铁路装卸清算信息系统设计与实现

张建国，李东林，宁祥东

（中国铁路济南局集团有限公司 信息技术所，济南 250001）

长期以来，铁路装卸业务统计分析通常采用手工填记、纸质传递、人工统计的作业模式。该作业模式一般由装卸工手工填记装卸工单，货运员基于手工填记的装卸工单来填记装卸作业单，装卸统计人员根据装卸作业单和装卸车记录等数据手工统计作业量，存在作业效率低、统计工作量大、数据准确性低、审核与上报周期长、核算难度大等问题，同时，还存在数据造假风险[1]，因此，亟需研究针对铁路装卸清算业务的信息系统。

2023年，中国国家铁路集团有限公司（简称：国铁集团）在全国铁路推广的铁路货运生产作业与管控平台（简称：货运管控平台）通过对既有生产作业系统的重构整合[2]，打通了货运各项生产作业间的数据壁垒，覆盖进货、装车、卸车、出货、特殊作业、场站作业等全部场景下的铁路货运生产作业流程，实现了装卸工单电子化，保障了各作业环节数据的完整性、准确性和可追溯性，使装卸统计作业与财务清算的电子化作业成为可能。

本文基于货运管控平台作业数据，设计开发了铁路装卸清算信息系统，减轻现场填记装卸作业单和装卸数据统计与上报的作业量，提高现场作业效率，保障数据的准确性和可追溯性，为后续审计提供有力依据，为落实国铁集团“减员增效、节支降耗”的有关要求提供技术支撑[3]。

1 系统设计

1.1 总体架构

装卸统计作业与财务清算信息化主要涉及装卸工单和装卸作业单的管理，以保障装卸业务统计结果与清算数据的准确性。铁路装卸清算信息系统总体架构如图1所示。

图1 铁路装卸清算信息系统总体架构

1.1.1 数据资源管理层

该层整合中国铁路95306货运电子商务系统（简称：95306）、货运管控平台、电子票据库、车站综合管理信息系统（简称：现车系统）相关数据，构成装卸清算资源库，存储在Oracle数据库中。

1.1.2 数据层

主要包含数据存储过程、数据缓存、数据监控、数据恢复、数据权限及一些读写数据库的操作，通过将业务需求抽象为数据服务，访问和提取数据资源管理层的业务数据。

1.1.3 业务层

主要包含装卸工单管理、装卸作业单管理、清算管理、基础参数管理、工作量管理、费用管理、综合监控等7项核心业务应用，根据用户提交的请求，判断验证用户的身份信息、操作权限，并对业务数据（作业类型、作业量等）进行加工处理和封装，使用户需求与数据库形成交互。

1.1.4 展示层

通过作业单看板、装卸统计报表、版式文件等不同方式直观展示数据的特征，实现对数据不同维度的统计与展现。

1.1.5 用户访问层

通过设置国铁集团、铁路局集团公司、车务段、车站的4层级用户，实现不同层级用户的权限管理，用户只能查看和操作所属层级的功能。

1.2 业务流程

铁路装卸作业单管理及装卸清算统计作业流程如图2所示，其涉及铁路局集团公司、车务段、车站各管理岗位，以及车站装卸值班员、外勤货运员、装卸工组等各作业岗位人员。

图2 装卸作业单管理及装卸清算统计作业流程

（1）由铁路局集团公司、车务站段、车站装卸管理人员完成装卸参数配置；（2）装卸作业完成后，由监装卸货运员核对装卸工单，对存在问题的工单，可进行修改、补录或作废处理，并将信息无误的工单生成装卸作业单；（3）装卸工组使用手持机核对装卸作业单信息，完成作业单签认，如有问题可拒绝签认，由装卸值班员决定继续生成装卸作业单还是进行驳回处理；（4）装卸值班员审核装卸作业单/工单信息，审核无误则通过并签章，如有问题则驳回，并通知监装卸货运员修改装卸工单并重新生成装卸作业单；（5）系统根据审核通过的装卸作业单和维护的装卸参数自动生成装卸统计报表，并完成上报。

1.3 功能设计

铁路装卸清算信息系统的功能架构如图3所示。

图3 铁路装卸清算信息系统功能架构

1.3.1 装卸工单管理

包括装卸工单的修改、补录和作废功能。由监装卸货运员审核自己监装卸的工单，若因误操作等导致信息与实际不符，可修改装卸工单信息；若因应急处置等操作造成装卸工单缺失，货运员可补录。补录的装卸工单记录存有补录人、补录原因等信息，便于后期核查与审计；若因异常操作产生了多余装卸工单，则货运员可作废该装卸工单。

1.3.2 装卸作业单管理

包括装卸作业单的生成、审批和驳回，以及电子签章和版式文件生成功能。监装卸外勤货运员通过装卸作业单生成功能，将一个或多个装卸工单生成一个待审核装卸作业单，并自动生成装卸作业单号；装卸值班员通过装卸作业单审批功能，将信息无误的装卸作业单审批通过，并进入统计和清算流程；装卸值班员通过装卸作业单驳回功能将信息有误的作业单作废，由监装卸外勤货运员重新生成装卸作业单并再次发起审核签认流程；作业单审批通过后，通过电子签章功能和版式文件功能，自动生成外勤货运员、装卸工组、装卸值班员的电子签章和装卸作业单的电子版式文件。

1.3.3 工作量统计分析

包括装卸作业单监控、工作量统计、装卸生产业务报表和机械运用表生成功能。装卸作业单监控功能可查看已作业完成且未生成装卸作业单的装卸工单、已生成且未签认的装卸作业单和已签认且未审核通过的装卸作业单；工作量统计功能从货运人员工、装卸工组和装卸设备3个维度统计现场工作量和装卸收入；装卸生产业务报表和机械运用表生成功能根据《铁路货物装卸管理规则》[4]统计生成装卸生产业务报表和机械运用表。

1.3.4 清算统计分析

根据《铁路货物运价规则》[5]和相关业务部门的需要，进行清算统计分析，生成费用记录表、收入统计表、清算统计表和设备收入清算表，用于统计车务段清算给装卸工组的结算金额和铁路局集团公司清算给车务段的清算金额。

1.3.5 装卸参数维护

装卸参数包括装卸工组人员信息、局定费率、结算单价、清算单价。参数维护权限分为铁路局集团公司、车务段、车站共三级。由铁路局集团公司财务部组织维护清算单价；由铁路局集团公司货运部组织维护局定费率；由车务段装卸管理人员维护结算单价；由车站装卸管理人员维护装卸工组人员信息。针对各铁路局集团公司统计装卸收入、结算/清算金额规则的不同，增加了装卸费用规则配置开关功能，可选择不同的统计规则进行装卸清算统计。

2 关键技术

2.1 PaaS平台

为提高开发和运营维护效率，降低新业务应用的建设成本和风险，铁路装卸清算信息系统基于SpringBoot、SpringCloud框架及PaaS（Platform as a Service）平台构建基础服务和核心业务处理的微服务；通过PaaS平台构建应用程序开发运行环境。PaaS平台提供用户安全认证、多租户管理、自动化安全补丁升级和安全传输等平台安全相关能力[6]。

铁路装卸清算信息系统的PaaS核心组件有：（1）分布式服务管理：提供装卸清算微服务化业务能力的管控和治理，包括微服务注册与发现、微服务配置推送等[7]；（2）容器：进行微服务应用的封装和发布，微服务应用在容器中运行，实现应用间运行环境的隔离；（3）分布式数据库：装卸清算数据库由国铁集团集中部署，考虑装卸工单/作业单、电子票据等核心数据的汇总需求，采用分布式数据库，通过数据库并行操作、分库分表、读写分离等措施，保障数据操作响应性能和横向扩展能力。

2.2 电子签名与传输

为保障装卸作业单数据的真实性，铁路装卸清算信息系统基于Canvas与POI（Poor Obfuscation Implementation）实现了装卸作业单的电子签名技术。移动终端的电子签名基于Canvas的vue-esign组件，将采集到的电子签名转化为图片[8]，通过JavaScript将图片转化为Base64编码，并将编码上传至货运管控平台的文件服务器，以满足长期存储的需求。

电子签名照片上传时，利用运营商的专用APN（Access Point Name）通道，接入国铁集团站车交互无线接入服务平台，实现移动终端的认证和安全接入。同时，提供应用数据的加密解密、协议适配和转换及数据转发功能，将应用请求转发至货运管控平台移动应用服务。

2.3 基于POI和Spire的文档生成

为避免装卸作业单的数据被篡改，铁路装卸清算信息系统基于POI和Spire技术实现了装卸作业单PDF文件的生成。

（1）基于装卸作业单号从文件服务器中获取到装卸工组的电子签名图片，并将其存储到本文系统应用服务器，其中，文件的下载调用货运管控平台统一的文件服务进行读取，货运管控平台按照货运图片保密要求，对不同图片进行分区存储，按权限下载预览。（2）基于原生的Graphics2D绘制货运员和值班员的电子签名图片，将货运员和值班员的签名图片存储到本系统应用服务器，使用POI技术将装卸工单数据与电子签名图片整合为Excel文件；（3）使用Spire技术将Excel文件转化为PDF文件，并将PDF文件上传至本系统文件服务器。

3 系统应用情况

铁路装卸清算信息系统于2023年6月正式在货运管控平台上线，并在中国铁路济南局、郑州局集团有限公司开展试点工作，试运行期间，各试点站均取得了良好的使用效果。

铁路装卸清算信息系统将纸质装卸作业单人工管理统计的作业模式转变为电子化的作业模式，通过实现装卸工单、装卸作业单的信息化管理，提高了现场装卸作业效率和准确性，保障了每一步作业的可追溯性，为后期的复核与审计提供了准确性保证[8]。同时，提升作业效率，降低人力成本。

4 结束语

本文设计并实现了装卸车清算信息系统。该系统使用管控平台作业产生的装卸工单数据，成功实现了装卸作业单管理和装卸业务统计的信息化，有效减轻了现场填记装卸作业单和装卸数据统计上报的作业量，提高了装卸作业能力和装卸工作效率，保障了装卸清算数据的准确性和可追溯性，为后续调整优化装卸作业组织结构，推进铁路货运改革提供了技术基础。