中鐵快運(yùn)配送系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

張 敏，李春艷

ZHANG Min, LI Chunyan

（北京交通大學(xué) 交通運(yùn)輸學(xué)院，北京 100044)

(School of Traffic and Transportation， Beijing Jiaotong University， Beijing 100044， China)

0 引言

鐵路行包運(yùn)輸是指與鐵路簽有運(yùn)輸合同、裝載在旅客列車編掛的行李車內(nèi)的一種小件快速貨物運(yùn)輸形式[1]，具有定時(shí)、定點(diǎn)、安全、全天候、運(yùn)輸速度快的特點(diǎn)[2-3]。隨著電子商務(wù)的迅速發(fā)展，小件貨物運(yùn)輸需求作為新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)在鐵路行包運(yùn)輸中占據(jù)重要地位。中鐵快運(yùn)利用鐵路行包信息系統(tǒng)對行李、包裹的承運(yùn)制票、裝卸作業(yè)、到達(dá)交付業(yè)務(wù)全過程進(jìn)行管理。然而，現(xiàn)有鐵路行包信息系統(tǒng)更注重車站與車站之間的運(yùn)輸[4-5]，忽視了從車站到消費(fèi)者，即配送環(huán)節(jié)的信息傳遞，業(yè)務(wù)鏈條不完整，無法實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸全程的監(jiān)控，在激烈的運(yùn)輸市場競爭中，難以贏得更多用戶。

在小件貨物運(yùn)輸市場上，大多數(shù)物流公司和電商企業(yè)可以為消費(fèi)者實(shí)時(shí)提供查詢貨物信息、了解貨物在途狀態(tài)[6-8]。為此，根據(jù)《中國鐵路總公司關(guān)于明確鐵路行包業(yè)務(wù)統(tǒng)一對外經(jīng)營有關(guān)事項(xiàng)的通知(鐵總運(yùn)[2017] 59號)》要求，鐵路加快升級鐵路行包信息系統(tǒng)。由于鐵路行包信息系統(tǒng)服務(wù)多個(gè)環(huán)節(jié)，覆蓋多個(gè)網(wǎng)點(diǎn)，與多個(gè)系統(tǒng)存在應(yīng)用和數(shù)據(jù)層面的信息交換，短時(shí)間內(nèi)升級難度較大，因此，為滿足用戶需求，提升消費(fèi)者體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸過程的精細(xì)化管理，針對鐵路行包配送業(yè)務(wù)進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)研究，對中鐵快運(yùn)配送系統(tǒng)(以下簡稱“配送系統(tǒng)”)進(jìn)行設(shè)計(jì)，更好地支撐中鐵快運(yùn)股份有限公司(以下簡稱“中鐵快運(yùn)”)配送業(yè)務(wù)。

1 基于電子圍欄的中鐵快運(yùn)配送區(qū)域劃分

快速、準(zhǔn)確配送貨物的首要任務(wù)是根據(jù)配送地址匹配配送區(qū)域，基于電子圍欄進(jìn)行地址解析，實(shí)現(xiàn)劃分配送區(qū)域。由于中鐵快運(yùn)配送系統(tǒng)服務(wù)于中鐵快運(yùn)的多個(gè)分公司，因而中鐵快運(yùn)配送系統(tǒng)的主要關(guān)鍵技術(shù)是電子圍欄鋪畫和地址解析，要求兼容大多數(shù)的操作系統(tǒng)和瀏覽器，同時(shí)考慮地圖信息要求準(zhǔn)確與及時(shí)更新，選擇網(wǎng)絡(luò)地圖位置服務(wù)為移動(dòng)終端和管理平臺(tái)提供地圖服務(wù)。

1.1 電子圍欄鋪畫

按照中鐵快運(yùn)的普通快運(yùn)業(yè)務(wù)、高鐵快遞業(yè)務(wù)及取派件業(yè)務(wù)，劃分電子圍欄類型。電子圍欄是在地圖上以多邊形即版圖的形式，表示營業(yè)部的取送貨范圍。通過電子圍欄，實(shí)現(xiàn)以中鐵快運(yùn)分公司營業(yè)部為單位劃分服務(wù)范圍，支持或輔助對中鐵快運(yùn)現(xiàn)有系統(tǒng)的取送貨服務(wù)范圍界限劃分，匹配配送區(qū)域。

電子圍欄鋪畫是繪制電子圍欄的過程，即在地圖上繪制多邊形，并將多邊形數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫，用于表示中鐵快運(yùn)各個(gè)營業(yè)部對應(yīng)業(yè)務(wù)的取送范圍，包括人工勾畫和行政區(qū)劃2種繪制模式。當(dāng)新增的版圖區(qū)域與行政區(qū)劃邊界相似時(shí)，采用“行政區(qū)劃”繪制，勾畫時(shí)選擇相應(yīng)“省市區(qū)”后自動(dòng)按行政區(qū)域鋪畫。人工勾畫的具體流程為：首先借助網(wǎng)絡(luò)地圖接口，在地圖上按順時(shí)針或逆時(shí)針方向標(biāo)記點(diǎn)，按照點(diǎn)標(biāo)記時(shí)的前后順序相連形成封閉的區(qū)域，即版圖，并描述名稱、所屬營業(yè)部等相關(guān)信息；然后將繪制好的版圖保存到數(shù)據(jù)庫，其中多個(gè)標(biāo)記點(diǎn)用經(jīng)緯度表示，以點(diǎn)集的形式保存；最后，比較這些標(biāo)記點(diǎn)，得出最大最小經(jīng)緯度，存入數(shù)據(jù)庫，便于后續(xù)數(shù)據(jù)的處理判斷。

1.2 地址解析

地址解析是指通過地址信息匹配配送區(qū)域，把運(yùn)輸?shù)脚渌椭行牡呢浳锇凑諈^(qū)域進(jìn)行劃分并配送。地址解析流程如圖1所示。

由圖1可見，根據(jù)待判斷地址，首先在地址庫中查找，其中地址庫是由歷史信息、人工調(diào)整地址坐標(biāo)、人工維護(hù)地址及坐標(biāo)構(gòu)成，如果地址庫中存在待判斷地址，則可直接獲得坐標(biāo)和版圖；否則，進(jìn)一步通過網(wǎng)絡(luò)地圖所提供的多種場景地點(diǎn)檢索服務(wù)判斷能否檢索到待判斷地址，如果檢索成功，返回結(jié)果中的第1組坐標(biāo)；否則通過網(wǎng)絡(luò)地圖編碼服務(wù)按照省、市、區(qū)、街道順序檢索待判斷地址，如果檢索成功，則返回坐標(biāo)值；否則報(bào)告異常，結(jié)束檢索。通過上述算法流程得到的坐標(biāo)，與數(shù)據(jù)庫中版圖的最大、最小經(jīng)緯度比較，查找可能的版圖信息；利用網(wǎng)絡(luò)地圖接口比較坐標(biāo)與可能的版圖，依次判斷坐標(biāo)是否在版圖的范圍之內(nèi)，并獲得地址所在版圖信息。在這個(gè)過程中，如果無法獲取到可能的版圖或坐標(biāo)不存在可能的版圖范圍內(nèi)，說明待判斷地址不在中鐵快運(yùn)取送范圍內(nèi)，顯示無法取送。

圖1 地址解析流程Fig.1 Address resolution process

對于以上檢索過程，為了盡可能降低系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，提高用戶體驗(yàn)，要求反饋速度不大于3s。通過不斷積累地址信息，建立百萬級地址庫能夠最大限度的提高檢索效率。

2 中鐵快運(yùn)配送系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 架構(gòu)設(shè)計(jì)

中鐵快運(yùn)配送系統(tǒng)由移動(dòng)終端、管理平臺(tái)2個(gè)部分組成，服務(wù)于中鐵快運(yùn)多個(gè)分公司、全國多個(gè)配送網(wǎng)點(diǎn)以及約3 000名司機(jī)。為了保證中鐵快運(yùn)配送系統(tǒng)的安全性，管理平臺(tái)搭建在鐵路內(nèi)網(wǎng)，通過代理服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)地圖接口請求，保證電子圍欄及地圖標(biāo)注等地圖相關(guān)功能的正常使用。移動(dòng)終端搭建在云平臺(tái)，相關(guān)接口服務(wù)部署在內(nèi)網(wǎng)，提供外網(wǎng)訪問入口，保證移動(dòng)終端相關(guān)功能的使用。為了提高中鐵快運(yùn)配送系統(tǒng)的可靠性和可用性，在硬件設(shè)備上采用系統(tǒng)計(jì)算機(jī)雙機(jī)冗余架構(gòu)；同時(shí)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)留有一定的備用設(shè)備，對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通道設(shè)計(jì)冗余路由，以保證單系通訊設(shè)備發(fā)生故障時(shí)能夠在不影響系統(tǒng)工作的前提下盡快更換。中鐵快運(yùn)配送系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖2所示。其中內(nèi)網(wǎng)設(shè)備由應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和代理服務(wù)器組成；外部設(shè)備由用于保證應(yīng)用服務(wù)器負(fù)載均衡的Nginx、云服務(wù)手機(jī)APP程序服務(wù)器和應(yīng)用終端共同組成。用戶通過統(tǒng)一地址訪問管理平臺(tái)。

圖2 中鐵快運(yùn)配送系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)Fig.2 Architecture design of China Railway Express delivery system

2.2 功能設(shè)計(jì)

與中鐵快運(yùn)行包信息系統(tǒng)管理行李、包裹的承運(yùn)制票、裝卸作業(yè)等過程不同，配送系統(tǒng)作為中鐵快運(yùn)行包信息系統(tǒng)的輔助系統(tǒng)，主要完成行包信息系統(tǒng)產(chǎn)生的配送任務(wù)。從獲取配送交接證開始，到用戶簽收，再到綜合統(tǒng)計(jì)，整個(gè)過程是在移動(dòng)終端和管理平臺(tái)密切配合下完成的。中鐵快運(yùn)配送系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)如圖3所示。

圖3 中鐵快運(yùn)配送系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)Fig.3 Function design of China Railway Express delivery system

移動(dòng)終端供司機(jī)使用，包括任務(wù)模塊和其他功能模塊。任務(wù)模塊需要實(shí)現(xiàn)接受任務(wù)、簽收、查看任務(wù)等功能，其他模塊主要包括用戶登錄、反饋位置信息等功能。在獲取到配送交接證后，司機(jī)登錄移動(dòng)終端，開啟定位服務(wù)，接受新派送的任務(wù)，配送及簽收，簽收時(shí)可以拍照及電子簽名。在過程中，若存在無法送貨、無法簽收等異常，可以登記異常情況，交給中鐵快運(yùn)人員處理。簽收完成后，將交付信息等同步到服務(wù)器。

管理平臺(tái)面向中鐵快運(yùn)的信息維護(hù)人員和配送調(diào)度人員。管理平臺(tái)主要實(shí)現(xiàn)的功能包括監(jiān)控管理、電子圍欄和接口服務(wù)。其中監(jiān)控管理模塊包括用戶中心、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、任務(wù)管理和綜合統(tǒng)計(jì)；電子圍欄包括電子圍欄接口服務(wù)、電子圍欄鋪畫與查詢、取地址查詢等；接口服務(wù)包括制票數(shù)據(jù)獲取服務(wù)、卸車數(shù)據(jù)接收服務(wù)、配送交接確認(rèn)信息接收服務(wù)、司機(jī)車輛信息下載服務(wù)和配送交付數(shù)據(jù)推送服務(wù)。在管理平臺(tái)上，信息維護(hù)人員為了保證內(nèi)部數(shù)據(jù)的安全，具有嚴(yán)格的訪問控制，要求實(shí)現(xiàn)對用戶和角色的增刪改查、不同層級人員的權(quán)限分配及賬號密碼管理；為支撐配送需求，需要實(shí)現(xiàn)基本信息的管理，包括車輛信息的同步及查看、司機(jī)信息的同步及查看、機(jī)構(gòu)信息的維護(hù)；為其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐，需要實(shí)現(xiàn)電子圍欄管理，對電子圍欄進(jìn)行查詢、修改、審核等，在地圖上維護(hù)站點(diǎn)信息，以及營業(yè)部和訂單業(yè)務(wù)通過電子圍欄接口服務(wù)確定取送服務(wù)范圍。為完成配送系統(tǒng)與行包信息系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)間的數(shù)據(jù)交換，需要實(shí)現(xiàn)接口服務(wù)。配送調(diào)度人員需要查看、監(jiān)控、追蹤和統(tǒng)計(jì)配送任務(wù)，主要通過任務(wù)中心、異常票據(jù)監(jiān)控管理配送任務(wù)，完成配送任務(wù)后，根據(jù)歷史信息進(jìn)行綜合統(tǒng)計(jì)。

2.3 數(shù)據(jù)流設(shè)計(jì)

中鐵快運(yùn)配送系統(tǒng)與其他信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)流設(shè)計(jì)如圖4所示。配送系統(tǒng)通過制票數(shù)據(jù)獲取服務(wù)、卸車數(shù)據(jù)接收服務(wù)從行包信息系統(tǒng)中的制票、卸車、配送交接確認(rèn)作業(yè)環(huán)節(jié)得到承運(yùn)制票數(shù)據(jù)、卸車確認(rèn)數(shù)據(jù)等，記錄成任務(wù)數(shù)據(jù)；當(dāng)傳輸過程中卸車數(shù)據(jù)或配送交接證數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)不上訂單表、配送交接證信息不全時(shí)，將記錄成異常票據(jù)信息。用戶在管理平臺(tái)的任務(wù)中心和異常票據(jù)監(jiān)控查看數(shù)據(jù)。

圖4 中鐵快運(yùn)配送系統(tǒng)與其他信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)流設(shè)計(jì)Fig.4 Dataflow design of China Railway Express delivery system and other information systems

司機(jī)、車輛信息由管理平臺(tái)維護(hù)。行包信息系統(tǒng)調(diào)用司機(jī)、車輛基礎(chǔ)信息下載服務(wù)獲取數(shù)據(jù)并編制配送交接證。在行包信息系統(tǒng)中，由配送中心完成配送交接證確認(rèn)，并調(diào)用配送交接證確認(rèn)接收服務(wù)將配送交接證交付給配送系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫。用戶在移動(dòng)終端接受未開始的任務(wù)進(jìn)行配送。

任務(wù)配送完成后，用戶在管理平臺(tái)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊查看，并分析與統(tǒng)計(jì)送貨率、簽收規(guī)范、任務(wù)完成情況等，形成報(bào)表；同時(shí)調(diào)用交付數(shù)據(jù)推送服務(wù)，將配送交付數(shù)據(jù)按照隊(duì)列形式推送，從隊(duì)列獲取數(shù)據(jù)生成到達(dá)交付數(shù)據(jù)文件，并同步到行包信息系統(tǒng)，進(jìn)行銷票操作。

用戶在客服中心或訂單中心借助電子圍欄查詢營業(yè)網(wǎng)點(diǎn)信息及下單時(shí)獲取取貨范圍；通過行包信息系統(tǒng)和高鐵快遞業(yè)務(wù)系統(tǒng)從電子圍欄中獲取送貨范圍并制票；在高鐵快遞業(yè)務(wù)系統(tǒng)利用電子圍欄獲取取貨范圍并上門取貨。

3 中鐵快運(yùn)配送系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 移動(dòng)終端

移動(dòng)終端使用H5等Web技術(shù)開發(fā)，利用HTTP協(xié)議的Post方式、JSON格式和服務(wù)器端傳輸數(shù)據(jù)，核心功能包括接受、簽收、查看任務(wù)等，提供送貨、落地配、提貨、取貨4個(gè)環(huán)節(jié)的信息服務(wù)，完成送貨模塊的開發(fā)，其他模塊作為配送環(huán)節(jié)的補(bǔ)充。送貨欄目中包括：未開始、已開始和已完成，對應(yīng)配送任務(wù)的狀態(tài)，便于用戶實(shí)時(shí)查看配送任務(wù)的完成程度。

用戶在未開始菜單中查看并接受未開始配送的任務(wù)；針對無法送貨等異常情況，報(bào)告并交給中鐵快運(yùn)配送調(diào)度人員處理。用戶在已開始菜單中查看到正在配送的任務(wù)詳情，聯(lián)系收貨人簽收后完成配送任務(wù)。用戶在已完成菜單中查看到已完成的配送任務(wù)，根據(jù)運(yùn)單單號查看任務(wù)詳情。

3.2 管理平臺(tái)

管理平臺(tái)基于SSM的分層B/S架構(gòu)搭建，使用了網(wǎng)絡(luò)地圖JavaScript API、JQuery EasyUI、ECharts等技術(shù)，使用HTTP協(xié)議的Post方式和JSON與行包信息系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)，核心功能包括：任務(wù)中心、異常票據(jù)監(jiān)控、綜合統(tǒng)計(jì)、電子圍欄。

（1）任務(wù)中心。任務(wù)中心頁面的每條信息對應(yīng)每條運(yùn)單的配送任務(wù)，用戶按照條件搜索任務(wù)，監(jiān)控每條配送任務(wù)的進(jìn)度；同時(shí)，用戶可以對系統(tǒng)自動(dòng)標(biāo)注失敗的送貨地址重新標(biāo)注，從而保證送貨地址可識別，為司機(jī)完成配送任務(wù)提供前提條件。

（2）異常票據(jù)監(jiān)控。異常數(shù)據(jù)指行包信息系統(tǒng)在制票環(huán)節(jié)、卸車環(huán)節(jié)或配送交接證確認(rèn)環(huán)節(jié)未成功傳輸?shù)焦芾砥脚_(tái)的傳輸異常票據(jù)，每條數(shù)據(jù)的狀態(tài)，對應(yīng)向配送系統(tǒng)發(fā)送運(yùn)單信息的操作節(jié)點(diǎn)，用戶可根據(jù)狀態(tài)補(bǔ)傳或者重傳數(shù)據(jù)。用戶通過此功能監(jiān)控由行包信息系統(tǒng)進(jìn)入配送平臺(tái)的每條任務(wù)完整度，即是否完成多個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)傳輸，保證配送系統(tǒng)與行包信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。

（3）綜合統(tǒng)計(jì)。在綜合統(tǒng)計(jì)模塊中，用戶根據(jù)歷史信息考核各機(jī)構(gòu)作業(yè)質(zhì)量、統(tǒng)計(jì)送貨率、查看司機(jī)登陸日志、統(tǒng)計(jì)任務(wù)完成情況及簽收規(guī)范情況，便于進(jìn)一步分析，改進(jìn)配送業(yè)務(wù)。

（4）電子圍欄。電子圍欄應(yīng)用于下單、配送等場景，為其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐。通過電子圍欄鋪畫實(shí)現(xiàn)新增版圖，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了根據(jù)用戶所屬機(jī)構(gòu)不同，查看、修改、刪除下屬機(jī)構(gòu)的版圖；通過取地址查詢實(shí)現(xiàn)按照地址查詢所在版圖名稱、分公司等相關(guān)信息，判斷是否處于可送范圍內(nèi)。

4 結(jié)束語

設(shè)計(jì)開發(fā)的基于電子圍欄的中鐵快運(yùn)配送系統(tǒng)，補(bǔ)足了行包信息系統(tǒng)業(yè)務(wù)鏈條不完整、無法滿足運(yùn)輸全程監(jiān)控的問題，實(shí)現(xiàn)了對行包運(yùn)輸中配送的監(jiān)控管理及基于電子圍欄的配送區(qū)域劃分。中鐵快運(yùn)配送系統(tǒng)在中鐵快運(yùn)的多個(gè)分公司中實(shí)際使用，與行包信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸正常，根據(jù)歷史信息建立了百萬級地址庫，滿足了配送業(yè)務(wù)需求。中鐵快運(yùn)配送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)符合中鐵快運(yùn)的發(fā)展戰(zhàn)略，能夠更好地支撐配送業(yè)務(wù)的長遠(yuǎn)發(fā)展。