基于快递业务的应急系统研究

2011-04-12张庆英吕国林

武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2011年4期

张庆英刘燕王锟吕国林

（武汉理工大学物流工程学院武汉 430063）

0 引言

客观环境中的不可控因素常会给人们的生活带来各种影响或灾害.对于应急系统的研究，就是为了减少损失.目前大多数学者研究的主要内容更多地是针对突发公共事件，是指政府层面上的应急管理工作［1］.本文立足于企业层面，研究企业在运营过程中遇到的妨碍企业正常运作并会给企业带来财产损失的事件及其解决方案.通过对快递企业的研究，探讨应急调度系统的问题，通过快速反应使企业提高运作效率，减少损失，提升客户服务水平.

1 应急调度系统的设计

快递行业需要保证在快件生命周期内的异常事件减少到最低.其中，异常事件是指破坏系统表现的任何意想不到的事件，如顾客收到快件的期望时间被延迟、运输过程中发生意想不到的损坏，或者把快件交付到不正确的地点.这些异常事件都会威胁到快件作业的效率和可靠性.这种存在于快件生命周期中各个作业环节的异常事件，可以理解为一种风险［2］.

本文提出应急调度中心的概念和设计方案，旨在对各种意外事件进行处理.调度中心负责收集各方面的数据，对运输的过程进行监控，对突发事件进行处置，完成统一的运输组织调度，以合理地分配各种资源，进而降低总体的运输成本.对于不能用算法解决的问题，调度中心为决策者提供各种相关数据，以供决策者作出判断和决策.对于快递过程中遇到的各种突发事件给予事前预警、事中指挥、事后解决，以达到应急处理的目的.

快递行业运输过程中的意外或紧急事件主要包括：（1）道路自然受损.地震、大雪、泥石流等自然灾害造成的道路破损，它会导致预定的路线行不通或者业务不能进行；（2）货物量突增.在节假日以及其他的特殊时刻，各地的客户量会出现突增情况，面对这种状况，公司要能在满足客户需求的前提下，尽可能的减少成本.尤其是当大客户有紧急需求时，不仅要最好地满足大客户的需求，还有考虑到自身利益；（3）客户要求突然改变，是指客户临时更改服务的状况，调度中心应予以及时的反应或者取消业务；（4）运输工具问题.运输工具不足或者在途运输工具出现如车辆抛锚、交通事故等突发问题而导致不能正常运行，调度中心要根据现有资源的分布为其调运车辆；（5）网络中出现新的需求点.在网络中，若突发的某个点产生了运输的需求，则对在途运输的车辆进行判断，选出最佳的车辆路线并生成成本，若成本小于直接另派车辆，则执行此种方案，否则，调度空闲车辆.

2 应急调度系统的组成

应急调度系统主要由监测系统、资源管理系统、通信系统和决策系统4个子系统组成.其功能与关系如图1所示.

图1 应急调度系统的结构

2.1 监测系统

监测系统主要负责快递运输过程的实时监测，对快件生命周期过程出现的各种情况进行记录，从而对异常情况及时预警［3］.监测由政府部门合作的平台、基层信息平台和预测系统3个部分组成，如图2所示.通过这3个平台对数据进行收集和分析，系统能得出最优的处理结果，并将其传递给一线工作人员进行决策.

图2 监测系统内部工作流程

2.2 资源管理系统

资源管理系统主要由运输车辆管理系统、快件实时跟踪系统、应急资源管理系统构成.

2.2.1 运输车辆管理系统针对物流运输作业中车辆所处的状态，对在途运输车辆、空闲车辆、应急车辆进行管理，通过定位系统，确定车辆在路网中的位置以及当时的状态，及时调配车辆，快速满足用户需求，避免运输资源的额外浪费.

建立车辆的信息库，信息库里包括车辆的基本资料：车辆类型、车辆载重、车辆自身重量、车辆归属地、车辆实时位置、车辆当前状态、车辆归属路线、车辆服役年龄、车辆基本燃油率、车辆满载燃油率、司机和车辆终端IP.

将车辆的状态分为在途运输车辆、待命车辆、运输完成车辆和空闲车辆.

计划调度室与车辆之间可实现无线信号的双向通信［4］.物流企业在接到顾客运送货物的请求后，将货物的品种、数量、装运时间、地点和顾客的联系方式等信息输入电脑，同时根据运行车辆移动通信装置发出的车辆位置和状态的信息，通过调度算法系统，由计算机确定调度车辆，自动地向所选车辆发出装货指令，由车辆上的接收装置接受并由司机执行.

2.2.2 快件实时跟踪系统对快件实施实时跟踪，就要在所有的货运客车上装载GPS，GIS和GSM［5］.具体方法是：在作业时，绑定货物与运输工具，并将其输入装载清单.通过对运输工具的实时跟踪，查到货物所在的位置.

根据从数据接收器传来的数据信息，对电子地图上的车辆位置进行刷新，完成对于车辆动态行驶过程的监控.当车辆长期停留于某坐标、车辆路线行驶非最优化或最合理、车辆行驶路线出错、车辆油料数量异常时，调度中心获取信息，并与前方工作人员取得联系.

2.2.3 应急资源管理系统从长计议，企业应建立应急物资储备中心，储备一定的运输工具以备不时之需.当发生客户量突增、客户的突发性要求等其它问题时，可由资源调度中心统一进行管理和调度.

在分析历史数据、计算并设定运输工具的数量时，应考虑增加一个安全裕度，并确定备选方案和应急预案.在突发事件出现时，保证具有足够数量的应急车辆可供调度.应急车辆包括租用车辆和自有车辆，对于租用车辆的管理应该严于自有车辆，并应事先制定完善的调动协议［6］.

针对突发运输量的车辆决策系统具有紧急调动的功能.当紧急需求量上升时，车辆决策系统可通过成本计算和满足服务两方面入手，确定应急车辆的数量，提出自购车或租用外部车辆的建议.

快递需求量与GDP的增长率以及本公司的竞争力有关，建立线性回归方程

式中：Y为快递需求量增长率；G为GDP增长率；K为公司竞争力.

根据式（1）预测出未来一段时间内的快件需求量，综合历史上突发需求量的平均量，得出所需应急车辆的数目，再通过自购成本和租用成本的对比，决定应急车辆的获取选择方式.

2.3 通信系统

调度系统的数据交换主要有2部分，其一是系统与客户之间的数据交换，即客户向调度中心申请服务的相关数据，以及调度中心给客户的调度回复.这些数据的交换可采用电话、传真等通信方式，也可利用互联网来实现.将互联网作为数据交换平台，可减少通信通信联络成本.其二是系统与车辆之间的数据交换，即车辆向调度中心传送位置信息、装载量信息等，调度中心向车辆下达调度指令.这类数据的通信可利用GSM来实现.

2.4 决策系统

决策系统可以根据具体情况给出决策建议，选择合理的方案.

2.4.1 基于车辆调运系统的解决方案对于突发的客户需求，可根据建立的数学模型和可视化窗口，通过科学的计算，决定选择单独派车完成运输或是与在途货物合并运输.

当某一时刻有突发的客户需求产生时，对原有调度车辆的状态和关键点进行分析.若运行车辆能够通过调度满足突发客户需求，且重新调度的成本小于直接发车的成本，则可对运行车辆进行重新调度设计，以解决突发需求问题.

对调度成本的分析，主要考虑的是改变路线后距离变化带来的费用成本和机会成本.

假设，突然增加运输任务u，其任务量为Qu，需要的配送时间为Su，可以建立时间窗为［Eu，Lu］，记将其插入车辆k所在路线中未完成任务点i和点j之间的插入成本为C（i，u，j）.

1）距离成本将u插入点i和点j之间，车辆行驶线路由i→j变为i→u→j，多行驶的距离成本为

式中：Tnm为从n点到m点所需要的时间.

2）机会成本点u插入后，车辆到达该点的时间Tu＝Ti＋Si＋Tiu，若Tu＞Lu，则该插入路线不可行，记其成本为；若Tu≤Lu，则成本为maxω（Eu－tu，0），即有

因此，动态插入成本为

2.4.2 基于路径优化平台的解决方案

1）针对车辆问题当车辆出现问题时，司机联系调度中心.调度中心对司机当前的位置进行定位，并调用数据库，查出该车的型号、载重量等信息，并根据这些信息进行匹配，调出车辆数据库中相应的车辆.对所有的可用车辆进行比较，以当前点为起点，需求点为终点，将具体的数据输入路径优化平台中，得出最佳路径.若无相匹配车辆，则调用其他的车辆.

运营中的车辆若遇到路上阻塞、车祸或其他情况，未能按预定时间返回中心，该模块即可将该车的配载计划取消.在对异常情况车进行标识的同时，重新生成新的配载计划，按时完成客户的订单要求.对于异常情况排除后重新投入使用的车辆，应恢复使用，输入它们的返回时间.

2）针对在途更改路径问题对于途中因各种原因导致需要更改路线的情况，司机应将信息传回调度中心，调度中心对车辆进行定位，并对当前状况进行分析.以车辆上一个经过的城市为起点，在电子地图上显示两点之间的几种走法.调度中心的工作人员根据时间和距离进行路径决策，并将具体指示发给司机.

如果车辆还未启动就已经发生计划线路不通等状况，则在选取最优路径的时候，输入约束－－不走某条线路，然后使用路径优化平台进行计算，便能得出最优结果.

2.4.3 针对快件问题的解决方案对于出现的延迟现象，要及时地通知客户，对客户做出一定的赔偿，并将信息详细输入数据库.当客户下次申请服务时，调用数据库对客户的服务做出一定的优惠政策.当出现快件赶不上预定航班或落货等异常情况，且会导致快件延误时，一线操作人员应在系统中及时标注反映.一旦客服人员通过信息的共享平台发现了这些异常标注，就会主动通知客户，告知他们采取及时的后备措施来减小损失.