受理。

2.3 日班計劃管理

每日15：00，系統(tǒng)對由貨調(diào)系統(tǒng)轉(zhuǎn)儲至本地數(shù)據(jù)庫的次日煤炭運輸計劃進行分析評價，生成優(yōu)先級及換算得分，將次日煤炭運輸計劃按照優(yōu)先級從高至低排序，同一優(yōu)先級內(nèi)按照得分由高至低進行排序。依據(jù)貨運調(diào)度員每日錄入的空車資源及運輸能力，自上而下分配空車資源，實現(xiàn)次日煤炭運輸計劃的自動受理。功能界面如圖2 所示。

圖2 日班計劃管理功能界面

2.4 計劃調(diào)整管理

每日10：00，系統(tǒng)對由貨調(diào)系統(tǒng)轉(zhuǎn)儲至本地數(shù)據(jù)庫的當(dāng)日煤炭運輸計劃進行分析評價，生成優(yōu)先級及換算得分，將當(dāng)日煤炭運輸計劃按照優(yōu)先級從高至低進行排序，同一優(yōu)先級內(nèi)按照得分由高至低進行排序。依據(jù)貨運調(diào)度員錄入的當(dāng)日修訂空車資源及運輸能力，自上而下分配空車資源，通過與前一日制定的次日煤炭運輸計劃進行比對，實現(xiàn)當(dāng)日煤炭運輸落空與追加計劃的自動受理。

3 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)采用B/S 架構(gòu)，從前端到后臺分為展示層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)抽取層和數(shù)據(jù)源，架構(gòu)如圖3 所示。

圖3 系統(tǒng)架構(gòu)

3.1 展示層

通過瀏覽器實現(xiàn)人機交互，完成煤炭運輸計劃分析評價、空車資源分配和統(tǒng)計分析等業(yè)務(wù)的交互和展示。

3.2 業(yè)務(wù)邏輯層

通過JFinal 框架的業(yè)務(wù)邏輯層代碼，實現(xiàn)煤炭運輸計劃評價、運力資源配置等核心業(yè)務(wù)模塊的軟件邏輯。

3.3 數(shù)據(jù)抽取層

定期執(zhí)行數(shù)據(jù)抽取任務(wù)，從中間庫獲取貨調(diào)系統(tǒng)的煤炭運輸計劃數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)抽取加工，并轉(zhuǎn)儲到本地庫。

3.4 數(shù)據(jù)源

本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源為貨調(diào)系統(tǒng)的煤炭運輸計劃數(shù)據(jù)，主要包括裝車日期、計劃號、發(fā)站、到站、發(fā)貨人、收貨人、到局、經(jīng)由站、品名、運輸收入等信息。

4 關(guān)鍵技術(shù)

4.1 Quick UI 框架技術(shù)

系統(tǒng)前端采用Quick UI 框架技術(shù)。Quick UI 是基于JQuery 開發(fā)的一款前端開發(fā)框架，擁有良好的性能和兼容性，包含豐富的表單控件、圖形化組件、皮膚模板和可視化展示模板，應(yīng)用效果美觀、用戶體驗流暢。

4.2 JFinal 框架技術(shù)

系統(tǒng)后臺采用JFinal 框架技術(shù)。JFinal 是基于Java 語言、MVC 架構(gòu)的Web 開發(fā)框架，其核心設(shè)計目標是開發(fā)迅速、代碼量少、學(xué)習(xí)簡單、功能強大、輕量級、易擴展，擁有Java 語言所有優(yōu)勢的同時，又擁有Ruby、Python 等動態(tài)語言的開發(fā)效率。

4.3 Git 版本控制技術(shù)

本文使用Git 版本工具，實現(xiàn)系統(tǒng)在迭代開發(fā)過程中的版本控制，提高開發(fā)效率。Git 采用分布式版本庫，服務(wù)器端無需軟件支持，使源碼的發(fā)布和交流極其方便，具有極強的合并跟蹤能力。

5 應(yīng)用效果

該系統(tǒng)于2017年在中國鐵路西安局集團有限公司（簡稱：西安鐵路局）上線運行，取得了良好的應(yīng)用效果，主要表現(xiàn)為以下幾點。

5.1 再造核心業(yè)務(wù)流程

系統(tǒng)緊密結(jié)合西安鐵路局煤炭運輸特點，建立科學(xué)的煤炭運輸計劃評價模型和運力資源配置模型，實現(xiàn)煤炭運輸計劃自動審批。

5.2 計劃審批權(quán)力制約

對煤炭客戶的日需求，實行綜合因素權(quán)重計算分值排序，所有預(yù)定請求均納入系統(tǒng)自動編制范疇，全部自動審批，杜絕人工干預(yù)。系統(tǒng)依據(jù)綜合得分，按照由高到低的順序，自動完成貨運日計劃審批，編制人員只有操作權(quán)，沒有審批和修改權(quán)，有效防范了廉政風(fēng)險。

5.3 空車資源合理配置

精準掌握每日空車資源，結(jié)合管內(nèi)重點區(qū)段運輸能力，實現(xiàn)煤炭運能、空車資源合理運用。同時，營造了公開透明的市場環(huán)境，引導(dǎo)客戶均衡發(fā)運，確保收益最大化。

5.4 運輸市場規(guī)范運作

通過設(shè)定參考因素和限制條件，向社會公開鐵路局煤炭運輸能力分布，引導(dǎo)客戶合理安排運量，建立長期穩(wěn)定的發(fā)運關(guān)系，實現(xiàn)合作共贏。

6 結(jié)束語

本文設(shè)計研發(fā)的煤炭品類裝車日計劃自動調(diào)整輔助決策系統(tǒng)，在西安鐵路局運行效果良好。2019年，該系統(tǒng)累計受理煤炭品類運輸計劃58545 條、需求車數(shù)2824548 車、受理車數(shù)2267745 車，該年度西安局煤炭品類運輸13872 萬t，較2018年增加1224萬t，增長近10%。

本文提出的煤炭運輸計劃評價模型、運力資源配置模型，及模型計算原理和實現(xiàn)技術(shù)等，可為全路各鐵路局貨運計劃審批工作提供參考。