中铁快运配送系统设计与实现

张 敏，李春艳

ZHANG Min, LI Chunyan

（北京交通大学 交通运输学院，北京 100044)

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

0 引言

铁路行包运输是指与铁路签有运输合同、装载在旅客列车编挂的行李车内的一种小件快速货物运输形式[1]，具有定时、定点、安全、全天候、运输速度快的特点[2-3]。随着电子商务的迅速发展，小件货物运输需求作为新的经济增长点在铁路行包运输中占据重要地位。中铁快运利用铁路行包信息系统对行李、包裹的承运制票、装卸作业、到达交付业务全过程进行管理。然而，现有铁路行包信息系统更注重车站与车站之间的运输[4-5]，忽视了从车站到消费者，即配送环节的信息传递，业务链条不完整，无法实现运输全程的监控，在激烈的运输市场竞争中，难以赢得更多用户。

在小件货物运输市场上，大多数物流公司和电商企业可以为消费者实时提供查询货物信息、了解货物在途状态[6-8]。为此，根据《中国铁路总公司关于明确铁路行包业务统一对外经营有关事项的通知(铁总运[2017] 59号)》要求，铁路加快升级铁路行包信息系统。由于铁路行包信息系统服务多个环节，覆盖多个网点，与多个系统存在应用和数据层面的信息交换，短时间内升级难度较大，因此，为满足用户需求，提升消费者体验，实现运输过程的精细化管理，针对铁路行包配送业务进行关键技术研究，对中铁快运配送系统(以下简称“配送系统”)进行设计，更好地支撑中铁快运股份有限公司(以下简称“中铁快运”)配送业务。

1 基于电子围栏的中铁快运配送区域划分

快速、准确配送货物的首要任务是根据配送地址匹配配送区域，基于电子围栏进行地址解析，实现划分配送区域。由于中铁快运配送系统服务于中铁快运的多个分公司，因而中铁快运配送系统的主要关键技术是电子围栏铺画和地址解析，要求兼容大多数的操作系统和浏览器，同时考虑地图信息要求准确与及时更新，选择网络地图位置服务为移动终端和管理平台提供地图服务。

1.1 电子围栏铺画

按照中铁快运的普通快运业务、高铁快递业务及取派件业务，划分电子围栏类型。电子围栏是在地图上以多边形即版图的形式，表示营业部的取送货范围。通过电子围栏，实现以中铁快运分公司营业部为单位划分服务范围，支持或辅助对中铁快运现有系统的取送货服务范围界限划分，匹配配送区域。

电子围栏铺画是绘制电子围栏的过程，即在地图上绘制多边形，并将多边形数据保存到数据库，用于表示中铁快运各个营业部对应业务的取送范围，包括人工勾画和行政区划2种绘制模式。当新增的版图区域与行政区划边界相似时，采用“行政区划”绘制，勾画时选择相应“省市区”后自动按行政区域铺画。人工勾画的具体流程为：首先借助网络地图接口，在地图上按顺时针或逆时针方向标记点，按照点标记时的前后顺序相连形成封闭的区域，即版图，并描述名称、所属营业部等相关信息；然后将绘制好的版图保存到数据库，其中多个标记点用经纬度表示，以点集的形式保存；最后，比较这些标记点，得出最大最小经纬度，存入数据库，便于后续数据的处理判断。

1.2 地址解析

地址解析是指通过地址信息匹配配送区域，把运输到配送中心的货物按照区域进行划分并配送。地址解析流程如图1所示。

由图1可见，根据待判断地址，首先在地址库中查找，其中地址库是由历史信息、人工调整地址坐标、人工维护地址及坐标构成，如果地址库中存在待判断地址，则可直接获得坐标和版图；否则，进一步通过网络地图所提供的多种场景地点检索服务判断能否检索到待判断地址，如果检索成功，返回结果中的第1组坐标；否则通过网络地图编码服务按照省、市、区、街道顺序检索待判断地址，如果检索成功，则返回坐标值；否则报告异常，结束检索。通过上述算法流程得到的坐标，与数据库中版图的最大、最小经纬度比较，查找可能的版图信息；利用网络地图接口比较坐标与可能的版图，依次判断坐标是否在版图的范围之内，并获得地址所在版图信息。在这个过程中，如果无法获取到可能的版图或坐标不存在可能的版图范围内，说明待判断地址不在中铁快运取送范围内，显示无法取送。

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

对于以上检索过程，为了尽可能降低系统响应时间，提高用户体验，要求反馈速度不大于3s。通过不断积累地址信息，建立百万级地址库能够最大限度的提高检索效率。

2 中铁快运配送系统设计

2.1 架构设计

中铁快运配送系统由移动终端、管理平台2个部分组成，服务于中铁快运多个分公司、全国多个配送网点以及约3 000名司机。为了保证中铁快运配送系统的安全性，管理平台搭建在铁路内网，通过代理服务器转发网络地图接口请求，保证电子围栏及地图标注等地图相关功能的正常使用。移动终端搭建在云平台，相关接口服务部署在内网，提供外网访问入口，保证移动终端相关功能的使用。为了提高中铁快运配送系统的可靠性和可用性，在硬件设备上采用系统计算机双机冗余架构；同时数据通信网络留有一定的备用设备，对系统的数据通道设计冗余路由，以保证单系通讯设备发生故障时能够在不影响系统工作的前提下尽快更换。中铁快运配送系统架构设计如图2所示。其中内网设备由应用服务器、数据库服务器和代理服务器组成；外部设备由用于保证应用服务器负载均衡的Nginx、云服务手机APP程序服务器和应用终端共同组成。用户通过统一地址访问管理平台。

图2 中铁快运配送系统架构设计Fig.2 Architecture design of China Railway Express delivery system

2.2 功能设计

与中铁快运行包信息系统管理行李、包裹的承运制票、装卸作业等过程不同，配送系统作为中铁快运行包信息系统的辅助系统，主要完成行包信息系统产生的配送任务。从获取配送交接证开始，到用户签收，再到综合统计，整个过程是在移动终端和管理平台密切配合下完成的。中铁快运配送系统功能设计如图3所示。

图3 中铁快运配送系统功能设计Fig.3 Function design of China Railway Express delivery system

移动终端供司机使用，包括任务模块和其他功能模块。任务模块需要实现接受任务、签收、查看任务等功能，其他模块主要包括用户登录、反馈位置信息等功能。在获取到配送交接证后，司机登录移动终端，开启定位服务，接受新派送的任务，配送及签收，签收时可以拍照及电子签名。在过程中，若存在无法送货、无法签收等异常，可以登记异常情况，交给中铁快运人员处理。签收完成后，将交付信息等同步到服务器。

管理平台面向中铁快运的信息维护人员和配送调度人员。管理平台主要实现的功能包括监控管理、电子围栏和接口服务。其中监控管理模块包括用户中心、基础数据、任务管理和综合统计；电子围栏包括电子围栏接口服务、电子围栏铺画与查询、取地址查询等；接口服务包括制票数据获取服务、卸车数据接收服务、配送交接确认信息接收服务、司机车辆信息下载服务和配送交付数据推送服务。在管理平台上，信息维护人员为了保证内部数据的安全，具有严格的访问控制，要求实现对用户和角色的增删改查、不同层级人员的权限分配及账号密码管理；为支撑配送需求，需要实现基本信息的管理，包括车辆信息的同步及查看、司机信息的同步及查看、机构信息的维护；为其他业务系统提供数据支撑，需要实现电子围栏管理，对电子围栏进行查询、修改、审核等，在地图上维护站点信息，以及营业部和订单业务通过电子围栏接口服务确定取送服务范围。为完成配送系统与行包信息系统各个环节间的数据交换，需要实现接口服务。配送调度人员需要查看、监控、追踪和统计配送任务，主要通过任务中心、异常票据监控管理配送任务，完成配送任务后，根据历史信息进行综合统计。

2.3 数据流设计

中铁快运配送系统与其他信息系统数据流设计如图4所示。配送系统通过制票数据获取服务、卸车数据接收服务从行包信息系统中的制票、卸车、配送交接确认作业环节得到承运制票数据、卸车确认数据等，记录成任务数据；当传输过程中卸车数据或配送交接证数据关联不上订单表、配送交接证信息不全时，将记录成异常票据信息。用户在管理平台的任务中心和异常票据监控查看数据。

图4 中铁快运配送系统与其他信息系统数据流设计Fig.4 Dataflow design of China Railway Express delivery system and other information systems

司机、车辆信息由管理平台维护。行包信息系统调用司机、车辆基础信息下载服务获取数据并编制配送交接证。在行包信息系统中，由配送中心完成配送交接证确认，并调用配送交接证确认接收服务将配送交接证交付给配送系统的数据库。用户在移动终端接受未开始的任务进行配送。

任务配送完成后，用户在管理平台的数据统计模块查看，并分析与统计送货率、签收规范、任务完成情况等，形成报表；同时调用交付数据推送服务，将配送交付数据按照队列形式推送，从队列获取数据生成到达交付数据文件，并同步到行包信息系统，进行销票操作。

用户在客服中心或订单中心借助电子围栏查询营业网点信息及下单时获取取货范围；通过行包信息系统和高铁快递业务系统从电子围栏中获取送货范围并制票；在高铁快递业务系统利用电子围栏获取取货范围并上门取货。

3 中铁快运配送系统实现

3.1 移动终端

移动终端使用H5等Web技术开发，利用HTTP协议的Post方式、JSON格式和服务器端传输数据，核心功能包括接受、签收、查看任务等，提供送货、落地配、提货、取货4个环节的信息服务，完成送货模块的开发，其他模块作为配送环节的补充。送货栏目中包括：未开始、已开始和已完成，对应配送任务的状态，便于用户实时查看配送任务的完成程度。

用户在未开始菜单中查看并接受未开始配送的任务；针对无法送货等异常情况，报告并交给中铁快运配送调度人员处理。用户在已开始菜单中查看到正在配送的任务详情，联系收货人签收后完成配送任务。用户在已完成菜单中查看到已完成的配送任务，根据运单单号查看任务详情。

3.2 管理平台

管理平台基于SSM的分层B/S架构搭建，使用了网络地图JavaScript API、JQuery EasyUI、ECharts等技术，使用HTTP协议的Post方式和JSON与行包信息系统传输数据，核心功能包括：任务中心、异常票据监控、综合统计、电子围栏。

（1）任务中心。任务中心页面的每条信息对应每条运单的配送任务，用户按照条件搜索任务，监控每条配送任务的进度；同时，用户可以对系统自动标注失败的送货地址重新标注，从而保证送货地址可识别，为司机完成配送任务提供前提条件。

（2）异常票据监控。异常数据指行包信息系统在制票环节、卸车环节或配送交接证确认环节未成功传输到管理平台的传输异常票据，每条数据的状态，对应向配送系统发送运单信息的操作节点，用户可根据状态补传或者重传数据。用户通过此功能监控由行包信息系统进入配送平台的每条任务完整度，即是否完成多个环节的数据传输，保证配送系统与行包信息系统的数据交换。

（3）综合统计。在综合统计模块中，用户根据历史信息考核各机构作业质量、统计送货率、查看司机登陆日志、统计任务完成情况及签收规范情况，便于进一步分析，改进配送业务。

（4）电子围栏。电子围栏应用于下单、配送等场景，为其他业务系统提供数据支撑。通过电子围栏铺画实现新增版图，同时实现了根据用户所属机构不同，查看、修改、删除下属机构的版图；通过取地址查询实现按照地址查询所在版图名称、分公司等相关信息，判断是否处于可送范围内。

4 结束语

设计开发的基于电子围栏的中铁快运配送系统，补足了行包信息系统业务链条不完整、无法满足运输全程监控的问题，实现了对行包运输中配送的监控管理及基于电子围栏的配送区域划分。中铁快运配送系统在中铁快运的多个分公司中实际使用，与行包信息系统数据传输正常，根据历史信息建立了百万级地址库，满足了配送业务需求。中铁快运配送系统的设计与实现符合中铁快运的发展战略，能够更好地支撑配送业务的长远发展。