廖正文，李海鷹，王 瑩，苗建瑞，張家瑞

（1. 北京交通大學(xué) 軌道交通控制與安全國家重點實驗室，北京 100044；2. 北京交通大學(xué) 交通運輸學(xué)院，北京 100044)

隨著我國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整與物流行業(yè)的發(fā)展，鐵路運輸市場需求日益增長，大力發(fā)展便捷、安全、經(jīng)濟(jì)、高效的綜合運輸體系，構(gòu)建高效運行的多式聯(lián)運一體化平臺，成為實現(xiàn)鐵路快速化的關(guān)鍵[1-3]。多式聯(lián)運主要包括運輸計劃的協(xié)同、運輸組織的銜接、信息的傳輸與共享、業(yè)務(wù)流程的綜合化等，涉及到多種運輸方式、多個運輸主體的合作協(xié)同[4]，實現(xiàn)“門到門”運輸全過程一體化。目前，我國鐵路、水運和公路數(shù)據(jù)信息格式不統(tǒng)一、數(shù)據(jù)不互通、信息不共享，多式聯(lián)運信息斷鏈，多種交通方式間銜接和全程物流效率均受到一定程度的影響[5]。對于鐵路而言，由于鐵路局集團(tuán)公司管理范圍有限，吸引的社會物流企業(yè)數(shù)量較少，只能建立區(qū)域內(nèi)或重點企業(yè)的“點對點”連接，無法形成覆蓋全國的全流程多式聯(lián)運數(shù)據(jù)交換集成網(wǎng)絡(luò)。因此，為了實現(xiàn)多式聯(lián)運的實時化、智能化，需要自頂層出發(fā)，設(shè)計多式聯(lián)運一體化技術(shù)平臺，為托運人和運輸企業(yè)提供豐富的信息服務(wù)，消除信息數(shù)據(jù)壁壘[6-9]，為運輸企業(yè)資源優(yōu)化整合提供決策支持。

1 鐵路多式聯(lián)運一體化技術(shù)平臺總體設(shè)計

1.1 功能需求

鐵路多式聯(lián)運一體化技術(shù)平臺是發(fā)揮中國國家鐵路集團(tuán)有限公司(以下簡稱“國鐵集團(tuán)”)在綜合交通運輸體系中骨干作用的重要組成部分[10]，以鐵路業(yè)務(wù)信息為核心，制訂多式聯(lián)運數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，建立多式聯(lián)運數(shù)據(jù)共享機(jī)制。對外，采用多種交互方式拓展信息交互渠道，打破多種運輸方式間信息屏障，使鐵路企業(yè)信息系統(tǒng)與港口、公路、船公司等企業(yè)的信息系統(tǒng)實現(xiàn)無縫對接，利用多式聯(lián)運一體化技術(shù)平臺提供的信息服務(wù)功能，實現(xiàn)鐵水、鐵公聯(lián)運的信息共享與交換，構(gòu)建全程物流信息鏈條，提升多式聯(lián)運服務(wù)水平。對內(nèi)，通過接入鐵路企業(yè)內(nèi)部與多式聯(lián)運相關(guān)的信息系統(tǒng)，實現(xiàn)鐵路多式聯(lián)運站場轉(zhuǎn)接、一體化運輸計劃優(yōu)化、物流系統(tǒng)評估與管理等技術(shù)有機(jī)集成，提升鐵路內(nèi)部的數(shù)據(jù)交換效率；通過應(yīng)用多式聯(lián)運一體化技術(shù)平臺的信息服務(wù)功能，提升鐵路多式聯(lián)運組織效率，是鐵路信息化規(guī)劃具體落地的體現(xiàn)。另外，多式聯(lián)運一體化技術(shù)平臺除了服務(wù)于傳統(tǒng)的多式聯(lián)運參與者，即托運人、運輸服務(wù)承運人、多式聯(lián)運經(jīng)營人(貨代)以外，還為增值服務(wù)提供商、信息服務(wù)提供商等新多式聯(lián)運參與者提供服務(wù)，更好地拓寬多式聯(lián)運服務(wù)范疇，提升多式聯(lián)運的服務(wù)質(zhì)量。

（1）托運人。托運人需要在多式聯(lián)運一體化技術(shù)平臺中查找、選擇多式聯(lián)運的運輸服務(wù)；在訂單磋商環(huán)節(jié)，托運人選定運輸服務(wù)后，需要與運輸服務(wù)的提供商進(jìn)行價格、附加服務(wù)等具體運輸細(xì)節(jié)的磋商。在運輸服務(wù)開始后，托運人需要通過平臺實時追蹤貨物的位置和運輸狀態(tài)。

（2）運輸服務(wù)承運人。在服務(wù)比選環(huán)節(jié)，運輸服務(wù)承運人需要發(fā)布運輸服務(wù)的列表；在訂單磋商環(huán)節(jié)，運輸服務(wù)承運人需要接受托運人的運輸需求，與托運人完成運輸價格、附加服務(wù)等磋商；在運輸服務(wù)環(huán)節(jié)，運輸服務(wù)承運人需要與各方分享貨物的位置和狀態(tài)信息。

（3）多式聯(lián)運經(jīng)營人(貨代)。在服務(wù)比選環(huán)節(jié)，多式聯(lián)運經(jīng)營人需要在平臺中發(fā)布掌握多式聯(lián)運產(chǎn)品，也需要在平臺中搜集、整合零散的運輸服務(wù)，打包形成更具有競爭力的多式聯(lián)運產(chǎn)品對外發(fā)布。在訂單磋商環(huán)節(jié)與運輸服務(wù)環(huán)節(jié)，多式聯(lián)運經(jīng)營人需要在平臺中扮演運輸服務(wù)承運人的角色，此時其功能需求與運輸服務(wù)承運人相同。

（4）增值服務(wù)提供商。在服務(wù)比選環(huán)節(jié)，增值服務(wù)提供商需要在平臺中發(fā)布相關(guān)的物流增值服務(wù)，如流通加工、檢驗、包裝、報關(guān)、保險等服務(wù)；在訂單磋商環(huán)節(jié)，增值服務(wù)提供商需要在多式聯(lián)運訂單創(chuàng)建時，為托運人推薦相關(guān)增值服務(wù)；在運輸服務(wù)環(huán)節(jié)，增值服務(wù)提供商需要通過平臺及時跟進(jìn)運輸狀態(tài)，以適時提供托運人訂購的增值服務(wù)。

（5）信息服務(wù)提供商。在服務(wù)比選環(huán)節(jié)，信息服務(wù)提供商需要在平臺中發(fā)布為各類用戶提供的信息服務(wù)，如為托運人提供最佳服務(wù)產(chǎn)品篩選評估；在運輸服務(wù)環(huán)節(jié)，為運輸服務(wù)承運人提供運輸計劃優(yōu)化。同時，信息服務(wù)提供商在多式聯(lián)運流程之外，還需要為多式聯(lián)運經(jīng)營人提供市場需求分析預(yù)測信息。

1.2 服務(wù)類型

根據(jù)以上多式聯(lián)運一體化技術(shù)平臺參與者的功能需求，確定多式聯(lián)運一體化技術(shù)平臺的定位，為貨物多式聯(lián)運市場營造集“運輸服務(wù)集市”“物流增值服務(wù)集市”“信息集市”于一體的信息化平臺。平臺提供以下3 種服務(wù)。

（1）運輸服務(wù)。運輸服務(wù)是運輸服務(wù)承運人、多式聯(lián)運經(jīng)營人(貨代)為托運人提供的貨物多式聯(lián)運服務(wù)，可以分為2 類：一類是由一個特定運輸服務(wù)提供商發(fā)布的單一類型運輸服務(wù)；另一類是由多個運輸服務(wù)提供商發(fā)布的、經(jīng)過整合打包的運輸服務(wù)集合。運輸服務(wù)提供商將這些運輸服務(wù)作為“運輸產(chǎn)品”，在多式聯(lián)運一體化技術(shù)平臺的“運輸服務(wù)集市”上發(fā)布，托運人可以根據(jù)運輸需要，對這些運輸服務(wù)進(jìn)行比選和交易。在運輸途中，平臺還提供貨物在途狀態(tài)追蹤、質(zhì)量與信用評價等基礎(chǔ)服務(wù)，使運輸服務(wù)的各個參與方實現(xiàn)信息共享。

（2）物流增值服務(wù)。物流增值服務(wù)是依附于運輸服務(wù)的額外服務(wù)。物流增值服務(wù)的提供商可以直接在平臺“物流增值服務(wù)集市”上銷售增值服務(wù)，同時也可以利用多式聯(lián)運一體化技術(shù)平臺的磋商功能，與運輸服務(wù)提供商形成合作聯(lián)盟，推出運輸服務(wù)與增值服務(wù)的套餐供托運人選擇。

（3）信息服務(wù)。信息服務(wù)是平臺為用戶提供的信息采集、加工、分析服務(wù)，可以分為基礎(chǔ)信息服務(wù)和高級信息服務(wù)?；A(chǔ)信息服務(wù)內(nèi)嵌于平臺，為平臺的各參與方提供基本信息交互。高級信息服務(wù)由信息服務(wù)提供商提供，服務(wù)的內(nèi)容更加專業(yè)，具有更強(qiáng)的個性化、定制化特征。高級信息服務(wù)由信息服務(wù)提供商發(fā)布到“信息集市”上，用戶可以根據(jù)需要購買信息服務(wù)，以輔助運輸?shù)臎Q策。

圖1 多式聯(lián)運一體化技術(shù)平臺總體架構(gòu)Fig.1 Overall architecture of the integrated technology platform of intermodal transportation

1.3 總體架構(gòu)

多式聯(lián)運一體化技術(shù)平臺可以分為數(shù)據(jù)層、功能層和應(yīng)用層3 層。數(shù)據(jù)層為平臺提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，支撐功能層運作；應(yīng)用層提供友好的用戶界面，使用戶能夠直接訪問平臺的功能。同時，在功能層外提供外部訪問平臺功能的信息接口。多式聯(lián)運一體化技術(shù)平臺總體架構(gòu)如圖1 所示，各組成部分如下。

（1）數(shù)據(jù)層。包括數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)修改、數(shù)據(jù)查詢引擎，根據(jù)相關(guān)集成規(guī)范構(gòu)建，為平臺的各項功能提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。平臺數(shù)據(jù)庫中存儲運輸需求、運輸產(chǎn)品、運輸方案、用戶信息、服務(wù)使用權(quán)限等數(shù)據(jù)，是平臺開展多式聯(lián)運業(yè)務(wù)、實現(xiàn)多式聯(lián)運一體化的基礎(chǔ)。功能層可以利用數(shù)據(jù)層提供的數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)修改功能對平臺數(shù)據(jù)進(jìn)行增、刪、查、改。數(shù)據(jù)層應(yīng)制訂完善的用戶數(shù)據(jù)權(quán)限規(guī)范，保證數(shù)據(jù)的存儲和傳輸安全。

（2）功能層。包括信息服務(wù)功能和訂單管理功能2 個核心功能模塊，為訂單訂立過程的信息透明、公平議價提供相應(yīng)功能。①信息服務(wù)功能。信息服務(wù)提供商可以在信息服務(wù)功能模塊中發(fā)布信息服務(wù)信息，而托運人和運輸企業(yè)(貨代)可以通過多式聯(lián)運一體化技術(shù)平臺調(diào)用信息服務(wù)，包括為信息服務(wù)提供輸入數(shù)據(jù)、從信息服務(wù)接口獲取數(shù)據(jù)等。②訂單管理功能。托運人、運輸企業(yè)、貨代等不同身份的用戶可以通過訂單管理功能提交、查驗、確認(rèn)訂單；運輸企業(yè)(貨代)可以通過訂單管理功能確認(rèn)訂單，并返回訂單追蹤信息。

（3）應(yīng)用層。包括貨主應(yīng)用和運輸企業(yè)(貨代)應(yīng)用，是多式聯(lián)運一體化技術(shù)平臺與用戶間的界面，為托運人、運輸企業(yè)(貨代)以及信息服務(wù)商提供豐富的功能。托運人可以通過貨運業(yè)務(wù)應(yīng)用，實現(xiàn)發(fā)布運輸需求、查詢運輸產(chǎn)品、訂單追蹤、訂單訂立功能。運輸企業(yè)(貨代)可以通過貨運業(yè)務(wù)應(yīng)用，實現(xiàn)運輸產(chǎn)品發(fā)布、運輸需求查詢、物流信息發(fā)布、訂單訂立等功能。

（4）信息接口。是信息服務(wù)商發(fā)布、修改信息的接口，可以實現(xiàn)托運人、運輸企業(yè)(貨代)、信息服務(wù)提供商等用戶間數(shù)據(jù)交互的規(guī)范化。信息服務(wù)商可以將自有信息平臺的數(shù)據(jù)通過接口層傳輸至多式聯(lián)運一體化技術(shù)平臺，技術(shù)平臺再根據(jù)業(yè)務(wù)需要，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分發(fā)，再將處理后的數(shù)據(jù)通過接口層返回給用戶。接口層具有良好的擴(kuò)展性，平臺利用接口層提高數(shù)據(jù)交互效率，實現(xiàn)托運人、運輸企業(yè)(貨代)、信息服務(wù)提供商之間的多樣化功能，如運輸路徑優(yōu)化、運輸設(shè)備調(diào)度優(yōu)化等。

2 鐵路多式聯(lián)運一體化技術(shù)平臺功能設(shè)計

2.1 多式聯(lián)運信息發(fā)布功能

多式聯(lián)運一體化技術(shù)平臺為托運人、運輸服務(wù)提供商和信息服務(wù)提供商均提供了多式聯(lián)運信息發(fā)布功能，供多式聯(lián)運需求、供給的信息在平臺上自由、高效流動。

（1）運輸需求發(fā)布。托運人可以通過多式聯(lián)運一體化技術(shù)平臺發(fā)布運輸需求，包括始發(fā)地、終到地、貨物數(shù)量、期望運輸價格等信息。運輸需求發(fā)布后，會在“運輸服務(wù)集市”中呈現(xiàn)，運輸服務(wù)提供商、信息服務(wù)提供商等可以通過信息接口，實時獲取、應(yīng)答發(fā)布的運輸需求信息。

（2）運輸服務(wù)發(fā)布。運輸企業(yè)或貨代可以通過平臺發(fā)布、修訂物流運輸產(chǎn)品信息。對于每一個產(chǎn)品，應(yīng)包括線路、運輸方式(平臺應(yīng)提供公路、鐵路、水運3 種運輸方式的選擇)、運輸起訖點、運輸價格(按不同運輸條件)、運到時限等信息。

（3）信息服務(wù)發(fā)布。信息服務(wù)商可以通過平臺發(fā)布、查詢和修訂信息服務(wù)產(chǎn)品。對于每一個產(chǎn)品，應(yīng)包括服務(wù)名稱、服務(wù)類型、服務(wù)功能、信息接口標(biāo)準(zhǔn)、價格、服務(wù)供應(yīng)商等信息。信息服務(wù)供應(yīng)商可以根據(jù)平臺集成標(biāo)準(zhǔn)，自行開發(fā)相關(guān)服務(wù)，并通過信息接口連接到平臺上。

2.2 訂單管理功能

多式聯(lián)運一體化技術(shù)平臺為參與多式聯(lián)運交易的各方提供了統(tǒng)一的訂單管理的功能，包括多式聯(lián)運訂單管理功能和信息服務(wù)訂單管理功能，用戶可以在訂單管理功能中訂立、管理訂單。

（1）多式聯(lián)運訂單管理功能。平臺應(yīng)提供托運訂單的查詢、更新、取消以及刪除等管理功能。訂單列表包含序號、訂單號、下單時間、貨物品類、起終點、運費、狀態(tài)、當(dāng)前位置、預(yù)計交付時間信息，還可以通過單擊按鈕查看訂單詳情。除以上概要信息外，還按順序顯示所有供應(yīng)商的名稱，其等待狀態(tài)(“待提貨”)的預(yù)計時間、地點、聯(lián)系人及電話信息，以及其完成狀態(tài)(“已提貨”“已發(fā)貨”“已移交”)的時間、地點、提貨或移交圖片、聯(lián)系人、電話及備注信息。平臺可以顯示貨物的完整路徑以及當(dāng)前位置，方便用戶追蹤訂單在途狀態(tài)。

（2）信息服務(wù)訂單管理功能。平臺提供服務(wù)訂單的查詢、取消以及刪除等管理功能。供應(yīng)商下單后，可查詢到信息服務(wù)商的聯(lián)系人、電話及郵箱等聯(lián)系方式。訂單內(nèi)容包括序號、訂單號、下單時間、服務(wù)名稱、功能描述、價格、信息服務(wù)提供商、聯(lián)系人、電話、電子郵箱等。通過點擊信息服務(wù)提供商，可鏈接到信息服務(wù)提供商的官方網(wǎng)站。

2.3 多式聯(lián)運產(chǎn)品設(shè)計功能

作為鐵路多式聯(lián)運一體化技術(shù)平臺，其功能除了服務(wù)托運人以外，還需要服務(wù)于貨代、運輸企業(yè)。為此，平臺提供運輸產(chǎn)品規(guī)劃設(shè)計功能，即綜合考量歷史貨流信息、既有運輸產(chǎn)品信息、運輸企業(yè)運力信息、貨代資源整合信息，在多式聯(lián)運的視角下為運輸企業(yè)、貨代提供運輸產(chǎn)品設(shè)計方案。目前，平臺提供以下產(chǎn)品設(shè)計功能。

（1）公鐵馱背聯(lián)運產(chǎn)品設(shè)計功能?；阼F路馱背運輸車底固定循環(huán)、快速周轉(zhuǎn)的特點，為以鐵路馱背運輸為骨干的公鐵聯(lián)運產(chǎn)品的設(shè)計提供指導(dǎo)方案。在鐵路馱背運輸產(chǎn)品設(shè)計模塊中內(nèi)嵌優(yōu)化算法，基于時變運輸需求信息和公路(馱背牽引車)、鐵路(馱背運輸車輛)等運力資源的運用信息，快速求解得到鐵路馱背運輸列車和公路接駁車輛的運輸方案，組合形成公鐵馱背聯(lián)運產(chǎn)品。

（2）鐵路貨運動車組+終端配送產(chǎn)品設(shè)計功能?；诟哞F運輸網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，考慮鐵路貨運動車組運輸快速、穩(wěn)定的特征，為以鐵路貨運動車組為骨干的多式聯(lián)運產(chǎn)品設(shè)計提供指導(dǎo)方案。在鐵路貨運動車組+終端配送運輸產(chǎn)品設(shè)計模塊中，首先從本地數(shù)據(jù)庫調(diào)取運輸需求數(shù)據(jù)和貨運動車組、終端配送車輛等運力資源數(shù)據(jù)，調(diào)用優(yōu)化算法計算得到貨運動車組的開行計劃，包括起訖點、開行時段、開行頻次等屬性。同時，根據(jù)貨運動車組的開行計劃，給出終端的作業(yè)和配送方案。

（3）集裝箱多式聯(lián)運產(chǎn)品設(shè)計功能?；阼F路集裝箱運輸場站的位置、規(guī)模、作業(yè)能力等條件，設(shè)計集裝箱集結(jié)班列與集裝箱運輸班列的運輸產(chǎn)品，為集裝箱班列運輸產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計提供技術(shù)支撐。在產(chǎn)品設(shè)計模塊中，基于集裝箱運輸需求、集裝箱及集裝箱專用車輛(包括鐵路車輛和公路車輛)等運力資源數(shù)據(jù)，調(diào)用優(yōu)化算法對集裝箱多式聯(lián)運產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化。集裝箱多式聯(lián)運產(chǎn)品設(shè)計優(yōu)化界面如圖2 所示。該界面左側(cè)是優(yōu)化生成的運輸產(chǎn)品的列表，包含運輸產(chǎn)品信息，運輸可以通過“發(fā)布”按鈕直接在平臺上發(fā)布該產(chǎn)品。界面右側(cè)是集裝箱多式聯(lián)運地圖，顯示當(dāng)前所有運輸產(chǎn)品的OD路徑，便于用戶分析當(dāng)前運輸產(chǎn)品的空間分布情況。

以上多式聯(lián)運產(chǎn)品設(shè)計功能由平臺內(nèi)置的優(yōu)化算法實現(xiàn)，包括服務(wù)網(wǎng)絡(luò)生成、基于多商品流的優(yōu)化模型及相關(guān)的拉格朗日松弛算法、Danzig-Wolfe 分解算法，能夠在可接受時間范圍滿足實際規(guī)模的求解。同時，信息服務(wù)可以根據(jù)運輸企業(yè)(貨代)的實際生產(chǎn)需要，通過平臺的信息服務(wù)接口提供訂制化的優(yōu)化算法。

圖2 集裝箱多式聯(lián)運產(chǎn)品設(shè)計優(yōu)化界面Fig.2 Optimization interface of the design of intermodal container transportation

2.4 多式聯(lián)運產(chǎn)品自動組合功能

托運人在平臺上檢索運輸產(chǎn)品時，平臺可以根據(jù)貨物的起訖點、運輸條件要求等要求，自動檢索相關(guān)運輸產(chǎn)品信息，并根據(jù)托運人的偏好，生成多式聯(lián)運路徑。平臺提供基于指標(biāo)與基于托運人歷史偏好的2 種多式聯(lián)運產(chǎn)品自動組合功能。

（1）基于指標(biāo)的多式聯(lián)運產(chǎn)品自動組合功能。平臺提供了運輸時間較小優(yōu)先、費用消耗較少優(yōu)先、服務(wù)質(zhì)量評價優(yōu)先等選項，對多式聯(lián)運產(chǎn)品進(jìn)行自動組合。托運人在搜索多式聯(lián)運產(chǎn)品時，平臺可以根據(jù)運輸需求的基本信息，依托基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和已發(fā)布的運輸產(chǎn)品數(shù)據(jù)，運用優(yōu)化算法自動生成由多個運輸產(chǎn)品組合而成的多式聯(lián)運運輸方案，并按照最低價格、最快時限等方式提供給托運人。托運人可以按價格、時限、全流程服務(wù)質(zhì)量，對多式聯(lián)運產(chǎn)品組合進(jìn)行排序和篩選。

（2）基于托運人歷史偏好的多式聯(lián)運產(chǎn)品自動組合功能。當(dāng)托運人未選擇排序指標(biāo)時，平臺會根據(jù)托運人的歷史徑路選擇信息、托運人的企業(yè)或個人基本信息、運輸貨物的特征等信息，構(gòu)建托運人選擇預(yù)測模型，通過分析托運人歷史選擇偏好數(shù)據(jù)，對多式聯(lián)運徑路進(jìn)行篩選，給出符合托運人歷史偏好的多式聯(lián)運產(chǎn)品組合。

3 結(jié)束語

針對現(xiàn)有多式聯(lián)運交易中信息不透明、環(huán)節(jié)冗雜的弊端，研究明確了多式聯(lián)運一體化技術(shù)平臺的定位，提出了平臺的設(shè)計方案。多式聯(lián)運一體化技術(shù)平臺具有明確的客戶群體和用戶需求，具有較強(qiáng)的可操作性，可以實現(xiàn)鐵路與水運、公路及其他多種方式的數(shù)據(jù)交換和集成應(yīng)用，有效推進(jìn)信息化總體規(guī)劃落地實施。將來還應(yīng)注重完成鐵路多式聯(lián)運一體化技術(shù)平臺的用戶導(dǎo)入，并根據(jù)用戶提出的功能需求不斷豐富平臺功能，改善用戶體驗；還可以引入各類智能化的算法以優(yōu)化平臺的性能，提升技術(shù)平臺智能化水平。