鐵路集裝箱中心站管理信息系統設計研究

邊銳杰， 卜 雷（同濟大學 交通運輸工程學院，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輸網絡的節點，是多式聯運的中轉作業樞紐，具有裝卸作業強度大且運輸關聯性強的特點，在任一中心站集裝箱裝卸發生延誤都可能會影響整個多式聯運網絡的運輸效率，這就使得中心站成為制約多式聯運網絡總運輸能力的瓶頸。

本文結合集裝箱多式聯運過程中，由于船公司對返箱時間要求的需要，在鐵路集裝箱中心站進行集裝箱貨物中轉換裝作業的特點，從項目數學模型建立所需數據、多式聯運參與人所需數據以及中心站作業所需數據三個方面，研究了該系統數據庫建立時所需的數據，并對信息系統進行了初步設計與實現。

1 國內外研究現狀分析

國外學者從多式聯運供應鏈的角度提出港口管理部門需要擴大其服務范圍并加強港口與內陸的關系[1]。近年來關于內陸集裝箱運輸以及 “無水港”的研究中，“無水港”或者 “內陸港”具備集裝箱操作、利用鐵路或駁船與港口建立運輸聯系以及規?；洕奶攸c[2]，與集裝箱中心站在作用上有相似之處。但是，國外針對無水港的研究大都集中于運輸服務的設計、地理因素以及環境因素的研究[3]，很少關注無水港管理系統的設計。也有學者提出信息及管理系統的問題[4]，認為可靠數據及信息上的缺乏是作業效率低下和商機流失的主要原因。如Almotairi[3]分析了信息及通訊技術是如何支持鐵路集裝箱運輸的。

在實際應用中，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說在多式聯運中所占的比例還很小，并且有些港口的鐵路運輸服務并不完善，例如法國的港口[5]。西班牙的巴倫西亞港正計劃開發港口社區網絡，整合服務，提高鐵路運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 （Venlo）無水港，可以為進出鹿特丹港的鐵路貨流提供服務[2]。

近年來，國內研究學者結合鐵路集裝箱運輸特征，對鐵路集裝箱中心站信息系統建立做了一些研究。孟濤[7]、石雨[8]、陳寧和周桂良[9]從總體上對業務流程、系統目標、系統組成、系統邏輯框架及物理框架等方面做了研究。周曉瑋[10]結合上海港口岸物流的發展和洋山港集裝箱多式聯運一體化信息平臺的建設，對集裝箱多式聯運信息系統的模式進行了研究。李宵寅[11]在分析中心站基本作業流程的基礎上，研究了信息系統的應用體系及主要功能，并提出系統運營保障及安全措施。這些研究僅對系統進行了總體上設計，并未涉及數據庫及系統的具體建立和開發。葉安君[12]、汪瓏[13]、周桂良[14]及張躍輝[15]等人中心站 （或貨運站）信息系統的研究設計各有側重，包括在站箱管理、單據管理以及堆場作業等，同時進行了相應開發。葉安君對中心站智能大門信息系統的構成及系統業務流程進行了討論；汪瓏針對貨運站內部的集裝箱管理進行系統設計，系統目的是對在站集裝箱的動態信息進行管理；周桂良對漢陽港集裝箱貨運站的智能管理信息系統進行了設計，目標主要在于管理貨運單據及優化堆場作業，為貨運站內部的調度作業提供服務，并對系統進行具體開發；張躍輝研究設計集裝箱貨運站信息系統，實現卡口管理、堆場管理、箱管管理、倉庫管理、EDI信息管理、查詢統計、系統管理等功能。

從目前的研究狀況來看，大多數研究都集中于對港口和鐵路內部信息系統的完善，對中心站信息系統的開發研究只是對中心站內部作業進行管理，多式聯運整個過程中對中心站作業造成影響的主要運輸數據仍然缺乏整合與管理。

本文基于此，對鐵路集裝箱中心站管理信息系統進行相關設計研究。

2 海鐵聯運集裝箱作業流程

以上海洋山港和蘆潮港集裝箱中心站的海鐵聯運作業為例，分析鐵路線未延伸至港口內部時的集裝箱聯運作業流程，明確作業流程中的參與人以及可能對中心站作業效率產生影響的因素?；谥行恼镜暮ｈF聯運集裝箱作業流程如圖1所示。

圖1 基于中心站的海鐵聯運集裝箱作業流程圖

集裝箱隨集裝箱船運輸到達港口，在碼頭卸箱后由集裝箱卡車運輸到達鐵路集裝箱中心站，在堆放區暫時存放，等待相關作業。在中心站，集裝箱作業內容分成三部分：

（1）一部分集裝箱按方向編組掛集裝箱專列，機車直接掛運并嚴格按照鐵路集裝箱班列發車時間表組發車去往終到車站；

（2）不能組掛集裝箱專列的一部分集裝箱，按照鐵路貨運列車編組計劃，由調機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輸計劃而無法立即運輸的集裝箱，可在堆場暫時存放，等待合適的時機再經由集裝箱班列運輸至目的地，或者由調機牽引送至與鐵路中心站相互銜接的鐵路編組站，等待編組及運輸。

以上三部分作業過程，由于船公司對返箱時間的要求，需要在鐵路集裝箱中心站進行集裝箱貨物中轉換裝作業。

3 集裝箱中心站管理信息系統數據庫建立

建立集裝箱中心站管理信息系統，主要實現三個目標： （1）為整個項目優化中心站中轉換裝作業提供數據支持；（2）為多式聯運參與人提供集裝箱運輸過程中的相關信息；（3）為中心站工作人員提供管理平臺。數據庫在設計和建立過程中需要綜合考慮這些目標，整合存在于港口和鐵路數據庫中的數據，并找出中心站所需運輸管理數據。

3.1 項目數學模型建立所需數據

基于對鐵路集裝箱中心站聯運貨物中轉換裝運輸時空特征的分析，結合對上海鐵路集裝箱中心站及成都鐵路集裝箱中心站聯運貨物中轉換裝作業流程及延遲現象觀察，并綜合集裝箱中心站作業專家經驗，對鐵路集裝箱中心站聯運貨物中轉換裝延遲主要影響因素提煉如下。

運輸時間因素主要包括：集裝箱貨物發貨時間，集裝箱貨物到貨時間，集裝箱貨物運到期限，鐵路貨物編組列車到發時間及班列固定到發時間。

運輸空間因素主要包括：集裝箱中心站作業能力 （如堆場規模），集裝箱運輸貨物去向及集裝箱貨物運輸車列分配。

基于以上運輸時間因素和空間因素，項目數學模型建立所需數據包括集裝箱到達港口的時間、港口作業時間、集卡駛離港口時間、集卡到達中心站時間、集裝箱空箱數，堆場利用率，設備利用率，貨運列車發車時間等。

3.2 多式聯運參與人所需數據

多式聯運參與人主要指參與集裝箱運輸的貨主及貨代。主要包括以下查詢項目[16]： （1）進箱計劃查詢，即可查詢當日前后15天內的進箱計劃；（2）海關放行達到情況查詢；（3）船舶計劃查詢，即按進/出口、船型、范圍、中英文船名查詢；（4）電子裝箱單發送查詢，即按提單號或箱號查詢；（5）箱貨信息查詢。

除此之外，關于集裝箱貨物的靜態信息，如始發港口、目的港口、集裝箱類型等也是聯運作業中必不可少的信息。

3.3 鐵路集裝箱中心站作業數據

中心站管理信息系統作為鐵路運輸管理信息系統的組成部分，通過鐵路計算機網絡，與鐵路運輸管理信息系統交換集裝箱運輸信息，實現信息共享[17]。除此之外，中心站作為多式聯運的 “節點”，連接海運與鐵路運輸，中心站內的作業勢必會受到港口作業的影響，所以還需與港口管理信息系統交換集裝箱信息。

3.3.1 鐵路運輸數據

中鐵集裝箱公司作為國有大型集裝箱運輸企業，經營全國鐵路集裝箱運輸業務，其信息系統相對完善。 “集裝箱追蹤系統”是集裝箱信息系統的重要組成部分，該系統中涉及運輸數據的統計表如下：

（1）按清單數量統計情況

全路裝車/卸車清單報告 （作業起始/結束時間，接收起始/結束時間）、全路回送裝車/卸車清單報告（作業起始/結束時間，接收起始/結束時間）、出入門清單統計表、出入境清單統計表。

（2） 分類統計

站存箱統計、在途箱數統計、保有量統計、集裝箱專用車平車保有量統計、在站異常箱查詢、在途異常箱查詢、即將到站在途箱查詢、即將到達在途箱查詢。

（3）查詢集裝箱動態

按箱號查詢、組合條件查詢 （按清單查詢/按動態查詢）、專用車分界站出入統計。

組合條件查詢中包含以下數據項：作業時間、中央接收時間、清單號范圍、貨票號、集裝箱號、集裝箱箱型、箱號標記、車號、作業類型、清單屬性、裝車站、卸車站、報告站。

（4）作業箱量統計

始發箱統計表，終到箱統計表，中轉箱發出/達到統計表，空箱始發/達到統計表，配空箱本、跨局始發/終到統計表，發出箱數部計表，到達箱數統計表，回空發送統計表，回空到達統計表。

統計表中的查詢字段包括作業起始/結束時間、接收起始/結束時間、箱主類型 （鐵路箱/自備箱/互使箱）、查詢范圍、查詢局/分局的名稱或代碼。

（5）按集裝箱車種統計

集裝箱裝車車種統計，集裝箱回送車種統計。

3.3.2 港口運輸數據

集裝箱碼頭信息系統內，與鐵路集裝箱中心站作業相關的數據包括：

（1）集裝箱設備交接：用箱人/運箱人、來自/發往地點、返回/收箱地點、船名/航次、集裝箱號、尺寸/類型、營運人、提單號、危品類型、載重等；

（2）船舶作業狀況：碼頭、船公司、航線、船名、進/出口航次、抵港日期、離港日期、進/出口箱量、裝卸狀況、預計作業時間等；

（3）碼頭集卡調度：集卡離港時間、到達中心站時間等。

綜合以上三方面所需數據，初步建立包含以下字段的數據庫，并以集裝箱箱號作為查詢的關鍵字。

集裝箱時空信息表：集裝箱箱號，海運提單號，始發港名稱，始發日期，到達港名稱，到達日期，到達中心站時間，運到期限，目的站名稱；

貨物信息表：貨物品類名稱，貨物體積，貨物質量，是否拼箱貨，最大裝載質量，最大裝載容積，所有人；

管理員信息表：用戶名，密碼，用戶權限；

編組列車表：編組列車編號，去往方向，發車時間，停止編組時間；

班列信息表：班列編號，目的站名稱，發車時間，停止編組時間；

換裝信息：原所屬公司，現所屬公司，操作人，換裝開始時間，換裝結束時間，堆放地點。

4 集裝箱中心站管理信息系統實現

系統總體目標為實現以集裝箱編號為關鍵字的集裝箱全程運輸信息的查詢及中心站作業的管理，涵蓋集裝箱時空信息、貨物信息、換裝信息、編組列車信息等。設計時忽略各方在企業文化、制度及體制上存在的問題，僅從技術角度說明中心站數據庫管理系統實現的可能性。

該信息系統前臺開發工具采用Microsoft公司的Visual Basic，后臺采用SQL Server。中心站的系統管理員可以通過SQL Server管理系統來實現數據庫的日常維護與管理，包括數據庫備份、數據庫恢復、數據庫設置以及對用戶進行安全性管理等。

4.1 集裝箱運輸信息查詢模塊

集裝箱運輸信息查詢包括兩個界面：查詢頁和結果頁。

查詢頁，輸入集裝箱號和海運提單號即可查詢相應集裝箱靜態及動態信息。因箱型不同而需在中心站做中轉換裝，此時，以貨主拿到的第一集裝箱號為查詢字段，換裝后的集裝箱號為備注，用以跟蹤集裝箱信息，貨主僅需根據得到的第一集裝箱號就可查詢相應集裝箱狀態。

4.2 中心站集裝箱運輸信息管理模塊

管理模塊由登錄及集裝箱信息管理兩大部分構成。登錄頁用于中心站工作人員管理集裝箱信息，因職責不同，其所能管理的數據也會不同。集裝箱信息管理頁包括以下4個子頁面：

（1）系統管理：這個子頁面用于管理人員修改個人信息及密碼，與常見的應用系統中所見的功能相似。

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

（3）列車管理：該頁面與鐵路信息系統相連，獲取列車安排計劃、編組狀況、集裝箱運輸狀況等信息。

（4）中心站管理：該頁面針對中心站內部作業進行管理，包括在站箱調度、堆場作業管理、進出集裝箱統計以及相關報表管理等。

5 結 論

本文對鐵路集裝箱中心站管理信息系統進行相關設計研究，數據庫在設計和建立的過程中綜合考慮項目后期建模所需數據、多式聯運參與人所需數據以及中心站管理所需數據三方面，整合存在于港口和鐵路數據庫中的數據并找出中心站所需要的運輸管理數據，并對相關模塊進行了初步設計。本文研究只是對該信息系統的初步設計，仍需要在以后的研究中對其進行改進與完善。

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