铁路集装箱中心站管理信息系统设计研究

边锐杰， 卜 雷（同济大学 交通运输工程学院，上海 201804）

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

0 引言

铁路集装箱中心站作为综合运输网络的节点，是多式联运的中转作业枢纽，具有装卸作业强度大且运输关联性强的特点，在任一中心站集装箱装卸发生延误都可能会影响整个多式联运网络的运输效率，这就使得中心站成为制约多式联运网络总运输能力的瓶颈。

本文结合集装箱多式联运过程中，由于船公司对返箱时间要求的需要，在铁路集装箱中心站进行集装箱货物中转换装作业的特点，从项目数学模型建立所需数据、多式联运参与人所需数据以及中心站作业所需数据三个方面，研究了该系统数据库建立时所需的数据，并对信息系统进行了初步设计与实现。

1 国内外研究现状分析

国外学者从多式联运供应链的角度提出港口管理部门需要扩大其服务范围并加强港口与内陆的关系[1]。近年来关于内陆集装箱运输以及 “无水港”的研究中，“无水港”或者 “内陆港”具备集装箱操作、利用铁路或驳船与港口建立运输联系以及规模化经济的特点[2]，与集装箱中心站在作用上有相似之处。但是，国外针对无水港的研究大都集中于运输服务的设计、地理因素以及环境因素的研究[3]，很少关注无水港管理系统的设计。也有学者提出信息及管理系统的问题[4]，认为可靠数据及信息上的缺乏是作业效率低下和商机流失的主要原因。如Almotairi[3]分析了信息及通讯技术是如何支持铁路集装箱运输的。

在实际应用中，虽然欧洲的大部分港口都有铁路线连接，但是铁路相较公路来说在多式联运中所占的比例还很小，并且有些港口的铁路运输服务并不完善，例如法国的港口[5]。西班牙的巴伦西亚港正计划开发港口社区网络，整合服务，提高铁路运输效率而吸引更多的使用者[6]。功能较为完善的铁路集装箱操作站，如荷兰的芬络 （Venlo）无水港，可以为进出鹿特丹港的铁路货流提供服务[2]。

近年来，国内研究学者结合铁路集装箱运输特征，对铁路集装箱中心站信息系统建立做了一些研究。孟涛[7]、石雨[8]、陈宁和周桂良[9]从总体上对业务流程、系统目标、系统组成、系统逻辑框架及物理框架等方面做了研究。周晓玮[10]结合上海港口岸物流的发展和洋山港集装箱多式联运一体化信息平台的建设，对集装箱多式联运信息系统的模式进行了研究。李宵寅[11]在分析中心站基本作业流程的基础上，研究了信息系统的应用体系及主要功能，并提出系统运营保障及安全措施。这些研究仅对系统进行了总体上设计，并未涉及数据库及系统的具体建立和开发。叶安君[12]、汪珑[13]、周桂良[14]及张跃辉[15]等人中心站 （或货运站）信息系统的研究设计各有侧重，包括在站箱管理、单据管理以及堆场作业等，同时进行了相应开发。叶安君对中心站智能大门信息系统的构成及系统业务流程进行了讨论；汪珑针对货运站内部的集装箱管理进行系统设计，系统目的是对在站集装箱的动态信息进行管理；周桂良对汉阳港集装箱货运站的智能管理信息系统进行了设计，目标主要在于管理货运单据及优化堆场作业，为货运站内部的调度作业提供服务，并对系统进行具体开发；张跃辉研究设计集装箱货运站信息系统，实现卡口管理、堆场管理、箱管管理、仓库管理、EDI信息管理、查询统计、系统管理等功能。

从目前的研究状况来看，大多数研究都集中于对港口和铁路内部信息系统的完善，对中心站信息系统的开发研究只是对中心站内部作业进行管理，多式联运整个过程中对中心站作业造成影响的主要运输数据仍然缺乏整合与管理。

本文基于此，对铁路集装箱中心站管理信息系统进行相关设计研究。

2 海铁联运集装箱作业流程

以上海洋山港和芦潮港集装箱中心站的海铁联运作业为例，分析铁路线未延伸至港口内部时的集装箱联运作业流程，明确作业流程中的参与人以及可能对中心站作业效率产生影响的因素。基于中心站的海铁联运集装箱作业流程如图1所示。

图1 基于中心站的海铁联运集装箱作业流程图

集装箱随集装箱船运输到达港口，在码头卸箱后由集装箱卡车运输到达铁路集装箱中心站，在堆放区暂时存放，等待相关作业。在中心站，集装箱作业内容分成三部分：

（1）一部分集装箱按方向编组挂集装箱专列，机车直接挂运并严格按照铁路集装箱班列发车时间表组发车去往终到车站；

（2）不能组挂集装箱专列的一部分集装箱，按照铁路货运列车编组计划，由调机直接牵引送至与铁路中心站相互衔接的铁路编组站；

（3）因货主要求或铁路运输计划而无法立即运输的集装箱，可在堆场暂时存放，等待合适的时机再经由集装箱班列运输至目的地，或者由调机牵引送至与铁路中心站相互衔接的铁路编组站，等待编组及运输。

以上三部分作业过程，由于船公司对返箱时间的要求，需要在铁路集装箱中心站进行集装箱货物中转换装作业。

3 集装箱中心站管理信息系统数据库建立

建立集装箱中心站管理信息系统，主要实现三个目标： （1）为整个项目优化中心站中转换装作业提供数据支持；（2）为多式联运参与人提供集装箱运输过程中的相关信息；（3）为中心站工作人员提供管理平台。数据库在设计和建立过程中需要综合考虑这些目标，整合存在于港口和铁路数据库中的数据，并找出中心站所需运输管理数据。

3.1 项目数学模型建立所需数据

基于对铁路集装箱中心站联运货物中转换装运输时空特征的分析，结合对上海铁路集装箱中心站及成都铁路集装箱中心站联运货物中转换装作业流程及延迟现象观察，并综合集装箱中心站作业专家经验，对铁路集装箱中心站联运货物中转换装延迟主要影响因素提炼如下。

运输时间因素主要包括：集装箱货物发货时间，集装箱货物到货时间，集装箱货物运到期限，铁路货物编组列车到发时间及班列固定到发时间。

运输空间因素主要包括：集装箱中心站作业能力 （如堆场规模），集装箱运输货物去向及集装箱货物运输车列分配。

基于以上运输时间因素和空间因素，项目数学模型建立所需数据包括集装箱到达港口的时间、港口作业时间、集卡驶离港口时间、集卡到达中心站时间、集装箱空箱数，堆场利用率，设备利用率，货运列车发车时间等。

3.2 多式联运参与人所需数据

多式联运参与人主要指参与集装箱运输的货主及货代。主要包括以下查询项目[16]： （1）进箱计划查询，即可查询当日前后15天内的进箱计划；（2）海关放行达到情况查询；（3）船舶计划查询，即按进/出口、船型、范围、中英文船名查询；（4）电子装箱单发送查询，即按提单号或箱号查询；（5）箱货信息查询。

除此之外，关于集装箱货物的静态信息，如始发港口、目的港口、集装箱类型等也是联运作业中必不可少的信息。

3.3 铁路集装箱中心站作业数据

中心站管理信息系统作为铁路运输管理信息系统的组成部分，通过铁路计算机网络，与铁路运输管理信息系统交换集装箱运输信息，实现信息共享[17]。除此之外，中心站作为多式联运的 “节点”，连接海运与铁路运输，中心站内的作业势必会受到港口作业的影响，所以还需与港口管理信息系统交换集装箱信息。

3.3.1 铁路运输数据

中铁集装箱公司作为国有大型集装箱运输企业，经营全国铁路集装箱运输业务，其信息系统相对完善。 “集装箱追踪系统”是集装箱信息系统的重要组成部分，该系统中涉及运输数据的统计表如下：

（1）按清单数量统计情况

全路装车/卸车清单报告 （作业起始/结束时间，接收起始/结束时间）、全路回送装车/卸车清单报告（作业起始/结束时间，接收起始/结束时间）、出入门清单统计表、出入境清单统计表。

（2） 分类统计

站存箱统计、在途箱数统计、保有量统计、集装箱专用车平车保有量统计、在站异常箱查询、在途异常箱查询、即将到站在途箱查询、即将到达在途箱查询。

（3）查询集装箱动态

按箱号查询、组合条件查询 （按清单查询/按动态查询）、专用车分界站出入统计。

组合条件查询中包含以下数据项：作业时间、中央接收时间、清单号范围、货票号、集装箱号、集装箱箱型、箱号标记、车号、作业类型、清单属性、装车站、卸车站、报告站。

（4）作业箱量统计

始发箱统计表，终到箱统计表，中转箱发出/达到统计表，空箱始发/达到统计表，配空箱本、跨局始发/终到统计表，发出箱数部计表，到达箱数统计表，回空发送统计表，回空到达统计表。

统计表中的查询字段包括作业起始/结束时间、接收起始/结束时间、箱主类型 （铁路箱/自备箱/互使箱）、查询范围、查询局/分局的名称或代码。

（5）按集装箱车种统计

集装箱装车车种统计，集装箱回送车种统计。

3.3.2 港口运输数据

集装箱码头信息系统内，与铁路集装箱中心站作业相关的数据包括：

（1）集装箱设备交接：用箱人/运箱人、来自/发往地点、返回/收箱地点、船名/航次、集装箱号、尺寸/类型、营运人、提单号、危品类型、载重等；

（2）船舶作业状况：码头、船公司、航线、船名、进/出口航次、抵港日期、离港日期、进/出口箱量、装卸状况、预计作业时间等；

（3）码头集卡调度：集卡离港时间、到达中心站时间等。

综合以上三方面所需数据，初步建立包含以下字段的数据库，并以集装箱箱号作为查询的关键字。

集装箱时空信息表：集装箱箱号，海运提单号，始发港名称，始发日期，到达港名称，到达日期，到达中心站时间，运到期限，目的站名称；

货物信息表：货物品类名称，货物体积，货物质量，是否拼箱货，最大装载质量，最大装载容积，所有人；

管理员信息表：用户名，密码，用户权限；

编组列车表：编组列车编号，去往方向，发车时间，停止编组时间；

班列信息表：班列编号，目的站名称，发车时间，停止编组时间；

换装信息：原所属公司，现所属公司，操作人，换装开始时间，换装结束时间，堆放地点。

4 集装箱中心站管理信息系统实现

系统总体目标为实现以集装箱编号为关键字的集装箱全程运输信息的查询及中心站作业的管理，涵盖集装箱时空信息、货物信息、换装信息、编组列车信息等。设计时忽略各方在企业文化、制度及体制上存在的问题，仅从技术角度说明中心站数据库管理系统实现的可能性。

该信息系统前台开发工具采用Microsoft公司的Visual Basic，后台采用SQL Server。中心站的系统管理员可以通过SQL Server管理系统来实现数据库的日常维护与管理，包括数据库备份、数据库恢复、数据库设置以及对用户进行安全性管理等。

4.1 集装箱运输信息查询模块

集装箱运输信息查询包括两个界面：查询页和结果页。

查询页，输入集装箱号和海运提单号即可查询相应集装箱静态及动态信息。因箱型不同而需在中心站做中转换装，此时，以货主拿到的第一集装箱号为查询字段，换装后的集装箱号为备注，用以跟踪集装箱信息，货主仅需根据得到的第一集装箱号就可查询相应集装箱状态。

4.2 中心站集装箱运输信息管理模块

管理模块由登录及集装箱信息管理两大部分构成。登录页用于中心站工作人员管理集装箱信息，因职责不同，其所能管理的数据也会不同。集装箱信息管理页包括以下4个子页面：

（1）系统管理：这个子页面用于管理人员修改个人信息及密码，与常见的应用系统中所见的功能相似。

（2）集装箱管理：该子页面包括对集装箱基本信息及运输信息的查找、添加、修改、删除等功能。

（3）列车管理：该页面与铁路信息系统相连，获取列车安排计划、编组状况、集装箱运输状况等信息。

（4）中心站管理：该页面针对中心站内部作业进行管理，包括在站箱调度、堆场作业管理、进出集装箱统计以及相关报表管理等。

5 结 论

本文对铁路集装箱中心站管理信息系统进行相关设计研究，数据库在设计和建立的过程中综合考虑项目后期建模所需数据、多式联运参与人所需数据以及中心站管理所需数据三方面，整合存在于港口和铁路数据库中的数据并找出中心站所需要的运输管理数据，并对相关模块进行了初步设计。本文研究只是对该信息系统的初步设计，仍需要在以后的研究中对其进行改进与完善。

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