鐵路整車運輸作業流程優化

胡貴彥，李明陽，苗佳禧

（北京物資學院，北京 101149）

0 引言

隨著疫情的結束，我國經濟正逐漸復蘇，物流業成為我國恢復經濟的重要支柱。近些年，我國鐵路網絡規模不斷擴大、物流基礎設施不斷完善，貨運量也不斷提高。根據中國國家鐵路集團有限公司數據顯示，2022年，我國鐵路貨運總周轉量為32 668.36億t·km，相對于2021年增長9.1%。目前，我國將鐵路貨運分為三類，分別為“整車運輸”“零擔運輸”與“集裝箱運輸”。其中零擔運輸與集裝箱運輸比例相對較小，整車運輸所占比例最大，一直都是鐵路貨運的重點。在這種情況下，我國鐵路整車運輸作業流程仍采用《TB/T 2116.2-2005》標準，與2015 年建立的“95306網”銜接度弱，產生了作業流程復雜、辦理手續復雜、作業效率低的問題，難以適應我國未來鐵路整車運輸需求。由此可知，鐵路整車運輸還有較大潛力尚未發掘出來。因此，如果能夠從運輸作業流程角度進行優化，可以達到提高作業效率、簡化流程、提高市場競爭力的效果。

許多學者對鐵路作業流程進行了研究。如馬慶迎[1]根據鐵路貨運現有流程，基于貨票電子化對發送端與接收端作業流程進行重構。于雪嶠，等[2]結合高鐵貨運本身的特點，從客戶端、營業部、集散中心與裝卸站的角度構建高鐵快運作業流程，通過建模仿真的方式找出問題，并設計出新的作業流程。周進，等[3]通過分析我國普速鐵路作業流程，從作業效率與質量安全兩個角度提出優化方案，使接發車作業適應現代化發展。馬競，等[4]通過魚骨圖分析我國中老鐵路存在的問題，并根據國際聯運業務流程提出了優化建議。趙強[5]對鐵路整車運輸混裝貨物進行研究，通過定性分析方法發現流程中的薄弱之處，從強化安檢查危與完善信息系統兩個角度對流程進行優化。在研究對象方面，學者們對于高鐵快運、零擔運輸、集裝箱運輸、整車運輸均有研究，但是更傾向于研究高鐵運輸。在研究方法上，大多學者采用建模仿真的方法進行研究，通過建模仿真，找出現有不足之處，使流程能夠達到提高效率的目的，這為本文的研究提供了借鑒意義。

因此，本文根據鐵路整車運輸《TB/T 2116.2-2005》標準，從訂單受理到訂單簽收的整體流程，從定性與定量兩個角度進行分析。本文適用范圍與《TB/T 2116.2-2005》標準相同，適用于鐵路整車運輸中一般貨運作業，不適用于闊大（超限、超長、集重）、鮮活、危險貨物、軍運貨物運輸作業。通過對關聯矩陣進行定性分析，找出結構方面存在的問題，即問題可能出現的位置；根據Petri網原理[6]，使用Petri網建模、Flexsim仿真進行定量分析，找出問題出現的具體位置與突出問題。最后對定性分析與定量分析出的問題進行優化，重新構建鐵路整車運輸發送端與接收端作業流程，并通過建模仿真檢驗優化效果。

1 鐵路整車運輸作業流程現狀

1.1 發送端作業流程現狀

目前，我國鐵路整車運輸作業流程仍采用《TB/T 2116.2-2005》標準。根據相關文獻與行業標準，將鐵路整車運輸作業流程分為發送端與接收端兩個部分。其中發送端作業流程分為四個部分，分別為“計劃和受理“”發送貨物保管“”裝車作業”與“核收費用”。

（1）計劃和受理。在申請階段，既可以通過線上辦理也可以通過線下辦理業務。在客戶完成貨運申請后，網絡終端將根據貨物相關信息與列車情況等信息制定相應的作業安排。在按照相應規章制度檢驗客戶申報的貨物是否屬實、符合規定后，安排貨物進站。經過相關工作人員檢驗，如果符合相應的規章制度，且沒有意外發生，則進行貨物交接，并將信息傳入系統。

（2）發送貨物保管。在接收貨物后，如果車輛尚未到達，則需要入庫保管。貨運站將對交班貨物逐批點件，之后辦理交接手續，按照相應要求對貨物進行保存，等待集裝。當收到出庫指令后，按規定進行出庫作業。

（3）裝車作業。貨物在裝車前需要進行準備工作。貨運站內工作人員提前準備好相應的裝卸器材，根據貨運清單檢查貨物情況。當確認無誤后，將貨物運輸至指定位置。當列車到達后，根據方案進行裝車。裝車后檢驗車輛是否符合運輸標準，并填寫相應的運輸單據和其他相關手續。如果符合發車標準，裝車后按照相應計劃發車；如果存在余貨，則將余貨運送至倉庫內，并與客戶取得聯系。

（4）核收費用。如果客戶未辦理“門到門”服務，則需要客戶到營業站，綜合運費、裝卸費、接取送達費、印花稅與其他雜項費用進行計算。如果客戶辦理“門到門”服務，則根據“一口價”計費規則繳費。相關工作人員將根據實際情況開出票據。

鐵路整車運輸發送端作業流程如圖1所示。

圖1 鐵路整車運輸發送端作業流程

1.2 接收端作業流程現狀

我國鐵路整車運輸接收端作業流程分為三個部分，分別為“卸車作業“”貨物交付”與“到達貨物保管”。

（1）卸車作業。根據列車運行情況，相關工作人員向貨運站發出到達預報。貨運站內工作人員接收信息后，將會審核相關信息，并通知裝卸工作人員準備相關器材。在開始卸車作業之前，首先要檢查相關票據是否正確、內容是否完整、列車停靠等情況。經過檢查如果各項條件均符合標準，則根據制定的卸車方案開始卸車。當卸車作業完成后，需要進行相關檢查，檢查貨物基本情況并編制相關記錄與票據處理。

（2）貨物交付。當卸車作業完成后，根據客戶所申報的服務進行確認。無需進行配送服務的貨物將聯系客戶，等待客戶自提；需要進行配送服務的貨物需要交付配送人員完成各項配送任務。如果客戶完成貨物簽收，則配送人員返回站內進行信息錄入；對于未成功配送的貨物，則需要下發通知并等待下次配送。在此期間，如果有其他費用產生，則需要繳清各項費用才能進行貨物交接。當客戶收到貨物時，確認貨物是否有損壞，如果產生損壞，鐵路相關部門需要進行協商賠償處理。

（3）到達貨物保管。與發送端“發送貨物保管”要求相同，貨運站將對交班貨物逐批點件，之后辦理交接手續，按照相應要求對貨物進行保存。當收到出庫指令后，按規定進行出庫作業。

鐵路整車運輸接收端作業流程如圖2所示。

圖2 鐵路整車運輸接收端作業流程

2 鐵路整車運輸作業流程分析

2.1 發送端作業流程分析

為了明確流程中的問題，本文通過對作業流程關聯矩陣進行定性分析，找出結構方面存在的問題與原因，即問題可能出現的位置；再通過建模仿真的方式進行定量分析，明確問題存在的具體位置與突出問題。

（1）發送端Petri 網建模。記Pn 為鐵路整車運輸發送端作業流程庫所，主要包括客戶、網絡運營終端、貨運站、營業大廳與物流公司；Tn為鐵路整車運輸發送端作業流程變遷，主要包括審核信息、檢斤驗查、貨物裝卸等環節。根據鐵路整車運輸發送端作業流程，建立發送端Petri網模型，如圖3所示。

圖3 發送端Petri網模型

在建立發送端Petri網模型后，需要對模型的合理性進行檢驗。

根據發送端Petri 網模型建立關聯矩陣，由于T1到P2、T2到P4、T3到P4……T44到P36、T45到P37均有有向弧連接，所以a+12、a+24、a+34…a+4436、a+4537的值為1，其他均為0，得到矩陣A1+，見表1。

表1 矩陣A1+

由于P1 到T1 T4、P2 到T2 T3、P3 到T5…P35 到T44、P36 到T45 均有有向弧連接，所以a-11、a-14、a-22、a-23、a-35…a-3544、a-3645的值為1，其他均為0，得到矩陣A1-，見表2。

表2 矩陣A1-

關聯矩陣的計算方式為變遷到庫所的矩陣與庫所到變遷的矩陣之差，即A1=A1+-A1-。

通過計算得到鐵路整車運輸作業流程發送端關聯矩陣A1，見表3。

表3 矩陣A1

令ATX=0，若向量X均為非負整數，則模型合理。使用MATLAB 中的null 函數，求得向量X 的值，結果如下：

由于向量XT中的各項值均為非負整數，所以發送端Petri網模型合理，可進行下一步操作。

（2）發送端作業流程結構分析。在驗證發送端Petri網模型合理性后，需要使用關聯矩陣分析流程中的結構關系，找出結構中的問題，以此確定問題可能出現的位置。

關聯矩陣中包含四種關系，分別為“選擇”“沖突”“并發”和“同步”，但是能夠產生較大影響的只有“沖突關系”與“同步關系”，而“選擇關系”與“并發關系”不會造成較大影響。例如在“行”中出現多個“-1”為“沖突關系”，其含義為多個變遷觸發需要同一庫所資源，但庫所只能接受一次變遷；“列”中出現多個“-1”為“同步關系”，其含義為變遷想要觸發，同時需要多個庫所資源。

通過對發送端關聯矩陣進行分析，總結在流程結構中“沖突關系”與“同步關系”存在的問題如下：

結構問題1：人工電話審核（T2）與網絡終端自動審核（T3）。在客戶決定如何辦理業務后，會根據自身需求，填寫相關報表，再將報表向鐵路貨運單位提供所編寫的訂單。然而由于客戶個人偏好、客觀便利性、企業需求等原因，可能會產生崗位空閑，使運營成本增加。

結構問題2：審核貨運業務未通過（T6）與審核通過（T9）。鐵路貨運單位收到訂單后會對訂單進行審核，一種是審核預約貨運業務通過，另一種是審核預約訂單未通過。由于在辦理過程中，客戶通常會選擇設定好的業務，充分填寫各項基本數據，因此通過審核的幾率較大。當大量需要審核的訂單同時發送至網絡運行終端后，會出現審核人員不足、網絡延遲等，導致審核文件需排隊，從而增加了審核訂單排隊的時間。

結構問題3：預約上門取貨（T10）與自行運輸至貨運站（T12）。客戶辦理“門到門服務”，物流公司將收到客戶的上門取貨申請。收到申請后，物流公司需要對訂單進行合理安排，通過對貨物的種類、數量、運輸路線等作出一定的規劃，同時在到達貨物所在地后，相關人員還需要與客戶單位人員進行對接、對貨物進行初步檢驗等，之后才能進行裝車作業。由于需要進行訂單信息整理、貨運路線規劃、辦理交接手續等操作，導致貨運效率較慢，產生了大量貨物囤積現象，增加了貨運時間。

結構問題4：貨物檢斤驗查不合格（T14）與貨物檢斤驗查合格（T16）。當貨物運送至貨運站后，需要經過安檢、掃描、稱重等步驟，在這之后才能根據車次狀況與訂單信息制定裝車計劃與審核相關信息。在此期間待檢驗的貨物將在貨運站排隊進行檢驗，由于空間有限，當大量貨物運輸至貨運站時，會造成車輛擁堵，增加了管理、人工、運輸等額外成本。貨物在這種到達順序下，容易延誤貨物到達時間，使列車延誤出發時間，使整體作業流程時間延長。

結構問題5：客戶決定自行裝車（T18）與工作人員裝車（T23）。貨物檢驗合格后，將根據貨物具體情況與列車情況決定裝車方案。在裝車步驟上，既可以由客戶人員裝車，也可以由貨運站工作人員裝車。由于貨運站工作人員有限，因此本項選擇將影響到后續裝卸人員分配情況，容易出現人員變動，使人員流動混亂，浪費人力物力。

結構問題6：裝載加固方案不合格（T20）與裝載加固方案合格（T22）。如果客戶選擇自行裝車，需要提交相應的裝車方案，方案由相關部門的工作人員進行審批。由于貨物的狀態、列車的狀態可能不完全一致，客戶的貨運要求與部門的裝車要求不一致，因此可能會出現多次重復提交，延長貨運時間。

結構問題7：貨物入庫保存（T24）與貨物裝車（T26）。經過多項審批，如果列車已在貨物到達前進站，并做好相應裝車準備，那么可以立即進行裝車；如果列車尚未到達，則貨物需要存儲至貨運站的倉庫，進行入庫保存，待列車到達后進行裝車作業。如果有多項訂單需要處理，可能出現單據混亂，造成出入庫運輸錯誤，形成沖突結構。

通過關聯矩陣結構分析，找出了結構方面存在的問題，即問題可能出現的位置。在現實作業中，問題將體現在各操作節點，因此需要通過仿真找出問題存在的具體位置，明確突出問題。

（3）發送端作業流程仿真與分析。對鐵路整車運輸發送端作業流程進行仿真10 000min，結果如圖4所示，根據仿真結果找出訂單囤積位置，見表4。

表4 發送端仿真結果數據表

圖4 優化前發送端仿真結果

由仿真結果可知，囤積的訂單集中在預約訂單通過（T9）、上門取貨（T11）、貨物檢斤驗查合格（T16）與工作人員組織裝車（T35）4個環節。

仿真問題1：審核訂單通過（T9）。該問題與結構分析中發現的“審核訂單通過（T9）”問題相同。當大量需要審核的訂單同時發送至網絡運行終端后，會出現審核人員不足、網絡延遲等情況，導致審核文件需排隊等，從而增加了審核訂單排隊的時間。

仿真問題2：上門取貨（T11）。該問題與結構分析中發現的“預約上門取貨（T10）”問題相同。由于需要進行訂單信息整理、貨運路線規劃、辦理交接手續等操作，導致貨運效率較慢，產生了大量貨物囤積現象，增加了貨運時間。

仿真問題3：貨物檢斤驗查合格（T16）。該問題與結構分析中發現的“貨物檢斤驗查合格（T16）”問題相同。當貨物運送至貨運站后，需要經過安檢、掃描、稱重等步驟，在這之后才能根據車次狀況與訂單信息制定裝車計劃與審核相關信息。在此期間待檢驗的貨物將在貨運站排隊進行檢驗。貨物在這種到達順序下，容易延誤到達時間，從而使列車延誤出發時間，使整體作業流程時間延長。

仿真問題4：工作人員組織裝車（T35）。當列車到達指定位置后，經過相關檢查，貨運站（P27）的工作人員進行裝車作業。由于貨物種類較多，因此裝卸條件也不同。由于站臺空間有限，當大量貨物運至貨位后，可能需要重新更換裝卸設備，進行防火、防濕等加固方案，從而導致裝車時間長，出現等待的現象。

2.2 接收端作業流程分析

（1）接收端Petri網模型。與發送端原理相同，根據鐵路整車運輸接收端作業流程建立Petri網模型并對其進行正確性分析，以保證模型的合理性。經過相關計算，接收端作業流程關聯矩陣A2，見表5。

表5 矩陣A2

通過使用MATLAB中的null函數，求得向量X的值，結果如下：

由于向量XT中的各項值均為非負整數，所以該模型合理，可進行下一步操作。

（2）接收端作業流程結構分析。通過對接收端關聯矩陣分析，總結在流程結構中“沖突關系”與“同步關系”存在的問題如下：

結構問題1：接車對貨位（C2）與制定卸車計劃（C4）。當列車到達貨運站后，需要根據貨物種類、數量等制定卸車計劃。由于貨物的保存條件、運輸條件、裝卸條件不同，需要根據貨物的具體情況進行調整，因此制定卸車計劃速度較慢。如果有多輛列車到達，會出現人員不足的情況，使作業速度再次降低，延長工作時間。進而導致了后續作業無法進行，延長了整體作業流程時間，形成沖突結構。

結構問題2：客戶選擇自行卸車（C8）與不自行卸車（C10）。在卸車前檢查貨物后，會根據客戶的裝卸選擇進行卸車作業。在卸車方案中，既可以由客戶的工作人員進行卸車作業，也可以由貨運站工作人員卸車。由于貨運站工作人員有限，且可能出現客戶的裝卸工作人員未準時到場的情況，因此容易出現人員變動，從而影響到后續裝卸人員的分配，使管理混亂，形成沖突結構。

結構問題3：客戶選擇不立刻配送（C16）與選擇立刻配送（C21）。在完成卸貨并核對完相關信息后，根據客戶選擇決定是否進行配送作業。如果客戶未辦理“門到門”服務，那么貨物將會暫時存入庫中，等待客戶自提；如果客戶辦理“門到門”服務，那么需要對貨物進行配送作業，由于在交接過程中，需要對貨物的種類、數量等信息作出審核，并進行裝車，因此需要經過大量時間才能將貨物送達。在此期間，客戶也可能中途變更服務，形成沖突結構。

結構問題4：交接簽證（C3）與制定卸車計劃（C4）。如果想要進行卸車作業，那么需要對交接手續與卸車計劃進行審核，交接手續與卸車計劃均審核通過后才能準備卸車。在制定卸車計劃時，受到貨物種類、數量、形狀等因素限制，需要用到的卸車工具可能不同，因此制定速度較慢，限制了整體作業速度，形成同步結構。

（3）接收端作業流程仿真與分析。與發送端原理相同，對鐵路整車運輸接收端作業流程進行仿真10 000min，結果如圖5所示，根據仿真結果找出訂單囤積位置，見表6。

表6 接收端仿真結果數據表

圖5 優化前接收端仿真結果

由仿真結果可知，囤積的訂單集中在列車到達預報（C1）、交接簽證（C3）、制定卸車計劃（C4）與貨運站組織卸車（C11）4個環節。然而隨著時間的推移，列車到達預報（C1）與交接簽證（C3）囤積的訂單逐漸消失，說明該作業產生影響較小，可忽略不計。

仿真問題1：制定卸車計劃（C4）。該問題與結構分析中發現的“制定卸車計劃（C4）”問題相同。在列車到達貨運站后，列車中的工作人員會將車輛行駛至指定位置。同時，相關工作人員會根據列車中貨物的相關信息制定卸車計劃，因此，制定卸車計劃速度較慢。如果有多輛列車到達，會出現人員不足的情況，使作業速度再次降低，延長工作時間。

仿真問題2：貨運站組織卸車（C11）。工作人員卸車時，需要對貨物進行登記、核對具體數量，并檢查貨物的狀態；卸車完成后需要對貨物進行抽檢，以確定貨物中是否存在問題；如果存在較為貴重的貨物，還需要有專業人員進行指導作業，分散人力。因此，受站臺場地、裝卸設備數量、工作人員數量、貨物特性等多種因素影響，導致作業效率低，使卸車時間增加。

3 鐵路整車運輸作業流程優化

3.1 發送端作業流程優化

根據發送端仿真結果，結合ECRSI原則，對流程以取消（Eliminate）、合并（Combine）、調整順序（Rearrange）、簡化（Simplify）與增加（Increase）的方式進行優化。優化方案如下：

方案1：結合“合并原則”，將“審核客戶訂單”作業分散到其他部門，即客戶在提交完訂單之后，分別按照各自的受理單位進行審核，無需全部上交到網絡運營終端進行審核。

方案2：結合“調整順序原則”，在訂單審核通過后，同時進行三項作業，分別為貨物運輸作業、制定裝車加固方案、制定相應的裝車計劃等工作。在貨物運輸作業當中，客戶選擇是否辦理“門到門”服務。在制定裝車加固方案當中，如果客戶想要自行裝車，則需要提交相應的加固方案；如果需要貨運站人員裝車，則為工作人員制定方案。同時，貨運站將依次完成制定相應的裝車計劃、運力核算等工作。

方案3：結合“取消原則”與“合并原則”，將貨物檢斤驗查拆分為“檢斤操作”與“驗查操作”，其中“驗查操作”與后續操作“檢查貨物”部分重復，可以進行合并。

方案4：結合“調整順序原則”與“合并原則”，將“工作人員裝車”與“自行裝車”等操作同時進行，同時“工作人員裝車”與“貨物檢查”等操作進行合并。由于在裝車的過程中工作人員會進行貨物檢驗，因此可以進行合并。

方案5：結合“調整順序原則”“列車等待發車”作業與“貨物檢查”作業同時進行，安排在“執行裝車計劃”之后，以減少等待時間。

經過整理，發送端優化方案與定性分析（2.1 節“發送端作業流程結構分析”）、定量分析（2.1節“發送端作業流程仿真與分析”）對應問題見表7。

表7 發送端優化方案與對應問題

經過優化后，得到優化后發送端作業流程圖，如圖6所示。對發送端作業流程仿真10 000min，效果如圖7所示，具體數據見表8。

表8 優化后發送端仿真結果數據表

圖6 優化后發送端作業流程圖

圖7 優化后發送端仿真結果

雖然還存在一定訂單囤積現象，但是訂單完成效率得以提升，達到了優化效果。運行10 000min，在優化前一共處理123件訂單，而優化后一共處理158件訂單，效率提高了28.46%；在優化前發送端完成一份訂單需要570min，在優化后需要242.94min，效率提高了57.38%。發送端優化對比結果見表9。

表9 發送端優化對比表

3.2 接收端作業流程優化

根據接收端仿真結果，同樣使用ECRSI原則對流程進行優化。優化方案如下：

方案1：結合“調整順序原則”，在列車發出到達預報后，同時進行三項作業，分別為“制定卸車計劃”“接車對貨位”與“核對憑證”。列車即將到達時，相關工作人員根據列車到達的車次、時刻、長度等信息制定相應的卸車計劃，以免多輛列車同時到達造成進站混亂、卸車工具調度混亂等問題；與此同時，撤出原有作業工作人員，列車按照要求進入相應的卸車貨位，等待下一步指示；通過電子憑證，在列車到達前向貨運站內工作人員提供憑證，以此減少審核時間。

方案2：結合“增加原則”，在“制定卸車計劃”后向客戶發送貨物信息。如果客戶未辦理“門到門服務”或需要客戶自行卸車，那么使客戶提前到達貨運站，卸車后增加“無需入庫”流程。

方案3：結合“增加原則”，在“貨物交接”后增加“客戶評價”“。95306網”和“鐵路95306”APP上增加評價欄，在客戶接收完貨物后，即可登錄官網或APP進行評價。

經過整理，接收端優化方案與定性分析（2.2 節“接收端作業流程結構分析”）、定量分析（2.2節“接收端作業流程仿真與分析”）對應問題見表10。

表10 接收端優化方案與對應問題

經過優化后，得到優化后接收端作業流程圖如圖8所示。對接收端作業流程10 000min仿真，效果如圖9所示，結果數據見表11。

表11 優化后接收端仿真結果數據表

圖8 優化后接收端作業流程圖

圖9 優化后接收端仿真結果

雖然還存在一定的訂單囤積現象，但是訂單完成效率得以提升，達到了優化效果。運行10 000min，在優化前一共處理了99 件訂單，而優化后一共處理了114 件訂單，效率提升了15.15%；在優化前接收端完成一件訂單平均需要337min，在優化后需要288min，效率提升了14.54%。接收端優化對比見表12。

表12 接收端優化對比表

4 結語

本文對鐵路整車運輸中一般貨運作業進行優化。通過定性分析作業流程的關聯矩陣，找出作業流程結構方面存在的問題與原因，明確問題可能出現的地方；再通過建模仿真的方式進行定量分析，找出問題出現的具體位置與突出問題。最后，根據定性分析與定量分析出的問題提出優化方案，達到了作業分工明確、流程銜接順暢和提高作業效率的效果。