煤炭品類裝車日計(jì)劃自動(dòng)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(guó)鐵路西安局集團(tuán)有限公司 信息技術(shù)所，西安 710054；2. 中國(guó)鐵路西安局集團(tuán)有限公司 貨運(yùn)部，西安 710054）

鐵路貨運(yùn)日計(jì)劃是調(diào)度日班計(jì)劃的重要組成部分，路內(nèi)外專家對(duì)此展開(kāi)了一系列研究[1-5]。但由于各鐵路局集團(tuán)有限公司（簡(jiǎn)稱：鐵路局）實(shí)際情況不同，中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司（簡(jiǎn)稱：國(guó)鐵集團(tuán)）在全路推廣的TDMS 5.0 貨調(diào)系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱：貨調(diào)系統(tǒng)），在支撐貨運(yùn)日計(jì)劃編制過(guò)程中不能完全滿足實(shí)際需求，造成貨運(yùn)日計(jì)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(duì)上述問(wèn)題，本文研發(fā)了煤炭品類裝車日計(jì)劃自動(dòng)調(diào)整輔助決策系統(tǒng)，對(duì)煤炭品類日計(jì)劃的編制進(jìn)行了深入研究，實(shí)現(xiàn)了空車資源管理、運(yùn)輸能力管理、日班計(jì)劃管理和計(jì)劃調(diào)整管理等功能，是對(duì)貨調(diào)系統(tǒng)的輔助和補(bǔ)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(yùn)輸計(jì)劃為數(shù)據(jù)源，按照設(shè)定的參數(shù)化優(yōu)先級(jí)規(guī)則、得分采集規(guī)則、得分換算規(guī)則對(duì)煤炭運(yùn)輸計(jì)劃進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，生成煤炭運(yùn)輸計(jì)劃優(yōu)先級(jí)及換算得分，并按優(yōu)先級(jí)從高至低排序，同一優(yōu)先級(jí)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(jí)規(guī)則

系統(tǒng)建立參數(shù)化的優(yōu)先級(jí)規(guī)則，將煤炭運(yùn)輸計(jì)劃分為重點(diǎn)物資、鐵路局管轄范圍內(nèi)（簡(jiǎn)稱：管內(nèi)）計(jì)劃和其它計(jì)劃3 個(gè)優(yōu)先級(jí)。

圖1 業(yè)務(wù)流程

（1）重點(diǎn)物資：國(guó)鐵集團(tuán)以調(diào)度命令形式下達(dá)的或通過(guò)其他文件方式要求的重點(diǎn)物資運(yùn)輸，及鐵路局登記在冊(cè)的重點(diǎn)物資運(yùn)輸清單，均按重點(diǎn)物資安排運(yùn)力配置，列為第1 優(yōu)先級(jí)，絕對(duì)受理。

（2）管內(nèi)計(jì)劃：到站為管內(nèi)的煤炭運(yùn)輸計(jì)劃列為第2 優(yōu)先級(jí)，重點(diǎn)保障。

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

1.2 得分采集規(guī)則

系統(tǒng)根據(jù)淡季運(yùn)量決定旺季運(yùn)輸計(jì)劃、管內(nèi)運(yùn)量決定跨局運(yùn)輸計(jì)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(shí)際，對(duì)每條煤炭運(yùn)輸計(jì)劃從以下5 個(gè)方面進(jìn)行分析，分別計(jì)算評(píng)價(jià)分值。

（1）淡季運(yùn)量占比得分

每日23：00，系統(tǒng)自動(dòng)判斷當(dāng)日是否為淡季（若當(dāng)日全鐵路局請(qǐng)車總數(shù)小于年度計(jì)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(gè)客戶的淡季裝車量，并計(jì)算每個(gè)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(dòng)更新管內(nèi)裝車總量和每個(gè)客戶的管內(nèi)裝車總量，計(jì)算每個(gè)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(dòng)計(jì)算并更新每個(gè)客戶的換算系數(shù)，再計(jì)算每個(gè)客戶到18 個(gè)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(biāo)準(zhǔn)，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(jì)算結(jié)果＞0.1 時(shí)，取實(shí)際值；當(dāng)計(jì)算結(jié)果≤0.1 時(shí)，取0.1。

c.非緊張線路系數(shù)=換算裝車數(shù)/實(shí)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(zhǎng)期運(yùn)輸協(xié)議（簡(jiǎn)稱：中長(zhǎng)協(xié)）得分

依據(jù)中長(zhǎng)協(xié)字典，判定屬于中長(zhǎng)協(xié)的裝車計(jì)劃，計(jì)算發(fā)貨人中長(zhǎng)協(xié)換算系數(shù)（換算系數(shù)=當(dāng)日請(qǐng)車數(shù)/年度運(yùn)量的日均車數(shù)）。換算系數(shù)＜1 時(shí)取1，≥1時(shí)取實(shí)際值。中長(zhǎng)協(xié)運(yùn)輸?shù)梅?10/換算系數(shù)。

（5）運(yùn)輸收入得分

按運(yùn)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(duì)得分采集項(xiàng)點(diǎn)分值加權(quán)比例的設(shè)置，系統(tǒng)對(duì)每條煤炭運(yùn)輸計(jì)劃的5 個(gè)得分項(xiàng)點(diǎn)進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，計(jì)算結(jié)果乘以均衡系數(shù)得出最終評(píng)價(jià)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(duì)前一日或者前兩日配空車的客戶需求進(jìn)行優(yōu)先級(jí)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(shí)，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(shí)，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(shí)，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(shí)，均衡系數(shù)=0.7。

（2）得分換算規(guī)則

每條煤炭運(yùn)輸計(jì)劃最終評(píng)價(jià)分值 =（淡季裝車占比得分 × 40% + 中長(zhǎng)協(xié)運(yùn)輸?shù)梅?× 40% + 運(yùn)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(bào)的裝車計(jì)劃信息（裝車站、需求車數(shù)），匹配對(duì)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(zhǔn)車數(shù)。

（2）根據(jù)客戶提報(bào)的裝車計(jì)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(guò)能力是否滿足，參考到達(dá)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(yàn)條件，修正擬批準(zhǔn)車數(shù)，得出最終批準(zhǔn)車數(shù)。

（3）保存本條裝車計(jì)劃的審批結(jié)果，核減對(duì)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(guò)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(guò)調(diào)度所貨運(yùn)調(diào)度員每日發(fā)布的鐵路局次日站點(diǎn)空車和區(qū)域空車車型及數(shù)量，結(jié)合次日運(yùn)輸計(jì)劃提報(bào)情況，實(shí)現(xiàn)供給與需求的精準(zhǔn)匹配。

（1）站點(diǎn)空車資源

按照發(fā)/到站、發(fā)/收貨人、空車類型等信息，精準(zhǔn)配置站點(diǎn)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(jìn)行劃分（例如：將西安局劃分為陜北、銅川、彬長(zhǎng)、寶中等8 個(gè)區(qū)域），按照區(qū)域、空車類型分別錄入空車數(shù)量。

2.2 運(yùn)輸能力管理

運(yùn)輸計(jì)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(guò)能力、到局裝車總量、整列裝車校驗(yàn)卡控等運(yùn)輸能力限制條件的影響。因此，系統(tǒng)提供了運(yùn)輸能力限制條件的維護(hù)功能，并在配空過(guò)程中調(diào)用，從而生成科學(xué)合理的運(yùn)輸計(jì)劃受理結(jié)果。

（1）發(fā)站裝車能力：包含發(fā)站貨場(chǎng)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(chǎng)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(dòng)從貨調(diào)系統(tǒng)共享停限裝調(diào)度命令）。

（3）經(jīng)由通過(guò)能力：配置分界口或經(jīng)由站的通過(guò)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(yàn)卡控：對(duì)于部分要求整列裝車的車站，配置每列的裝車車數(shù)（申請(qǐng)裝車車數(shù)不可超過(guò)整列車數(shù)）。≥整列車數(shù)80%的，按照請(qǐng)求車數(shù)受理；<整列車數(shù)80%的不受理。

2.3 日班計(jì)劃管理

每日15：00，系統(tǒng)對(duì)由貨調(diào)系統(tǒng)轉(zhuǎn)儲(chǔ)至本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的次日煤炭運(yùn)輸計(jì)劃進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，生成優(yōu)先級(jí)及換算得分，將次日煤炭運(yùn)輸計(jì)劃按照優(yōu)先級(jí)從高至低排序，同一優(yōu)先級(jí)內(nèi)按照得分由高至低進(jìn)行排序。依據(jù)貨運(yùn)調(diào)度員每日錄入的空車資源及運(yùn)輸能力，自上而下分配空車資源，實(shí)現(xiàn)次日煤炭運(yùn)輸計(jì)劃的自動(dòng)受理。功能界面如圖2 所示。

圖2 日班計(jì)劃管理功能界面

2.4 計(jì)劃調(diào)整管理

每日10：00，系統(tǒng)對(duì)由貨調(diào)系統(tǒng)轉(zhuǎn)儲(chǔ)至本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的當(dāng)日煤炭運(yùn)輸計(jì)劃進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，生成優(yōu)先級(jí)及換算得分，將當(dāng)日煤炭運(yùn)輸計(jì)劃按照優(yōu)先級(jí)從高至低進(jìn)行排序，同一優(yōu)先級(jí)內(nèi)按照得分由高至低進(jìn)行排序。依據(jù)貨運(yùn)調(diào)度員錄入的當(dāng)日修訂空車資源及運(yùn)輸能力，自上而下分配空車資源，通過(guò)與前一日制定的次日煤炭運(yùn)輸計(jì)劃進(jìn)行比對(duì)，實(shí)現(xiàn)當(dāng)日煤炭運(yùn)輸落空與追加計(jì)劃的自動(dòng)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(tái)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(guò)瀏覽器實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，完成煤炭運(yùn)輸計(jì)劃分析評(píng)價(jià)、空車資源分配和統(tǒng)計(jì)分析等業(yè)務(wù)的交互和展示。

3.2 業(yè)務(wù)邏輯層

通過(guò)JFinal 框架的業(yè)務(wù)邏輯層代碼，實(shí)現(xiàn)煤炭運(yùn)輸計(jì)劃評(píng)價(jià)、運(yùn)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(kù)獲取貨調(diào)系統(tǒng)的煤炭運(yùn)輸計(jì)劃數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)抽取加工，并轉(zhuǎn)儲(chǔ)到本地庫(kù)。

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(yùn)輸計(jì)劃數(shù)據(jù)，主要包括裝車日期、計(jì)劃號(hào)、發(fā)站、到站、發(fā)貨人、收貨人、到局、經(jīng)由站、品名、運(yùn)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(kāi)發(fā)的一款前端開(kāi)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(yàn)流暢。

4.2 JFinal 框架技術(shù)

系統(tǒng)后臺(tái)采用JFinal 框架技術(shù)。JFinal 是基于Java 語(yǔ)言、MVC 架構(gòu)的Web 開(kāi)發(fā)框架，其核心設(shè)計(jì)目標(biāo)是開(kāi)發(fā)迅速、代碼量少、學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大、輕量級(jí)、易擴(kuò)展，擁有Java 語(yǔ)言所有優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，又擁有Ruby、Python 等動(dòng)態(tài)語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)效率。

4.3 Git 版本控制技術(shù)

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

5 應(yīng)用效果

該系統(tǒng)于2017年在中國(guó)鐵路西安局集團(tuán)有限公司（簡(jiǎn)稱：西安鐵路局）上線運(yùn)行，取得了良好的應(yīng)用效果，主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)。

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(yùn)輸特點(diǎn)，建立科學(xué)的煤炭運(yùn)輸計(jì)劃評(píng)價(jià)模型和運(yùn)力資源配置模型，實(shí)現(xiàn)煤炭運(yùn)輸計(jì)劃自動(dòng)審批。

5.2 計(jì)劃審批權(quán)力制約

對(duì)煤炭客戶的日需求，實(shí)行綜合因素權(quán)重計(jì)算分值排序，所有預(yù)定請(qǐng)求均納入系統(tǒng)自動(dòng)編制范疇，全部自動(dòng)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(dòng)完成貨運(yùn)日計(jì)劃審批，編制人員只有操作權(quán)，沒(méi)有審批和修改權(quán)，有效防范了廉政風(fēng)險(xiǎn)。

5.3 空車資源合理配置

精準(zhǔn)掌握每日空車資源，結(jié)合管內(nèi)重點(diǎn)區(qū)段運(yùn)輸能力，實(shí)現(xiàn)煤炭運(yùn)能、空車資源合理運(yùn)用。同時(shí)，營(yíng)造了公開(kāi)透明的市場(chǎng)環(huán)境，引導(dǎo)客戶均衡發(fā)運(yùn)，確保收益最大化。

5.4 運(yùn)輸市場(chǎng)規(guī)范運(yùn)作

通過(guò)設(shè)定參考因素和限制條件，向社會(huì)公開(kāi)鐵路局煤炭運(yùn)輸能力分布，引導(dǎo)客戶合理安排運(yùn)量，建立長(zhǎng)期穩(wěn)定的發(fā)運(yùn)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)合作共贏。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)研發(fā)的煤炭品類裝車日計(jì)劃自動(dòng)調(diào)整輔助決策系統(tǒng)，在西安鐵路局運(yùn)行效果良好。2019年，該系統(tǒng)累計(jì)受理煤炭品類運(yùn)輸計(jì)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(yùn)輸13872 萬(wàn)t，較2018年增加1224萬(wàn)t，增長(zhǎng)近10%。

本文提出的煤炭運(yùn)輸計(jì)劃評(píng)價(jià)模型、運(yùn)力資源配置模型，及模型計(jì)算原理和實(shí)現(xiàn)技術(shù)等，可為全路各鐵路局貨運(yùn)計(jì)劃審批工作提供參考。