铁路行包装运方案计算机辅助编制系统的研究

张国平，张一宣，张 杰，张 菁

（北京慧源集运信息技术有限公司，北京 100070）

铁路行包运输方案是铁路行包办理站进行行包装运作业的主要依据，由铁道部和各铁路局联合编制。其中，铁道部负责编制跨3铁路局列车运输方案，各路局之间通过协商编制跨2个铁路局的运输方案，而局管内的运输方案则由本铁路局自行编制。

铁路行包运输方案主要包括3个方面的内容：准装、限装和装卸区段。

通过对这3个方面内容的限定，来调整铁路客运路网中行包流量和流向，进而对铁路行包运输的总体状况进行调整，最终达到预期的效果，提高铁路行包运输的效率。

铁路行包运输方案实现了客车行李车的开行方案，限制行包装运区段，但没有对站到站之间的装车方案进行规定。

1 行包装运需求及关联因素分析

（1）确定办理站间的行包货物运输径路。选择办理站间能够满足作业时间要求的车次接续集合，作为行包货物的运输径路。

（2）确定行包运输径路的优先级。行包货物运输径路的费用包括时间费用和里程费用两部分，考虑到行包运输公司对货物运到时限的要求，主要从时间费用角度出发，标定行包运输径路的优先级。

（3）计算行包货物的运到时限。根据行包货物运到时限的构成和运输车次的相关信息，确定货物运输径路的运到时限。

（4）确定各运输径路的货物运量分配方法。将行包货物运量按照运输径路的优先级分配到对应的运输车次上，运到时限短的运输车次优先装运货物。

装运方案的编制既要符合行包业务和服务产品的特点，还要符合长途直达原则、长短途合理分工原则、中转组织原则、区域集散原则、适量装卸原则、限定原则等铁路行包运输组织原则。

2 铁路行包装运方案计算机辅助编制系统的关键问题研究

2.1 行包装运路径的确定方法研究

行包装运路径的基本数据包括4部分：车站信息、时刻表信息、车次信息及运输方案信息。

行包装运路径方案的约束条件，主要包括行包作业接续时间、车次准装区段限制问题及行包办理站办理时限限制等问题所形成的行包办理站准装约束条件，优先直达、合理中转及合理运输路径距离等问题形成的运输径路约束条件。

行包装运路径方案确定方法，采用“穷举计算，逐一筛选，分类排序”的算法流程，分步骤计算，先算直达方案，再算一次中转方案，然后计算二次中转方案，3次及以上装运方案考虑到其实际意义不大，不进行计算。计算装运方案时，以“方案引用”的思路进行存储，规避了直接计算时产生的海量笛卡尔积组合。

2.2 货物运量的分配方法研究

站间行包运输方案在运量分配上不同于铁路行包运输方案的编制。铁路行包运输方案特点主要体现在“规划”层面，而行包运输公司在方案的编制时，更多的是结合车站货物数量、类型及车站作业能力等诸多细节因素，兼顾到“操作”层面。所以在运量分配方式时需要结合实际情况随时更新选择方式。本文在研究设计中，采用计算机辅助和人工审核相结合的形式。

行包货物运能包括运输径路的线路能力和办理站作业点能力。线路能力是指在现有铁路旅客列车运行方案标准下，旅客列车随挂行李车装载量限制。运输作业点能力是指行包运输公司下属行包办理车站的始发作业、中转作业和到达作业的能力。

本文研究上游站运能运量预报子系统和设计车站辅助装车计划子系统来实现货物运量的分配。上游站运能运量预报子系统包括全路所有线路及行包办理站的运能基础信息，各行包办理站工作人员实时通过系统上报更新某次列车在经过该站时的货物装卸信息，下游站工作人员可通过系统实时得知其理论可行装运路径方案中车次的运量剩余情况。

车站辅助装车计划子系统包括车站仓库、停靠车次及自身办理能力基础信息，行包办理站人员将可行的行包装运径路方案和该方案中车次的运能剩余量录入系统，系统根据站存货物情况及货物装运原则自动形成装车计划，再接受调度中心的整体调整要求，进行人工调整，实现运量分配。具体流程如图1。

图1 运量分配流程图

2.3 货物运到时限的计算方法研究

行包货物运到时限是指将行包货物从托运人送至收货人的实际货物送达时间。其主要由行包货物始发站作业时间、行包货物在途运行时间、行包货物中转停留时间、行包货物到达站作业时间组成。

具体的计算所采用的参数严格按照铁道部颁布的相关规定的要求，具体为：行李产品运输时效算法为以运价里程计算，从承运日起，每600 km以内为3日，超过600 km时，每增加600 km增加1日，不足600 km也按1日计算；包裹产品运输时效算法为以运价里程计算，从承运日起，每400 km以内为3日，超过400 km时，每增加400 km增加1日，不足400 km也按1日计算；运单产品运输时效算法为，以实际运行日期计算。

铁路行包运输公司为客户提供的是小件货物的快速运输服务，适合高价值和高附加值货物的多批次、小批量、个性化运输，可以满足对运到时限和安全性有较高要求的客户。

2.4 行包装运方案的筛选和验证

行包装运方案的筛选和验证采用计算机自动筛选和人工辅助验证相结合的方式，依靠计算机辅助编制系统，通过将规则信息固化的算法，在系统运行时筛掉绝大部分明显不合理方案，为下一步的人工审核降低难度和劳动量。

具体实现方式为：研究明确方案约束条件，将约束条件逐条细化形成计算机模型。在系统使用时，操作者给定相应的输入，然后计算机计算筛选，形成初步的理论可行装运路径方案。在形成的理论可行装运路径方案的基础上，通过查询上游站运能运量预报系统，查看计算机得出的可行路径方案运能剩余的情况，然后将查询到的车次及其剩余运能信息输入到车站辅助装车计划子系统，自动生成可行方案，最后接受调度中心信息，对可行方案做相应调整，形成最终的装运方案。

3 铁路行包装运方案计算机辅助编制系统的设计与实现

3.1 系统数据结构设计

按照数据采集的完整性约束、数据不可再拆分、数据对应关系、数据冗余等特性，设计各应用模块的数据表结构。

在新系统的开发上为降低系统的开发和运维成本，考虑了对此部分数据共享的技术，建设一套相对完整的运力资源基础信息库。前期研究中通过对近几次铁道部的运输调图进行整理、归类、分析，形成了一套相对全面完整、常用、有代表性的基础信息字典，并确定了各字典之间的逻辑引用关系。字典中规范了行李车相关的运输资源信息的内容、格式及数据标准，使其成为装运方案编制的前提和基础。

3.2 系统功能结构设计

铁路行包装运方案计算机辅助编制系统由行包装运路径子系统、上游站运能运量预报子系统及车站辅助装车计划子系统3部分组成，具体结构如图2。

（1）装运路径基础数据维护模块功能

实现车站、车次、运输方案、时刻表等信息的维护。

（2）全程装运方案路径查询功能

实现根据算法及排序原则生成运输方案，具体实现方式是以“车站代码”为输入参数，计算该站到其他各个行包作业站的运输方案，包括直达、一次中转、两次中转的全部方案组合汇总表，进行保存。

图2 系统功能结构设计

（3）车站装运方案路径查询功能

对已经生成的方案组合汇总表，装运方案表进行查询。并根据现场实际情况，调整方案的优先顺序，并进行保存。得到可实际应用的装运方案。

（4）运输时效查询功能

描述了不同产品的运输时效，用于指导车站营业部、经营网点开展营销、客户服务工作。该表严格按照铁道部对运输时效的相关规定计算得出。

（5）运能运量基础信息维护功能

实现全路各行李车载重能力及可装运货物类型和各行包办理站的办理能力等信息的维护。

（6）运能情况查询功能

实现全路各车次行李车运量及运能剩余量的实时查询。

（7）车站办理业务数据更新功能

实现各行包办理站作业数据的上报更新。

（8）基础信息管理

实现车站营业部的基础信息管理，包括车次基础数据维护，用于本站所停靠的车次基础信息，为装车计划编制提供车次数据。

（9）库存管理

包括入库、入位、出库等功能，根据业务流程，提供备货处理、备货确认、出库确认等库存管理功能。

（10）计划管理

利用信息化手段实现装车计划的编制功能。系统根据固化的装运方案、调度命令、站存货物情况、货物装运原则自动形成装车计划，同时接受人工调整。

（11）调度信息管理

为营业部调度人员提供调度命令录入功能，系统根据调度命令自动调整编制装车计划的流程及控制条件，确保自动生成的装车计划与实际相符。

4 结束语

本文在铁路行包运输方案的基础上，分析站到站之间的行包装运方案的若干因素，研究提出了任意两站之间的行包装车方案的计算方法，具有一定的理论价值，并利用其设计开发了铁路行包装运方案计算机辅助编制系统。

此系统在中铁快运公司内部进行试点，提高了行包营业部编制装车计划与中转计划的效率，有利于减少了不合理中转，取得一定的管理效率。

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