鐵路裝卸清算信息系統(tǒng)設計與實現

張建國，李東林，寧祥東

（中國鐵路濟南局集團有限公司 信息技術所，濟南 250001）

長期以來，鐵路裝卸業(yè)務統(tǒng)計分析通常采用手工填記、紙質傳遞、人工統(tǒng)計的作業(yè)模式。該作業(yè)模式一般由裝卸工手工填記裝卸工單，貨運員基于手工填記的裝卸工單來填記裝卸作業(yè)單，裝卸統(tǒng)計人員根據裝卸作業(yè)單和裝卸車記錄等數據手工統(tǒng)計作業(yè)量，存在作業(yè)效率低、統(tǒng)計工作量大、數據準確性低、審核與上報周期長、核算難度大等問題，同時，還存在數據造假風險[1]，因此，亟需研究針對鐵路裝卸清算業(yè)務的信息系統(tǒng)。

2023年，中國國家鐵路集團有限公司（簡稱：國鐵集團）在全國鐵路推廣的鐵路貨運生產作業(yè)與管控平臺（簡稱：貨運管控平臺）通過對既有生產作業(yè)系統(tǒng)的重構整合[2]，打通了貨運各項生產作業(yè)間的數據壁壘，覆蓋進貨、裝車、卸車、出貨、特殊作業(yè)、場站作業(yè)等全部場景下的鐵路貨運生產作業(yè)流程，實現了裝卸工單電子化，保障了各作業(yè)環(huán)節(jié)數據的完整性、準確性和可追溯性，使裝卸統(tǒng)計作業(yè)與財務清算的電子化作業(yè)成為可能。

本文基于貨運管控平臺作業(yè)數據，設計開發(fā)了鐵路裝卸清算信息系統(tǒng)，減輕現場填記裝卸作業(yè)單和裝卸數據統(tǒng)計與上報的作業(yè)量，提高現場作業(yè)效率，保障數據的準確性和可追溯性，為后續(xù)審計提供有力依據，為落實國鐵集團“減員增效、節(jié)支降耗”的有關要求提供技術支撐[3]。

1 系統(tǒng)設計

1.1 總體架構

裝卸統(tǒng)計作業(yè)與財務清算信息化主要涉及裝卸工單和裝卸作業(yè)單的管理，以保障裝卸業(yè)務統(tǒng)計結果與清算數據的準確性。鐵路裝卸清算信息系統(tǒng)總體架構如圖1所示。

圖1 鐵路裝卸清算信息系統(tǒng)總體架構

1.1.1 數據資源管理層

該層整合中國鐵路95306貨運電子商務系統(tǒng)（簡稱：95306）、貨運管控平臺、電子票據庫、車站綜合管理信息系統(tǒng)（簡稱：現車系統(tǒng)）相關數據，構成裝卸清算資源庫，存儲在Oracle數據庫中。

1.1.2 數據層

主要包含數據存儲過程、數據緩存、數據監(jiān)控、數據恢復、數據權限及一些讀寫數據庫的操作，通過將業(yè)務需求抽象為數據服務，訪問和提取數據資源管理層的業(yè)務數據。

1.1.3 業(yè)務層

主要包含裝卸工單管理、裝卸作業(yè)單管理、清算管理、基礎參數管理、工作量管理、費用管理、綜合監(jiān)控等7項核心業(yè)務應用，根據用戶提交的請求，判斷驗證用戶的身份信息、操作權限，并對業(yè)務數據（作業(yè)類型、作業(yè)量等）進行加工處理和封裝，使用戶需求與數據庫形成交互。

1.1.4 展示層

通過作業(yè)單看板、裝卸統(tǒng)計報表、版式文件等不同方式直觀展示數據的特征，實現對數據不同維度的統(tǒng)計與展現。

1.1.5 用戶訪問層

通過設置國鐵集團、鐵路局集團公司、車務段、車站的4層級用戶，實現不同層級用戶的權限管理，用戶只能查看和操作所屬層級的功能。

1.2 業(yè)務流程

鐵路裝卸作業(yè)單管理及裝卸清算統(tǒng)計作業(yè)流程如圖2所示，其涉及鐵路局集團公司、車務段、車站各管理崗位，以及車站裝卸值班員、外勤貨運員、裝卸工組等各作業(yè)崗位人員。

圖2 裝卸作業(yè)單管理及裝卸清算統(tǒng)計作業(yè)流程

（1）由鐵路局集團公司、車務站段、車站裝卸管理人員完成裝卸參數配置；（2）裝卸作業(yè)完成后，由監(jiān)裝卸貨運員核對裝卸工單，對存在問題的工單，可進行修改、補錄或作廢處理，并將信息無誤的工單生成裝卸作業(yè)單；（3）裝卸工組使用手持機核對裝卸作業(yè)單信息，完成作業(yè)單簽認，如有問題可拒絕簽認，由裝卸值班員決定繼續(xù)生成裝卸作業(yè)單還是進行駁回處理；（4）裝卸值班員審核裝卸作業(yè)單/工單信息，審核無誤則通過并簽章，如有問題則駁回，并通知監(jiān)裝卸貨運員修改裝卸工單并重新生成裝卸作業(yè)單；（5）系統(tǒng)根據審核通過的裝卸作業(yè)單和維護的裝卸參數自動生成裝卸統(tǒng)計報表，并完成上報。

1.3 功能設計

鐵路裝卸清算信息系統(tǒng)的功能架構如圖3所示。

圖3 鐵路裝卸清算信息系統(tǒng)功能架構

1.3.1 裝卸工單管理

包括裝卸工單的修改、補錄和作廢功能。由監(jiān)裝卸貨運員審核自己監(jiān)裝卸的工單，若因誤操作等導致信息與實際不符，可修改裝卸工單信息；若因應急處置等操作造成裝卸工單缺失，貨運員可補錄。補錄的裝卸工單記錄存有補錄人、補錄原因等信息，便于后期核查與審計；若因異常操作產生了多余裝卸工單，則貨運員可作廢該裝卸工單。

1.3.2 裝卸作業(yè)單管理

包括裝卸作業(yè)單的生成、審批和駁回，以及電子簽章和版式文件生成功能。監(jiān)裝卸外勤貨運員通過裝卸作業(yè)單生成功能，將一個或多個裝卸工單生成一個待審核裝卸作業(yè)單，并自動生成裝卸作業(yè)單號；裝卸值班員通過裝卸作業(yè)單審批功能，將信息無誤的裝卸作業(yè)單審批通過，并進入統(tǒng)計和清算流程；裝卸值班員通過裝卸作業(yè)單駁回功能將信息有誤的作業(yè)單作廢，由監(jiān)裝卸外勤貨運員重新生成裝卸作業(yè)單并再次發(fā)起審核簽認流程；作業(yè)單審批通過后，通過電子簽章功能和版式文件功能，自動生成外勤貨運員、裝卸工組、裝卸值班員的電子簽章和裝卸作業(yè)單的電子版式文件。

1.3.3 工作量統(tǒng)計分析

包括裝卸作業(yè)單監(jiān)控、工作量統(tǒng)計、裝卸生產業(yè)務報表和機械運用表生成功能。裝卸作業(yè)單監(jiān)控功能可查看已作業(yè)完成且未生成裝卸作業(yè)單的裝卸工單、已生成且未簽認的裝卸作業(yè)單和已簽認且未審核通過的裝卸作業(yè)單；工作量統(tǒng)計功能從貨運人員工、裝卸工組和裝卸設備3個維度統(tǒng)計現場工作量和裝卸收入；裝卸生產業(yè)務報表和機械運用表生成功能根據《鐵路貨物裝卸管理規(guī)則》[4]統(tǒng)計生成裝卸生產業(yè)務報表和機械運用表。

1.3.4 清算統(tǒng)計分析

根據《鐵路貨物運價規(guī)則》[5]和相關業(yè)務部門的需要，進行清算統(tǒng)計分析，生成費用記錄表、收入統(tǒng)計表、清算統(tǒng)計表和設備收入清算表，用于統(tǒng)計車務段清算給裝卸工組的結算金額和鐵路局集團公司清算給車務段的清算金額。

1.3.5 裝卸參數維護

裝卸參數包括裝卸工組人員信息、局定費率、結算單價、清算單價。參數維護權限分為鐵路局集團公司、車務段、車站共三級。由鐵路局集團公司財務部組織維護清算單價；由鐵路局集團公司貨運部組織維護局定費率；由車務段裝卸管理人員維護結算單價；由車站裝卸管理人員維護裝卸工組人員信息。針對各鐵路局集團公司統(tǒng)計裝卸收入、結算/清算金額規(guī)則的不同，增加了裝卸費用規(guī)則配置開關功能，可選擇不同的統(tǒng)計規(guī)則進行裝卸清算統(tǒng)計。

2 關鍵技術

2.1 PaaS平臺

為提高開發(fā)和運營維護效率，降低新業(yè)務應用的建設成本和風險，鐵路裝卸清算信息系統(tǒng)基于SpringBoot、SpringCloud框架及PaaS（Platform as a Service）平臺構建基礎服務和核心業(yè)務處理的微服務；通過PaaS平臺構建應用程序開發(fā)運行環(huán)境。PaaS平臺提供用戶安全認證、多租戶管理、自動化安全補丁升級和安全傳輸等平臺安全相關能力[6]。

鐵路裝卸清算信息系統(tǒng)的PaaS核心組件有：（1）分布式服務管理：提供裝卸清算微服務化業(yè)務能力的管控和治理，包括微服務注冊與發(fā)現、微服務配置推送等[7]；（2）容器：進行微服務應用的封裝和發(fā)布，微服務應用在容器中運行，實現應用間運行環(huán)境的隔離；（3）分布式數據庫：裝卸清算數據庫由國鐵集團集中部署，考慮裝卸工單/作業(yè)單、電子票據等核心數據的匯總需求，采用分布式數據庫，通過數據庫并行操作、分庫分表、讀寫分離等措施，保障數據操作響應性能和橫向擴展能力。

2.2 電子簽名與傳輸

為保障裝卸作業(yè)單數據的真實性，鐵路裝卸清算信息系統(tǒng)基于Canvas與POI（Poor Obfuscation Implementation）實現了裝卸作業(yè)單的電子簽名技術。移動終端的電子簽名基于Canvas的vue-esign組件，將采集到的電子簽名轉化為圖片[8]，通過JavaScript將圖片轉化為Base64編碼，并將編碼上傳至貨運管控平臺的文件服務器，以滿足長期存儲的需求。

電子簽名照片上傳時，利用運營商的專用APN（Access Point Name）通道，接入國鐵集團站車交互無線接入服務平臺，實現移動終端的認證和安全接入。同時，提供應用數據的加密解密、協(xié)議適配和轉換及數據轉發(fā)功能，將應用請求轉發(fā)至貨運管控平臺移動應用服務。

2.3 基于POI和Spire的文檔生成

為避免裝卸作業(yè)單的數據被篡改，鐵路裝卸清算信息系統(tǒng)基于POI和Spire技術實現了裝卸作業(yè)單PDF文件的生成。

（1）基于裝卸作業(yè)單號從文件服務器中獲取到裝卸工組的電子簽名圖片，并將其存儲到本文系統(tǒng)應用服務器，其中，文件的下載調用貨運管控平臺統(tǒng)一的文件服務進行讀取，貨運管控平臺按照貨運圖片保密要求，對不同圖片進行分區(qū)存儲，按權限下載預覽。（2）基于原生的Graphics2D繪制貨運員和值班員的電子簽名圖片，將貨運員和值班員的簽名圖片存儲到本系統(tǒng)應用服務器，使用POI技術將裝卸工單數據與電子簽名圖片整合為Excel文件；（3）使用Spire技術將Excel文件轉化為PDF文件，并將PDF文件上傳至本系統(tǒng)文件服務器。

3 系統(tǒng)應用情況

鐵路裝卸清算信息系統(tǒng)于2023年6月正式在貨運管控平臺上線，并在中國鐵路濟南局、鄭州局集團有限公司開展試點工作，試運行期間，各試點站均取得了良好的使用效果。

鐵路裝卸清算信息系統(tǒng)將紙質裝卸作業(yè)單人工管理統(tǒng)計的作業(yè)模式轉變?yōu)殡娮踊淖鳂I(yè)模式，通過實現裝卸工單、裝卸作業(yè)單的信息化管理，提高了現場裝卸作業(yè)效率和準確性，保障了每一步作業(yè)的可追溯性，為后期的復核與審計提供了準確性保證[8]。同時，提升作業(yè)效率，降低人力成本。

4 結束語

本文設計并實現了裝卸車清算信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用管控平臺作業(yè)產生的裝卸工單數據，成功實現了裝卸作業(yè)單管理和裝卸業(yè)務統(tǒng)計的信息化，有效減輕了現場填記裝卸作業(yè)單和裝卸數據統(tǒng)計上報的作業(yè)量，提高了裝卸作業(yè)能力和裝卸工作效率，保障了裝卸清算數據的準確性和可追溯性，為后續(xù)調整優(yōu)化裝卸作業(yè)組織結構，推進鐵路貨運改革提供了技術基礎。