煤炭運(yùn)輸調(diào)度管理系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

劉 蕾 楊 柳

(石家莊信息工程職業(yè)學(xué)院，河北省石家莊市，050035)

近年來(lái)，煤炭企業(yè)通過(guò)對(duì)各運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)的技術(shù)裝備進(jìn)行改造，綜合利用傳感技術(shù)、紅外技術(shù)和RFID技術(shù)等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)運(yùn)輸環(huán)節(jié)實(shí)施管控。然而，技術(shù)改造與應(yīng)用的主要目的是為了規(guī)范運(yùn)輸業(yè)務(wù)，減少運(yùn)輸過(guò)程中的 “跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象造成的經(jīng)濟(jì)損失。然而，煤炭企業(yè)運(yùn)輸業(yè)務(wù)具有一定的復(fù)雜性，運(yùn)輸作業(yè)的完成需要通過(guò)調(diào)度指令來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的背景下，設(shè)計(jì)一套能夠?qū)\(yùn)輸作業(yè)進(jìn)行合理調(diào)度的管理系統(tǒng)具有現(xiàn)實(shí)意義。本文設(shè)計(jì)的運(yùn)輸調(diào)度管理系統(tǒng)可面向具有多個(gè)運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)和多種運(yùn)輸業(yè)務(wù)的煤炭企業(yè)集團(tuán)。

1 煤炭企業(yè)運(yùn)輸業(yè)務(wù)分析

煤炭企業(yè)的運(yùn)輸作業(yè)源自企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃和銷售合同。企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃不僅決定了煤炭產(chǎn)品的產(chǎn)量，也決定了以原煤為原材料的煤化工、煤炭洗選加工等作業(yè)對(duì)煤炭產(chǎn)品的需求量；企業(yè)的銷售合同則直接決定了一定時(shí)期內(nèi)企業(yè)需要完成的對(duì)外發(fā)運(yùn)量。因此，根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃和銷售合同，煤炭企業(yè)可以制定出一定時(shí)期內(nèi)的企業(yè)運(yùn)輸計(jì)劃，一般主要包括滿足銷售需求的地銷發(fā)運(yùn)計(jì)劃和鐵路發(fā)運(yùn)計(jì)劃以及滿足內(nèi)部供應(yīng)鏈下級(jí)需求的內(nèi)部調(diào)運(yùn)計(jì)劃。

運(yùn)輸計(jì)劃是一定時(shí)期內(nèi)進(jìn)行運(yùn)輸作業(yè)的主要依據(jù)，煤炭企業(yè)可以根據(jù)實(shí)際情況制定月度計(jì)劃或每日的運(yùn)輸計(jì)劃。然而，在計(jì)劃的執(zhí)行過(guò)程中，企業(yè)往往面臨著更為復(fù)雜的實(shí)際情況。比如企業(yè)可能需要優(yōu)先滿足某些重點(diǎn)客戶的購(gòu)煤需求，或者需要優(yōu)先滿足內(nèi)部調(diào)運(yùn)需求。因此，煤炭企業(yè)在實(shí)際執(zhí)行運(yùn)輸作業(yè)時(shí)，通常需要通過(guò)下發(fā)調(diào)度指令對(duì)運(yùn)輸計(jì)劃做出及時(shí)調(diào)節(jié)，以滿足生產(chǎn)作業(yè)和銷售的需求。

因此，煤炭企業(yè)的運(yùn)輸業(yè)務(wù)是一個(gè)根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃、銷售合同、運(yùn)輸計(jì)劃和調(diào)度指令來(lái)完成運(yùn)輸作業(yè)的動(dòng)態(tài)過(guò)程，煤炭企業(yè)運(yùn)輸業(yè)務(wù)流程圖如圖1所示。

圖1 煤炭企業(yè)運(yùn)輸業(yè)務(wù)流程圖

2 煤炭運(yùn)輸調(diào)度管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 功能設(shè)計(jì)

根據(jù)對(duì)煤炭企業(yè)運(yùn)輸業(yè)務(wù)的分析，煤炭運(yùn)輸管理系統(tǒng)應(yīng)覆蓋煤炭運(yùn)輸管理過(guò)程中的銷售合同、運(yùn)輸計(jì)劃、運(yùn)輸調(diào)度和運(yùn)輸作業(yè)等要素。煤炭運(yùn)輸調(diào)度管理系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)如圖2所示。

2.1.1 基礎(chǔ)設(shè)置

該模塊提供系統(tǒng)各功能模塊需要的基礎(chǔ)信息的維護(hù)功能，包括系統(tǒng)用戶和操作權(quán)限的設(shè)置、各運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)的定義和信息維護(hù)以及數(shù)據(jù)字典通用項(xiàng)目信息的設(shè)置。

2.1.2 銷售合同管理

該模塊提供對(duì)銷售合同信息的維護(hù)功能，主要包括客戶信息管理、合同信息維護(hù)以及對(duì)銷售的合同執(zhí)行情況進(jìn)行監(jiān)控。

2.1.3 運(yùn)輸計(jì)劃管理

該模塊提供對(duì)運(yùn)輸計(jì)劃信息的維護(hù)功能，主要包括編制地銷發(fā)運(yùn)、內(nèi)部調(diào)運(yùn)和鐵路發(fā)運(yùn)等各類運(yùn)輸形式的發(fā)運(yùn)計(jì)劃，以及對(duì)運(yùn)輸計(jì)劃執(zhí)行情況進(jìn)行監(jiān)控。

2.1.4 運(yùn)輸作業(yè)管理

該模塊對(duì)各運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)收發(fā)煤炭產(chǎn)品提供支持，除了對(duì)承運(yùn)人管理、運(yùn)輸工具管理、運(yùn)輸收發(fā)作業(yè)外，還可在通訊異常和調(diào)度異常等情況下發(fā)起異常處理的請(qǐng)求，該模塊一般采用分布式方式部署于各運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)。

2.1.5 運(yùn)輸調(diào)度管理

圖2 煤炭運(yùn)輸調(diào)度管理系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

該模塊提供對(duì)運(yùn)輸調(diào)度指令的下達(dá)、修改、刪除和監(jiān)控等功能，可下達(dá)調(diào)度指令并設(shè)置調(diào)度邏輯和處理異常請(qǐng)求，并可對(duì)調(diào)度指令的執(zhí)行情況進(jìn)行監(jiān)控。

2.2 調(diào)度指令設(shè)計(jì)

調(diào)度指令是運(yùn)輸調(diào)度管理系統(tǒng)的核心，調(diào)度系統(tǒng)依據(jù)調(diào)度指令判斷運(yùn)輸作業(yè)的合規(guī)性。為了提高調(diào)度系統(tǒng)的適用性，滿足運(yùn)輸調(diào)度業(yè)務(wù)的需求，需要對(duì)調(diào)度指令進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。

對(duì)于調(diào)度指令的設(shè)計(jì)，最為關(guān)鍵的是對(duì)調(diào)度指令屬性的設(shè)計(jì)，調(diào)度指令屬性是指每一條調(diào)度指令所包含的基本要素，包含調(diào)度日程、銷售合同、調(diào)度作業(yè)量、調(diào)度作業(yè)類型、指令判斷結(jié)論、指令狀態(tài)以及優(yōu)先級(jí)等基本要素，調(diào)度指令屬性的名稱及其解釋見(jiàn)表1。

為了便于下達(dá)調(diào)度指令，提高用戶體驗(yàn)，對(duì)于調(diào)度指令屬性中可以以組為形式下達(dá)指令的屬性，系統(tǒng)應(yīng)提供該屬性組的單獨(dú)定義功能，即提供銷售合同、承運(yùn)單位、司機(jī)、運(yùn)輸目的地和運(yùn)輸工具的組定義功能。

表1 調(diào)度指令屬性列表

2.3 調(diào)度邏輯設(shè)計(jì)

由于調(diào)度業(yè)務(wù)本身具有復(fù)雜性，在煤炭企業(yè)實(shí)際運(yùn)輸調(diào)度管理中，經(jīng)常面對(duì)多條調(diào)度指令并存的情況，因此，運(yùn)輸調(diào)度管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要對(duì)調(diào)度邏輯進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。

2.3.1 同優(yōu)先級(jí)調(diào)度指令并行處理邏輯

當(dāng)具有相同優(yōu)先級(jí)的多條調(diào)度指令同時(shí)有效時(shí)，系統(tǒng)需要為并行的調(diào)度指令提供處理邏輯。系統(tǒng)應(yīng)提供執(zhí)行 “AND”或 “OR”操作的設(shè)置。當(dāng)同優(yōu)先級(jí)調(diào)度指令處理邏輯設(shè)置為 “AND”時(shí)，只有處于同優(yōu)先級(jí)的全部調(diào)度指令均給出允許判斷時(shí)，系統(tǒng)才在該優(yōu)先級(jí)下做出允許判斷；當(dāng)同優(yōu)先級(jí)調(diào)度指令處理邏輯設(shè)置為 “OR”時(shí)，只要處于同優(yōu)先級(jí)的全部調(diào)度指令中有一條給出允許判斷時(shí)，系統(tǒng)就在該優(yōu)先級(jí)下做出允許判斷。

2.3.2 跨優(yōu)先級(jí)調(diào)度指令并行處理邏輯

對(duì)同時(shí)適用于不同優(yōu)先級(jí)下多條調(diào)度指令的運(yùn)輸作業(yè)，系統(tǒng)優(yōu)先執(zhí)行具有較高優(yōu)先級(jí)的調(diào)度指令給出的判斷。

2.3.3 作業(yè)量調(diào)度邏輯

涉及到作業(yè)量的調(diào)度指令還需要進(jìn)行特殊的邏輯設(shè)計(jì)。當(dāng)基于作業(yè)量的調(diào)度指令的判斷結(jié)論設(shè)置為禁止時(shí)，表示符合該指令屬性且累計(jì)作業(yè)量超過(guò)指令設(shè)置作業(yè)量的運(yùn)輸作業(yè)將在指令生效期間禁止執(zhí)行；當(dāng)基于作業(yè)量的調(diào)度指令的判斷結(jié)論設(shè)置為允許時(shí)，該指令具有排他性，表示運(yùn)輸作業(yè)將優(yōu)先滿足符合該指令屬性的運(yùn)輸作業(yè)直至累計(jì)作業(yè)量超過(guò)指令設(shè)置的作業(yè)量。

2.3.4 調(diào)度指令基礎(chǔ)執(zhí)行規(guī)則

調(diào)度指令往往不會(huì)覆蓋全部運(yùn)輸作業(yè)，對(duì)于一項(xiàng)任何調(diào)度指令都沒(méi)有給出判斷的運(yùn)輸作業(yè)，系統(tǒng)應(yīng)提供基礎(chǔ)執(zhí)行規(guī)則。系統(tǒng)的基礎(chǔ)執(zhí)行規(guī)則有兩項(xiàng)可選項(xiàng):凡是不適用全部生效調(diào)度指令的運(yùn)輸作業(yè)允許執(zhí)行、凡是不適用全部生效調(diào)度指令的運(yùn)輸作業(yè)禁止執(zhí)行。

2.4 分布式調(diào)度指令管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

由于煤炭企業(yè)運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)分布較為分散，不同節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性不同，因此，考慮到煤炭企業(yè)的實(shí)際情況，應(yīng)將調(diào)度指令管理系統(tǒng)進(jìn)行分布式設(shè)計(jì)。由中心平臺(tái)統(tǒng)一下達(dá)調(diào)度指令，并且通過(guò)指令交換平臺(tái)與各運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)指令管理平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)同步。同時(shí)，也可通過(guò)中心平臺(tái)對(duì)各運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)的調(diào)度邏輯進(jìn)行個(gè)性化設(shè)置，以實(shí)現(xiàn)不同的管理需求。

3 煤炭運(yùn)輸調(diào)度管理系統(tǒng)調(diào)度作業(yè)應(yīng)用

通過(guò)對(duì)調(diào)度指令、調(diào)度邏輯和分布式調(diào)度指令管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，滿足了一個(gè)高度柔性的運(yùn)輸調(diào)度管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求。該系統(tǒng)可以應(yīng)用于不同的復(fù)雜煤炭運(yùn)輸調(diào)度場(chǎng)景下。

3.1 優(yōu)先滿足重點(diǎn)客戶或限制部分客戶

在某種產(chǎn)品供應(yīng)緊張的情況下，可通過(guò)調(diào)度系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)重點(diǎn)客戶購(gòu)煤需求的優(yōu)先滿足。如下達(dá)調(diào)度指令 “煤礦Ⅰ／客戶 A／精煤／地銷／10萬(wàn)t／允許”，則煤礦Ⅰ只有在為客戶A完成地銷精煤10萬(wàn)t后才可為其他用戶地銷精煤。還可通過(guò)調(diào)度系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)部分客戶購(gòu)煤業(yè)務(wù)的限制。如下達(dá)調(diào)度指令 “煤礦Ⅱ／客戶 B／原煤／鐵路／5萬(wàn)t／禁止”，則煤礦Ⅱ在滿足客戶B鐵路發(fā)運(yùn)原煤5萬(wàn)t需求后將不再為該客戶發(fā)運(yùn)原煤。

3.2 優(yōu)先滿足內(nèi)部調(diào)運(yùn)量

煤炭企業(yè)出于優(yōu)先滿足內(nèi)部供應(yīng)鏈需求的考慮，經(jīng)常需要做出優(yōu)先滿足 內(nèi)部調(diào)運(yùn)的調(diào)度計(jì)劃。這種情況下達(dá)的調(diào)度指令類似于優(yōu)先滿足重點(diǎn)客戶下達(dá)的調(diào)度指令，如 “煤礦Ⅲ／化工廠／原煤／10萬(wàn)t／允許”，則煤礦Ⅲ只有在滿足化工廠10萬(wàn)t原煤需求后才可以再進(jìn)行其他運(yùn)輸作業(yè)。

3.3 下達(dá)復(fù)合調(diào)度指令

更多情況下，煤炭企業(yè)需要下達(dá)多條調(diào)度指令來(lái)實(shí)現(xiàn)某一管理目的。比如禁止煤礦Ⅳ地銷精煤，但客戶C的需求除外，同時(shí)，內(nèi)調(diào)和鐵路發(fā)運(yùn)不受影響。為滿足該調(diào)度管理需求，可進(jìn)行下述設(shè)置和指令下達(dá):

(1)調(diào)度指令基礎(chǔ)執(zhí)行規(guī)則設(shè)置為 “凡是不適用全部生效調(diào)度指令的運(yùn)輸作業(yè)禁止執(zhí)行”。

(2)下達(dá)調(diào)度指令 “煤礦Ⅳ／地銷／精煤／禁止／優(yōu)先級(jí)50”。

(3)下達(dá)調(diào)度指令 “煤礦Ⅳ／地銷／精煤／客戶C／允許／優(yōu)先級(jí)100”。

(4)下達(dá)調(diào)度指令 “煤礦Ⅳ／內(nèi)調(diào)／允許／優(yōu)先級(jí)0”和 “煤礦Ⅳ／鐵路／允許／優(yōu)先級(jí)0”。

[1]劉屹，譚章祿.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煤炭運(yùn)銷集團(tuán)化管控中的應(yīng)用研究[J].中國(guó)煤炭，2015(4)

[2]舒文.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煤炭物流公路運(yùn)輸安全監(jiān)控中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].物流技術(shù)，2015(1)

[3]譚章祿，張曼.煤炭運(yùn)輸系統(tǒng)架構(gòu)及應(yīng)用研究[J].工礦自動(dòng)化，2014(4)

[4]何毓婕，肖楊，粱千.創(chuàng)新煤炭企業(yè)物流管理體系的路徑選擇[J].煤炭技術(shù)，2013(10)