鐵路集裝箱中心站管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

邊銳杰， 卜 雷（同濟(jì)大學(xué) 交通運(yùn)輸工程學(xué)院，上海 201804）

BIAN Rui-jie,BU Lei (College of Transportation Engineering,Tongji University,Shanghai 201804,China)

0 引言

鐵路集裝箱中心站作為綜合運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，是多式聯(lián)運(yùn)的中轉(zhuǎn)作業(yè)樞紐，具有裝卸作業(yè)強(qiáng)度大且運(yùn)輸關(guān)聯(lián)性強(qiáng)的特點(diǎn)，在任一中心站集裝箱裝卸發(fā)生延誤都可能會(huì)影響整個(gè)多式聯(lián)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)輸效率，這就使得中心站成為制約多式聯(lián)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)總運(yùn)輸能力的瓶頸。

本文結(jié)合集裝箱多式聯(lián)運(yùn)過(guò)程中，由于船公司對(duì)返箱時(shí)間要求的需要，在鐵路集裝箱中心站進(jìn)行集裝箱貨物中轉(zhuǎn)換裝作業(yè)的特點(diǎn)，從項(xiàng)目數(shù)學(xué)模型建立所需數(shù)據(jù)、多式聯(lián)運(yùn)參與人所需數(shù)據(jù)以及中心站作業(yè)所需數(shù)據(jù)三個(gè)方面，研究了該系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)建立時(shí)所需的數(shù)據(jù)，并對(duì)信息系統(tǒng)進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析

國(guó)外學(xué)者從多式聯(lián)運(yùn)供應(yīng)鏈的角度提出港口管理部門(mén)需要擴(kuò)大其服務(wù)范圍并加強(qiáng)港口與內(nèi)陸的關(guān)系[1]。近年來(lái)關(guān)于內(nèi)陸集裝箱運(yùn)輸以及 “無(wú)水港”的研究中，“無(wú)水港”或者 “內(nèi)陸港”具備集裝箱操作、利用鐵路或駁船與港口建立運(yùn)輸聯(lián)系以及規(guī)模化經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)[2]，與集裝箱中心站在作用上有相似之處。但是，國(guó)外針對(duì)無(wú)水港的研究大都集中于運(yùn)輸服務(wù)的設(shè)計(jì)、地理因素以及環(huán)境因素的研究[3]，很少關(guān)注無(wú)水港管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。也有學(xué)者提出信息及管理系統(tǒng)的問(wèn)題[4]，認(rèn)為可靠數(shù)據(jù)及信息上的缺乏是作業(yè)效率低下和商機(jī)流失的主要原因。如Almotairi[3]分析了信息及通訊技術(shù)是如何支持鐵路集裝箱運(yùn)輸?shù)摹?/p>

在實(shí)際應(yīng)用中，雖然歐洲的大部分港口都有鐵路線連接，但是鐵路相較公路來(lái)說(shuō)在多式聯(lián)運(yùn)中所占的比例還很小，并且有些港口的鐵路運(yùn)輸服務(wù)并不完善，例如法國(guó)的港口[5]。西班牙的巴倫西亞港正計(jì)劃開(kāi)發(fā)港口社區(qū)網(wǎng)絡(luò)，整合服務(wù)，提高鐵路運(yùn)輸效率而吸引更多的使用者[6]。功能較為完善的鐵路集裝箱操作站，如荷蘭的芬絡(luò) （Venlo）無(wú)水港，可以為進(jìn)出鹿特丹港的鐵路貨流提供服務(wù)[2]。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)研究學(xué)者結(jié)合鐵路集裝箱運(yùn)輸特征，對(duì)鐵路集裝箱中心站信息系統(tǒng)建立做了一些研究。孟濤[7]、石雨[8]、陳寧和周桂良[9]從總體上對(duì)業(yè)務(wù)流程、系統(tǒng)目標(biāo)、系統(tǒng)組成、系統(tǒng)邏輯框架及物理框架等方面做了研究。周曉瑋[10]結(jié)合上海港口岸物流的發(fā)展和洋山港集裝箱多式聯(lián)運(yùn)一體化信息平臺(tái)的建設(shè)，對(duì)集裝箱多式聯(lián)運(yùn)信息系統(tǒng)的模式進(jìn)行了研究。李宵寅[11]在分析中心站基本作業(yè)流程的基礎(chǔ)上，研究了信息系統(tǒng)的應(yīng)用體系及主要功能，并提出系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)保障及安全措施。這些研究?jī)H對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了總體上設(shè)計(jì)，并未涉及數(shù)據(jù)庫(kù)及系統(tǒng)的具體建立和開(kāi)發(fā)。葉安君[12]、汪瓏[13]、周桂良[14]及張躍輝[15]等人中心站 （或貨運(yùn)站）信息系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì)各有側(cè)重，包括在站箱管理、單據(jù)管理以及堆場(chǎng)作業(yè)等，同時(shí)進(jìn)行了相應(yīng)開(kāi)發(fā)。葉安君對(duì)中心站智能大門(mén)信息系統(tǒng)的構(gòu)成及系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程進(jìn)行了討論；汪瓏針對(duì)貨運(yùn)站內(nèi)部的集裝箱管理進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)目的是對(duì)在站集裝箱的動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行管理；周桂良對(duì)漢陽(yáng)港集裝箱貨運(yùn)站的智能管理信息系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，目標(biāo)主要在于管理貨運(yùn)單據(jù)及優(yōu)化堆場(chǎng)作業(yè)，為貨運(yùn)站內(nèi)部的調(diào)度作業(yè)提供服務(wù)，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行具體開(kāi)發(fā)；張躍輝研究設(shè)計(jì)集裝箱貨運(yùn)站信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)卡口管理、堆場(chǎng)管理、箱管管理、倉(cāng)庫(kù)管理、EDI信息管理、查詢統(tǒng)計(jì)、系統(tǒng)管理等功能。

從目前的研究狀況來(lái)看，大多數(shù)研究都集中于對(duì)港口和鐵路內(nèi)部信息系統(tǒng)的完善，對(duì)中心站信息系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)研究只是對(duì)中心站內(nèi)部作業(yè)進(jìn)行管理，多式聯(lián)運(yùn)整個(gè)過(guò)程中對(duì)中心站作業(yè)造成影響的主要運(yùn)輸數(shù)據(jù)仍然缺乏整合與管理。

本文基于此，對(duì)鐵路集裝箱中心站管理信息系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)研究。

2 海鐵聯(lián)運(yùn)集裝箱作業(yè)流程

以上海洋山港和蘆潮港集裝箱中心站的海鐵聯(lián)運(yùn)作業(yè)為例，分析鐵路線未延伸至港口內(nèi)部時(shí)的集裝箱聯(lián)運(yùn)作業(yè)流程，明確作業(yè)流程中的參與人以及可能對(duì)中心站作業(yè)效率產(chǎn)生影響的因素。基于中心站的海鐵聯(lián)運(yùn)集裝箱作業(yè)流程如圖1所示。

圖1 基于中心站的海鐵聯(lián)運(yùn)集裝箱作業(yè)流程圖

集裝箱隨集裝箱船運(yùn)輸?shù)竭_(dá)港口，在碼頭卸箱后由集裝箱卡車(chē)運(yùn)輸?shù)竭_(dá)鐵路集裝箱中心站，在堆放區(qū)暫時(shí)存放，等待相關(guān)作業(yè)。在中心站，集裝箱作業(yè)內(nèi)容分成三部分：

（1）一部分集裝箱按方向編組掛集裝箱專(zhuān)列，機(jī)車(chē)直接掛運(yùn)并嚴(yán)格按照鐵路集裝箱班列發(fā)車(chē)時(shí)間表組發(fā)車(chē)去往終到車(chē)站；

（2）不能組掛集裝箱專(zhuān)列的一部分集裝箱，按照鐵路貨運(yùn)列車(chē)編組計(jì)劃，由調(diào)機(jī)直接牽引送至與鐵路中心站相互銜接的鐵路編組站；

（3）因貨主要求或鐵路運(yùn)輸計(jì)劃而無(wú)法立即運(yùn)輸?shù)募b箱，可在堆場(chǎng)暫時(shí)存放，等待合適的時(shí)機(jī)再經(jīng)由集裝箱班列運(yùn)輸至目的地，或者由調(diào)機(jī)牽引送至與鐵路中心站相互銜接的鐵路編組站，等待編組及運(yùn)輸。

以上三部分作業(yè)過(guò)程，由于船公司對(duì)返箱時(shí)間的要求，需要在鐵路集裝箱中心站進(jìn)行集裝箱貨物中轉(zhuǎn)換裝作業(yè)。

3 集裝箱中心站管理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)建立

建立集裝箱中心站管理信息系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)三個(gè)目標(biāo)： （1）為整個(gè)項(xiàng)目?jī)?yōu)化中心站中轉(zhuǎn)換裝作業(yè)提供數(shù)據(jù)支持；（2）為多式聯(lián)運(yùn)參與人提供集裝箱運(yùn)輸過(guò)程中的相關(guān)信息；（3）為中心站工作人員提供管理平臺(tái)。數(shù)據(jù)庫(kù)在設(shè)計(jì)和建立過(guò)程中需要綜合考慮這些目標(biāo)，整合存在于港口和鐵路數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，并找出中心站所需運(yùn)輸管理數(shù)據(jù)。

3.1 項(xiàng)目數(shù)學(xué)模型建立所需數(shù)據(jù)

基于對(duì)鐵路集裝箱中心站聯(lián)運(yùn)貨物中轉(zhuǎn)換裝運(yùn)輸時(shí)空特征的分析，結(jié)合對(duì)上海鐵路集裝箱中心站及成都鐵路集裝箱中心站聯(lián)運(yùn)貨物中轉(zhuǎn)換裝作業(yè)流程及延遲現(xiàn)象觀察，并綜合集裝箱中心站作業(yè)專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)，對(duì)鐵路集裝箱中心站聯(lián)運(yùn)貨物中轉(zhuǎn)換裝延遲主要影響因素提煉如下。

運(yùn)輸時(shí)間因素主要包括：集裝箱貨物發(fā)貨時(shí)間，集裝箱貨物到貨時(shí)間，集裝箱貨物運(yùn)到期限，鐵路貨物編組列車(chē)到發(fā)時(shí)間及班列固定到發(fā)時(shí)間。

運(yùn)輸空間因素主要包括：集裝箱中心站作業(yè)能力 （如堆場(chǎng)規(guī)模），集裝箱運(yùn)輸貨物去向及集裝箱貨物運(yùn)輸車(chē)列分配。

基于以上運(yùn)輸時(shí)間因素和空間因素，項(xiàng)目數(shù)學(xué)模型建立所需數(shù)據(jù)包括集裝箱到達(dá)港口的時(shí)間、港口作業(yè)時(shí)間、集卡駛離港口時(shí)間、集卡到達(dá)中心站時(shí)間、集裝箱空箱數(shù)，堆場(chǎng)利用率，設(shè)備利用率，貨運(yùn)列車(chē)發(fā)車(chē)時(shí)間等。

3.2 多式聯(lián)運(yùn)參與人所需數(shù)據(jù)

多式聯(lián)運(yùn)參與人主要指參與集裝箱運(yùn)輸?shù)呢浿骷柏洿Ｖ饕ㄒ韵虏樵冺?xiàng)目[16]： （1）進(jìn)箱計(jì)劃查詢，即可查詢當(dāng)日前后15天內(nèi)的進(jìn)箱計(jì)劃；（2）海關(guān)放行達(dá)到情況查詢；（3）船舶計(jì)劃查詢，即按進(jìn)/出口、船型、范圍、中英文船名查詢；（4）電子裝箱單發(fā)送查詢，即按提單號(hào)或箱號(hào)查詢；（5）箱貨信息查詢。

除此之外，關(guān)于集裝箱貨物的靜態(tài)信息，如始發(fā)港口、目的港口、集裝箱類(lèi)型等也是聯(lián)運(yùn)作業(yè)中必不可少的信息。

3.3 鐵路集裝箱中心站作業(yè)數(shù)據(jù)

中心站管理信息系統(tǒng)作為鐵路運(yùn)輸管理信息系統(tǒng)的組成部分，通過(guò)鐵路計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，與鐵路運(yùn)輸管理信息系統(tǒng)交換集裝箱運(yùn)輸信息，實(shí)現(xiàn)信息共享[17]。除此之外，中心站作為多式聯(lián)運(yùn)的 “節(jié)點(diǎn)”，連接海運(yùn)與鐵路運(yùn)輸，中心站內(nèi)的作業(yè)勢(shì)必會(huì)受到港口作業(yè)的影響，所以還需與港口管理信息系統(tǒng)交換集裝箱信息。

3.3.1 鐵路運(yùn)輸數(shù)據(jù)

中鐵集裝箱公司作為國(guó)有大型集裝箱運(yùn)輸企業(yè)，經(jīng)營(yíng)全國(guó)鐵路集裝箱運(yùn)輸業(yè)務(wù)，其信息系統(tǒng)相對(duì)完善。 “集裝箱追蹤系統(tǒng)”是集裝箱信息系統(tǒng)的重要組成部分，該系統(tǒng)中涉及運(yùn)輸數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)表如下：

（1）按清單數(shù)量統(tǒng)計(jì)情況

全路裝車(chē)/卸車(chē)清單報(bào)告 （作業(yè)起始/結(jié)束時(shí)間，接收起始/結(jié)束時(shí)間）、全路回送裝車(chē)/卸車(chē)清單報(bào)告（作業(yè)起始/結(jié)束時(shí)間，接收起始/結(jié)束時(shí)間）、出入門(mén)清單統(tǒng)計(jì)表、出入境清單統(tǒng)計(jì)表。

（2） 分類(lèi)統(tǒng)計(jì)

站存箱統(tǒng)計(jì)、在途箱數(shù)統(tǒng)計(jì)、保有量統(tǒng)計(jì)、集裝箱專(zhuān)用車(chē)平車(chē)保有量統(tǒng)計(jì)、在站異常箱查詢、在途異常箱查詢、即將到站在途箱查詢、即將到達(dá)在途箱查詢。

（3）查詢集裝箱動(dòng)態(tài)

按箱號(hào)查詢、組合條件查詢 （按清單查詢/按動(dòng)態(tài)查詢）、專(zhuān)用車(chē)分界站出入統(tǒng)計(jì)。

組合條件查詢中包含以下數(shù)據(jù)項(xiàng)：作業(yè)時(shí)間、中央接收時(shí)間、清單號(hào)范圍、貨票號(hào)、集裝箱號(hào)、集裝箱箱型、箱號(hào)標(biāo)記、車(chē)號(hào)、作業(yè)類(lèi)型、清單屬性、裝車(chē)站、卸車(chē)站、報(bào)告站。

（4）作業(yè)箱量統(tǒng)計(jì)

始發(fā)箱統(tǒng)計(jì)表，終到箱統(tǒng)計(jì)表，中轉(zhuǎn)箱發(fā)出/達(dá)到統(tǒng)計(jì)表，空箱始發(fā)/達(dá)到統(tǒng)計(jì)表，配空箱本、跨局始發(fā)/終到統(tǒng)計(jì)表，發(fā)出箱數(shù)部計(jì)表，到達(dá)箱數(shù)統(tǒng)計(jì)表，回空發(fā)送統(tǒng)計(jì)表，回空到達(dá)統(tǒng)計(jì)表。

統(tǒng)計(jì)表中的查詢字段包括作業(yè)起始/結(jié)束時(shí)間、接收起始/結(jié)束時(shí)間、箱主類(lèi)型 （鐵路箱/自備箱/互使箱）、查詢范圍、查詢局/分局的名稱(chēng)或代碼。

（5）按集裝箱車(chē)種統(tǒng)計(jì)

集裝箱裝車(chē)車(chē)種統(tǒng)計(jì)，集裝箱回送車(chē)種統(tǒng)計(jì)。

3.3.2 港口運(yùn)輸數(shù)據(jù)

集裝箱碼頭信息系統(tǒng)內(nèi)，與鐵路集裝箱中心站作業(yè)相關(guān)的數(shù)據(jù)包括：

（1）集裝箱設(shè)備交接：用箱人/運(yùn)箱人、來(lái)自/發(fā)往地點(diǎn)、返回/收箱地點(diǎn)、船名/航次、集裝箱號(hào)、尺寸/類(lèi)型、營(yíng)運(yùn)人、提單號(hào)、危品類(lèi)型、載重等；

（2）船舶作業(yè)狀況：碼頭、船公司、航線、船名、進(jìn)/出口航次、抵港日期、離港日期、進(jìn)/出口箱量、裝卸狀況、預(yù)計(jì)作業(yè)時(shí)間等；

（3）碼頭集卡調(diào)度：集卡離港時(shí)間、到達(dá)中心站時(shí)間等。

綜合以上三方面所需數(shù)據(jù)，初步建立包含以下字段的數(shù)據(jù)庫(kù)，并以集裝箱箱號(hào)作為查詢的關(guān)鍵字。

集裝箱時(shí)空信息表：集裝箱箱號(hào)，海運(yùn)提單號(hào)，始發(fā)港名稱(chēng)，始發(fā)日期，到達(dá)港名稱(chēng)，到達(dá)日期，到達(dá)中心站時(shí)間，運(yùn)到期限，目的站名稱(chēng)；

貨物信息表：貨物品類(lèi)名稱(chēng)，貨物體積，貨物質(zhì)量，是否拼箱貨，最大裝載質(zhì)量，最大裝載容積，所有人；

管理員信息表：用戶名，密碼，用戶權(quán)限；

編組列車(chē)表：編組列車(chē)編號(hào)，去往方向，發(fā)車(chē)時(shí)間，停止編組時(shí)間；

班列信息表：班列編號(hào)，目的站名稱(chēng)，發(fā)車(chē)時(shí)間，停止編組時(shí)間；

換裝信息：原所屬公司，現(xiàn)所屬公司，操作人，換裝開(kāi)始時(shí)間，換裝結(jié)束時(shí)間，堆放地點(diǎn)。

4 集裝箱中心站管理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)總體目標(biāo)為實(shí)現(xiàn)以集裝箱編號(hào)為關(guān)鍵字的集裝箱全程運(yùn)輸信息的查詢及中心站作業(yè)的管理，涵蓋集裝箱時(shí)空信息、貨物信息、換裝信息、編組列車(chē)信息等。設(shè)計(jì)時(shí)忽略各方在企業(yè)文化、制度及體制上存在的問(wèn)題，僅從技術(shù)角度說(shuō)明中心站數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的可能性。

該信息系統(tǒng)前臺(tái)開(kāi)發(fā)工具采用Microsoft公司的Visual Basic，后臺(tái)采用SQL Server。中心站的系統(tǒng)管理員可以通過(guò)SQL Server管理系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的日常維護(hù)與管理，包括數(shù)據(jù)庫(kù)備份、數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)置以及對(duì)用戶進(jìn)行安全性管理等。

4.1 集裝箱運(yùn)輸信息查詢模塊

集裝箱運(yùn)輸信息查詢包括兩個(gè)界面：查詢頁(yè)和結(jié)果頁(yè)。

查詢頁(yè)，輸入集裝箱號(hào)和海運(yùn)提單號(hào)即可查詢相應(yīng)集裝箱靜態(tài)及動(dòng)態(tài)信息。因箱型不同而需在中心站做中轉(zhuǎn)換裝，此時(shí)，以貨主拿到的第一集裝箱號(hào)為查詢字段，換裝后的集裝箱號(hào)為備注，用以跟蹤集裝箱信息，貨主僅需根據(jù)得到的第一集裝箱號(hào)就可查詢相應(yīng)集裝箱狀態(tài)。

4.2 中心站集裝箱運(yùn)輸信息管理模塊

管理模塊由登錄及集裝箱信息管理兩大部分構(gòu)成。登錄頁(yè)用于中心站工作人員管理集裝箱信息，因職責(zé)不同，其所能管理的數(shù)據(jù)也會(huì)不同。集裝箱信息管理頁(yè)包括以下4個(gè)子頁(yè)面：

（1）系統(tǒng)管理：這個(gè)子頁(yè)面用于管理人員修改個(gè)人信息及密碼，與常見(jiàn)的應(yīng)用系統(tǒng)中所見(jiàn)的功能相似。

（2）集裝箱管理：該子頁(yè)面包括對(duì)集裝箱基本信息及運(yùn)輸信息的查找、添加、修改、刪除等功能。

（3）列車(chē)管理：該頁(yè)面與鐵路信息系統(tǒng)相連，獲取列車(chē)安排計(jì)劃、編組狀況、集裝箱運(yùn)輸狀況等信息。

（4）中心站管理：該頁(yè)面針對(duì)中心站內(nèi)部作業(yè)進(jìn)行管理，包括在站箱調(diào)度、堆場(chǎng)作業(yè)管理、進(jìn)出集裝箱統(tǒng)計(jì)以及相關(guān)報(bào)表管理等。

5 結(jié) 論

本文對(duì)鐵路集裝箱中心站管理信息系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)研究，數(shù)據(jù)庫(kù)在設(shè)計(jì)和建立的過(guò)程中綜合考慮項(xiàng)目后期建模所需數(shù)據(jù)、多式聯(lián)運(yùn)參與人所需數(shù)據(jù)以及中心站管理所需數(shù)據(jù)三方面，整合存在于港口和鐵路數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)并找出中心站所需要的運(yùn)輸管理數(shù)據(jù)，并對(duì)相關(guān)模塊進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)。本文研究只是對(duì)該信息系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)，仍需要在以后的研究中對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)與完善。

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