張慶英 劉 燕 王 錕 呂國林

（武漢理工大學(xué)物流工程學(xué)院 武漢 430063）

0 引 言

客觀環(huán)境中的不可控因素常會給人們的生活帶來各種影響或災(zāi)害.對于應(yīng)急系統(tǒng)的研究，就是為了減少損失.目前大多數(shù)學(xué)者研究的主要內(nèi)容更多地是針對突發(fā)公共事件，是指政府層面上的應(yīng)急管理工作［1］.本文立足于企業(yè)層面，研究企業(yè)在運(yùn)營過程中遇到的妨礙企業(yè)正常運(yùn)作并會給企業(yè)帶來財產(chǎn)損失的事件及其解決方案.通過對快遞企業(yè)的研究，探討應(yīng)急調(diào)度系統(tǒng)的問題，通過快速反應(yīng)使企業(yè)提高運(yùn)作效率，減少損失，提升客戶服務(wù)水平.

1 應(yīng)急調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計

快遞行業(yè)需要保證在快件生命周期內(nèi)的異常事件減少到最低.其中，異常事件是指破壞系統(tǒng)表現(xiàn)的任何意想不到的事件，如顧客收到快件的期望時間被延遲、運(yùn)輸過程中發(fā)生意想不到的損壞，或者把快件交付到不正確的地點.這些異常事件都會威脅到快件作業(yè)的效率和可靠性.這種存在于快件生命周期中各個作業(yè)環(huán)節(jié)的異常事件，可以理解為一種風(fēng)險［2］.

本文提出應(yīng)急調(diào)度中心的概念和設(shè)計方案，旨在對各種意外事件進(jìn)行處理.調(diào)度中心負(fù)責(zé)收集各方面的數(shù)據(jù)，對運(yùn)輸?shù)倪^程進(jìn)行監(jiān)控，對突發(fā)事件進(jìn)行處置，完成統(tǒng)一的運(yùn)輸組織調(diào)度，以合理地分配各種資源，進(jìn)而降低總體的運(yùn)輸成本.對于不能用算法解決的問題，調(diào)度中心為決策者提供各種相關(guān)數(shù)據(jù)，以供決策者作出判斷和決策.對于快遞過程中遇到的各種突發(fā)事件給予事前預(yù)警、事中指揮、事后解決，以達(dá)到應(yīng)急處理的目的.

快遞行業(yè)運(yùn)輸過程中的意外或緊急事件主要包括：（1）道路自然受損.地震、大雪、泥石流等自然災(zāi)害造成的道路破損，它會導(dǎo)致預(yù)定的路線行不通或者業(yè)務(wù)不能進(jìn)行；（2）貨物量突增.在節(jié)假日以及其他的特殊時刻，各地的客戶量會出現(xiàn)突增情況，面對這種狀況，公司要能在滿足客戶需求的前提下，盡可能的減少成本.尤其是當(dāng)大客戶有緊急需求時，不僅要最好地滿足大客戶的需求，還有考慮到自身利益；（3）客戶要求突然改變，是指客戶臨時更改服務(wù)的狀況，調(diào)度中心應(yīng)予以及時的反應(yīng)或者取消業(yè)務(wù)；（4）運(yùn)輸工具問題.運(yùn)輸工具不足或者在途運(yùn)輸工具出現(xiàn)如車輛拋錨、交通事故等突發(fā)問題而導(dǎo)致不能正常運(yùn)行，調(diào)度中心要根據(jù)現(xiàn)有資源的分布為其調(diào)運(yùn)車輛；（5）網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)新的需求點.在網(wǎng)絡(luò)中，若突發(fā)的某個點產(chǎn)生了運(yùn)輸?shù)男枨螅瑒t對在途運(yùn)輸?shù)能囕v進(jìn)行判斷，選出最佳的車輛路線并生成成本，若成本小于直接另派車輛，則執(zhí)行此種方案，否則，調(diào)度空閑車輛.

2 應(yīng)急調(diào)度系統(tǒng)的組成

應(yīng)急調(diào)度系統(tǒng)主要由監(jiān)測系統(tǒng)、資源管理系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和決策系統(tǒng)4個子系統(tǒng)組成.其功能與關(guān)系如圖1所示.

圖1 應(yīng)急調(diào)度系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

2.1 監(jiān)測系統(tǒng)

監(jiān)測系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)快遞運(yùn)輸過程的實時監(jiān)測，對快件生命周期過程出現(xiàn)的各種情況進(jìn)行記錄，從而對異常情況及時預(yù)警［3］.監(jiān)測由政府部門合作的平臺、基層信息平臺和預(yù)測系統(tǒng)3個部分組成，如圖2所示.通過這3個平臺對數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析，系統(tǒng)能得出最優(yōu)的處理結(jié)果，并將其傳遞給一線工作人員進(jìn)行決策.

圖2 監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)部工作流程

2.2 資源管理系統(tǒng)

資源管理系統(tǒng)主要由運(yùn)輸車輛管理系統(tǒng)、快件實時跟蹤系統(tǒng)、應(yīng)急資源管理系統(tǒng)構(gòu)成.

2.2.1 運(yùn)輸車輛管理系統(tǒng) 針對物流運(yùn)輸作業(yè)中車輛所處的狀態(tài)，對在途運(yùn)輸車輛、空閑車輛、應(yīng)急車輛進(jìn)行管理，通過定位系統(tǒng)，確定車輛在路網(wǎng)中的位置以及當(dāng)時的狀態(tài)，及時調(diào)配車輛，快速滿足用戶需求，避免運(yùn)輸資源的額外浪費(fèi).

建立車輛的信息庫，信息庫里包括車輛的基本資料：車輛類型、車輛載重、車輛自身重量、車輛歸屬地、車輛實時位置、車輛當(dāng)前狀態(tài)、車輛歸屬路線、車輛服役年齡、車輛基本燃油率、車輛滿載燃油率、司機(jī)和車輛終端IP.

將車輛的狀態(tài)分為在途運(yùn)輸車輛、待命車輛、運(yùn)輸完成車輛和空閑車輛.

計劃調(diào)度室與車輛之間可實現(xiàn)無線信號的雙向通信［4］.物流企業(yè)在接到顧客運(yùn)送貨物的請求后，將貨物的品種、數(shù)量、裝運(yùn)時間、地點和顧客的聯(lián)系方式等信息輸入電腦，同時根據(jù)運(yùn)行車輛移動通信裝置發(fā)出的車輛位置和狀態(tài)的信息，通過調(diào)度算法系統(tǒng)，由計算機(jī)確定調(diào)度車輛，自動地向所選車輛發(fā)出裝貨指令，由車輛上的接收裝置接受并由司機(jī)執(zhí)行.

2.2.2 快件實時跟蹤系統(tǒng) 對快件實施實時跟蹤，就要在所有的貨運(yùn)客車上裝載GPS，GIS和GSM［5］.具體方法是：在作業(yè)時，綁定貨物與運(yùn)輸工具，并將其輸入裝載清單.通過對運(yùn)輸工具的實時跟蹤，查到貨物所在的位置.

根據(jù)從數(shù)據(jù)接收器傳來的數(shù)據(jù)信息，對電子地圖上的車輛位置進(jìn)行刷新，完成對于車輛動態(tài)行駛過程的監(jiān)控.當(dāng)車輛長期停留于某坐標(biāo)、車輛路線行駛非最優(yōu)化或最合理、車輛行駛路線出錯、車輛油料數(shù)量異常時，調(diào)度中心獲取信息，并與前方工作人員取得聯(lián)系.

2.2.3 應(yīng)急資源管理系統(tǒng) 從長計議，企業(yè)應(yīng)建立應(yīng)急物資儲備中心，儲備一定的運(yùn)輸工具以備不時之需.當(dāng)發(fā)生客戶量突增、客戶的突發(fā)性要求等其它問題時，可由資源調(diào)度中心統(tǒng)一進(jìn)行管理和調(diào)度.

在分析歷史數(shù)據(jù)、計算并設(shè)定運(yùn)輸工具的數(shù)量時，應(yīng)考慮增加一個安全裕度，并確定備選方案和應(yīng)急預(yù)案.在突發(fā)事件出現(xiàn)時，保證具有足夠數(shù)量的應(yīng)急車輛可供調(diào)度.應(yīng)急車輛包括租用車輛和自有車輛，對于租用車輛的管理應(yīng)該嚴(yán)于自有車輛，并應(yīng)事先制定完善的調(diào)動協(xié)議［6］.

針對突發(fā)運(yùn)輸量的車輛決策系統(tǒng)具有緊急調(diào)動的功能.當(dāng)緊急需求量上升時，車輛決策系統(tǒng)可通過成本計算和滿足服務(wù)兩方面入手，確定應(yīng)急車輛的數(shù)量，提出自購車或租用外部車輛的建議.

快遞需求量與GDP的增長率以及本公司的競爭力有關(guān)，建立線性回歸方程

式中：Y為快遞需求量增長率；G為GDP增長率；K為公司競爭力.

根據(jù)式（1）預(yù)測出未來一段時間內(nèi)的快件需求量，綜合歷史上突發(fā)需求量的平均量，得出所需應(yīng)急車輛的數(shù)目，再通過自購成本和租用成本的對比，決定應(yīng)急車輛的獲取選擇方式.

2.3 通信系統(tǒng)

調(diào)度系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換主要有2部分，其一是系統(tǒng)與客戶之間的數(shù)據(jù)交換，即客戶向調(diào)度中心申請服務(wù)的相關(guān)數(shù)據(jù)，以及調(diào)度中心給客戶的調(diào)度回復(fù).這些數(shù)據(jù)的交換可采用電話、傳真等通信方式，也可利用互聯(lián)網(wǎng)來實現(xiàn).將互聯(lián)網(wǎng)作為數(shù)據(jù)交換平臺，可減少通信通信聯(lián)絡(luò)成本.其二是系統(tǒng)與車輛之間的數(shù)據(jù)交換，即車輛向調(diào)度中心傳送位置信息、裝載量信息等，調(diào)度中心向車輛下達(dá)調(diào)度指令.這類數(shù)據(jù)的通信可利用GSM來實現(xiàn).

2.4 決策系統(tǒng)

決策系統(tǒng)可以根據(jù)具體情況給出決策建議，選擇合理的方案.

2.4.1 基于車輛調(diào)運(yùn)系統(tǒng)的解決方案 對于突發(fā)的客戶需求，可根據(jù)建立的數(shù)學(xué)模型和可視化窗口，通過科學(xué)的計算，決定選擇單獨派車完成運(yùn)輸或是與在途貨物合并運(yùn)輸.

當(dāng)某一時刻有突發(fā)的客戶需求產(chǎn)生時，對原有調(diào)度車輛的狀態(tài)和關(guān)鍵點進(jìn)行分析.若運(yùn)行車輛能夠通過調(diào)度滿足突發(fā)客戶需求，且重新調(diào)度的成本小于直接發(fā)車的成本，則可對運(yùn)行車輛進(jìn)行重新調(diào)度設(shè)計，以解決突發(fā)需求問題.

對調(diào)度成本的分析，主要考慮的是改變路線后距離變化帶來的費(fèi)用成本和機(jī)會成本.

假設(shè)，突然增加運(yùn)輸任務(wù)u，其任務(wù)量為Qu，需要的配送時間為Su，可以建立時間窗為［Eu，Lu］，記將其插入車輛k所在路線中未完成任務(wù)點i和點j之間的插入成本為C（i，u，j）.

1）距離成本 將u插入點i和點j之間，車輛行駛線路由i→j變?yōu)閕→u→j，多行駛的距離成本為

式中：Tnm為從n點到m點所需要的時間.

2）機(jī)會成本 點u插入后，車輛到達(dá)該點的時間Tu＝Ti＋Si＋Tiu，若Tu＞Lu，則該插入路線不可行，記其成本為 ；若Tu≤Lu，則成本為maxω（Eu－tu，0），即有

因此，動態(tài)插入成本為

2.4.2 基于路徑優(yōu)化平臺的解決方案

1）針對車輛問題 當(dāng)車輛出現(xiàn)問題時，司機(jī)聯(lián)系調(diào)度中心.調(diào)度中心對司機(jī)當(dāng)前的位置進(jìn)行定位，并調(diào)用數(shù)據(jù)庫，查出該車的型號、載重量等信息，并根據(jù)這些信息進(jìn)行匹配，調(diào)出車輛數(shù)據(jù)庫中相應(yīng)的車輛.對所有的可用車輛進(jìn)行比較，以當(dāng)前點為起點，需求點為終點，將具體的數(shù)據(jù)輸入路徑優(yōu)化平臺中，得出最佳路徑.若無相匹配車輛，則調(diào)用其他的車輛.

運(yùn)營中的車輛若遇到路上阻塞、車禍或其他情況，未能按預(yù)定時間返回中心，該模塊即可將該車的配載計劃取消.在對異常情況車進(jìn)行標(biāo)識的同時，重新生成新的配載計劃，按時完成客戶的訂單要求.對于異常情況排除后重新投入使用的車輛，應(yīng)恢復(fù)使用，輸入它們的返回時間.

2）針對在途更改路徑問題 對于途中因各種原因?qū)е滦枰穆肪€的情況，司機(jī)應(yīng)將信息傳回調(diào)度中心，調(diào)度中心對車輛進(jìn)行定位，并對當(dāng)前狀況進(jìn)行分析.以車輛上一個經(jīng)過的城市為起點，在電子地圖上顯示兩點之間的幾種走法.調(diào)度中心的工作人員根據(jù)時間和距離進(jìn)行路徑?jīng)Q策，并將具體指示發(fā)給司機(jī).

如果車輛還未啟動就已經(jīng)發(fā)生計劃線路不通等狀況，則在選取最優(yōu)路徑的時候，輸入約束－－不走某條線路，然后使用路徑優(yōu)化平臺進(jìn)行計算，便能得出最優(yōu)結(jié)果.

2.4.3 針對快件問題的解決方案 對于出現(xiàn)的延遲現(xiàn)象，要及時地通知客戶，對客戶做出一定的賠償，并將信息詳細(xì)輸入數(shù)據(jù)庫.當(dāng)客戶下次申請服務(wù)時，調(diào)用數(shù)據(jù)庫對客戶的服務(wù)做出一定的優(yōu)惠政策.當(dāng)出現(xiàn)快件趕不上預(yù)定航班或落貨等異常情況，且會導(dǎo)致快件延誤時，一線操作人員應(yīng)在系統(tǒng)中及時標(biāo)注反映.一旦客服人員通過信息的共享平臺發(fā)現(xiàn)了這些異常標(biāo)注，就會主動通知客戶，告知他們采取及時的后備措施來減小損失.

3 結(jié)束語

應(yīng)急物流的目的是保證在突發(fā)事件發(fā)生后最大限度地減小損失.本文通過研究快遞企業(yè)在運(yùn)營過程中可能遇到的妨礙企業(yè)正常運(yùn)作的突發(fā)事件，設(shè)計出一套快遞企業(yè)的應(yīng)急調(diào)度系統(tǒng)，旨在提高企業(yè)的快速反應(yīng)能力，從而提高企業(yè)運(yùn)作效率，減少企業(yè)損失，提升客戶服務(wù)水平，促進(jìn)快遞行業(yè)的發(fā)展.

［1］左 芒.在考驗中成長——訪中國物流與采購聯(lián)合會應(yīng)急物流專業(yè)委員會主任王宗喜教授［J］.中國遠(yuǎn)洋航務(wù)，2008（9）：36－41.

［2］楊 磊，陳文釗，李遠(yuǎn)燕.基于突發(fā)事件連鎖便利店應(yīng)急配送決策研究［J］.物流工程與管理，2010，32（4）：109－112.

［3］林自葵.物流信息管理［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版

［4］賈順平，彭宏勤，尹相勇.基于車輛調(diào)度與優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)物流信息系統(tǒng)設(shè)計［J］.物流技術(shù)，2007，26（10）：111－113.

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［6］教育部高等學(xué)校物流類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會.第一屆全國大學(xué)生物流設(shè)計大賽獲獎作品集［M］.北京：中國物資出版社，2007.