铁路多式联运一体化技术平台方案设计

廖正文，李海鹰，王 莹，苗建瑞，张家瑞

（1. 北京交通大学 轨道交通控制与安全国家重点实验室，北京 100044；2. 北京交通大学 交通运输学院，北京 100044)

随着我国经济结构的调整与物流行业的发展，铁路运输市场需求日益增长，大力发展便捷、安全、经济、高效的综合运输体系，构建高效运行的多式联运一体化平台，成为实现铁路快速化的关键[1-3]。多式联运主要包括运输计划的协同、运输组织的衔接、信息的传输与共享、业务流程的综合化等，涉及到多种运输方式、多个运输主体的合作协同[4]，实现“门到门”运输全过程一体化。目前，我国铁路、水运和公路数据信息格式不统一、数据不互通、信息不共享，多式联运信息断链，多种交通方式间衔接和全程物流效率均受到一定程度的影响[5]。对于铁路而言，由于铁路局集团公司管理范围有限，吸引的社会物流企业数量较少，只能建立区域内或重点企业的“点对点”连接，无法形成覆盖全国的全流程多式联运数据交换集成网络。因此，为了实现多式联运的实时化、智能化，需要自顶层出发，设计多式联运一体化技术平台，为托运人和运输企业提供丰富的信息服务，消除信息数据壁垒[6-9]，为运输企业资源优化整合提供决策支持。

1 铁路多式联运一体化技术平台总体设计

1.1 功能需求

铁路多式联运一体化技术平台是发挥中国国家铁路集团有限公司(以下简称“国铁集团”)在综合交通运输体系中骨干作用的重要组成部分[10]，以铁路业务信息为核心，制订多式联运数据交换标准，建立多式联运数据共享机制。对外，采用多种交互方式拓展信息交互渠道，打破多种运输方式间信息屏障，使铁路企业信息系统与港口、公路、船公司等企业的信息系统实现无缝对接，利用多式联运一体化技术平台提供的信息服务功能，实现铁水、铁公联运的信息共享与交换，构建全程物流信息链条，提升多式联运服务水平。对内，通过接入铁路企业内部与多式联运相关的信息系统，实现铁路多式联运站场转接、一体化运输计划优化、物流系统评估与管理等技术有机集成，提升铁路内部的数据交换效率；通过应用多式联运一体化技术平台的信息服务功能，提升铁路多式联运组织效率，是铁路信息化规划具体落地的体现。另外，多式联运一体化技术平台除了服务于传统的多式联运参与者，即托运人、运输服务承运人、多式联运经营人(货代)以外，还为增值服务提供商、信息服务提供商等新多式联运参与者提供服务，更好地拓宽多式联运服务范畴，提升多式联运的服务质量。

（1）托运人。托运人需要在多式联运一体化技术平台中查找、选择多式联运的运输服务；在订单磋商环节，托运人选定运输服务后，需要与运输服务的提供商进行价格、附加服务等具体运输细节的磋商。在运输服务开始后，托运人需要通过平台实时追踪货物的位置和运输状态。

（2）运输服务承运人。在服务比选环节，运输服务承运人需要发布运输服务的列表；在订单磋商环节，运输服务承运人需要接受托运人的运输需求，与托运人完成运输价格、附加服务等磋商；在运输服务环节，运输服务承运人需要与各方分享货物的位置和状态信息。

（3）多式联运经营人(货代)。在服务比选环节，多式联运经营人需要在平台中发布掌握多式联运产品，也需要在平台中搜集、整合零散的运输服务，打包形成更具有竞争力的多式联运产品对外发布。在订单磋商环节与运输服务环节，多式联运经营人需要在平台中扮演运输服务承运人的角色，此时其功能需求与运输服务承运人相同。

（4）增值服务提供商。在服务比选环节，增值服务提供商需要在平台中发布相关的物流增值服务，如流通加工、检验、包装、报关、保险等服务；在订单磋商环节，增值服务提供商需要在多式联运订单创建时，为托运人推荐相关增值服务；在运输服务环节，增值服务提供商需要通过平台及时跟进运输状态，以适时提供托运人订购的增值服务。

（5）信息服务提供商。在服务比选环节，信息服务提供商需要在平台中发布为各类用户提供的信息服务，如为托运人提供最佳服务产品筛选评估；在运输服务环节，为运输服务承运人提供运输计划优化。同时，信息服务提供商在多式联运流程之外，还需要为多式联运经营人提供市场需求分析预测信息。

1.2 服务类型

根据以上多式联运一体化技术平台参与者的功能需求，确定多式联运一体化技术平台的定位，为货物多式联运市场营造集“运输服务集市”“物流增值服务集市”“信息集市”于一体的信息化平台。平台提供以下3 种服务。

（1）运输服务。运输服务是运输服务承运人、多式联运经营人(货代)为托运人提供的货物多式联运服务，可以分为2 类：一类是由一个特定运输服务提供商发布的单一类型运输服务；另一类是由多个运输服务提供商发布的、经过整合打包的运输服务集合。运输服务提供商将这些运输服务作为“运输产品”，在多式联运一体化技术平台的“运输服务集市”上发布，托运人可以根据运输需要，对这些运输服务进行比选和交易。在运输途中，平台还提供货物在途状态追踪、质量与信用评价等基础服务，使运输服务的各个参与方实现信息共享。

（2）物流增值服务。物流增值服务是依附于运输服务的额外服务。物流增值服务的提供商可以直接在平台“物流增值服务集市”上销售增值服务，同时也可以利用多式联运一体化技术平台的磋商功能，与运输服务提供商形成合作联盟，推出运输服务与增值服务的套餐供托运人选择。

（3）信息服务。信息服务是平台为用户提供的信息采集、加工、分析服务，可以分为基础信息服务和高级信息服务。基础信息服务内嵌于平台，为平台的各参与方提供基本信息交互。高级信息服务由信息服务提供商提供，服务的内容更加专业，具有更强的个性化、定制化特征。高级信息服务由信息服务提供商发布到“信息集市”上，用户可以根据需要购买信息服务，以辅助运输的决策。

图1 多式联运一体化技术平台总体架构Fig.1 Overall architecture of the integrated technology platform of intermodal transportation

1.3 总体架构

多式联运一体化技术平台可以分为数据层、功能层和应用层3 层。数据层为平台提供数据基础，支撑功能层运作；应用层提供友好的用户界面，使用户能够直接访问平台的功能。同时，在功能层外提供外部访问平台功能的信息接口。多式联运一体化技术平台总体架构如图1 所示，各组成部分如下。

（1）数据层。包括数据库与数据修改、数据查询引擎，根据相关集成规范构建，为平台的各项功能提供数据基础。平台数据库中存储运输需求、运输产品、运输方案、用户信息、服务使用权限等数据，是平台开展多式联运业务、实现多式联运一体化的基础。功能层可以利用数据层提供的数据查询、数据修改功能对平台数据进行增、删、查、改。数据层应制订完善的用户数据权限规范，保证数据的存储和传输安全。

（2）功能层。包括信息服务功能和订单管理功能2 个核心功能模块，为订单订立过程的信息透明、公平议价提供相应功能。①信息服务功能。信息服务提供商可以在信息服务功能模块中发布信息服务信息，而托运人和运输企业(货代)可以通过多式联运一体化技术平台调用信息服务，包括为信息服务提供输入数据、从信息服务接口获取数据等。②订单管理功能。托运人、运输企业、货代等不同身份的用户可以通过订单管理功能提交、查验、确认订单；运输企业(货代)可以通过订单管理功能确认订单，并返回订单追踪信息。

（3）应用层。包括货主应用和运输企业(货代)应用，是多式联运一体化技术平台与用户间的界面，为托运人、运输企业(货代)以及信息服务商提供丰富的功能。托运人可以通过货运业务应用，实现发布运输需求、查询运输产品、订单追踪、订单订立功能。运输企业(货代)可以通过货运业务应用，实现运输产品发布、运输需求查询、物流信息发布、订单订立等功能。

（4）信息接口。是信息服务商发布、修改信息的接口，可以实现托运人、运输企业(货代)、信息服务提供商等用户间数据交互的规范化。信息服务商可以将自有信息平台的数据通过接口层传输至多式联运一体化技术平台，技术平台再根据业务需要，对数据进行处理、分发，再将处理后的数据通过接口层返回给用户。接口层具有良好的扩展性，平台利用接口层提高数据交互效率，实现托运人、运输企业(货代)、信息服务提供商之间的多样化功能，如运输路径优化、运输设备调度优化等。

2 铁路多式联运一体化技术平台功能设计

2.1 多式联运信息发布功能

多式联运一体化技术平台为托运人、运输服务提供商和信息服务提供商均提供了多式联运信息发布功能，供多式联运需求、供给的信息在平台上自由、高效流动。

（1）运输需求发布。托运人可以通过多式联运一体化技术平台发布运输需求，包括始发地、终到地、货物数量、期望运输价格等信息。运输需求发布后，会在“运输服务集市”中呈现，运输服务提供商、信息服务提供商等可以通过信息接口，实时获取、应答发布的运输需求信息。

（2）运输服务发布。运输企业或货代可以通过平台发布、修订物流运输产品信息。对于每一个产品，应包括线路、运输方式(平台应提供公路、铁路、水运3 种运输方式的选择)、运输起讫点、运输价格(按不同运输条件)、运到时限等信息。

（3）信息服务发布。信息服务商可以通过平台发布、查询和修订信息服务产品。对于每一个产品，应包括服务名称、服务类型、服务功能、信息接口标准、价格、服务供应商等信息。信息服务供应商可以根据平台集成标准，自行开发相关服务，并通过信息接口连接到平台上。

2.2 订单管理功能

多式联运一体化技术平台为参与多式联运交易的各方提供了统一的订单管理的功能，包括多式联运订单管理功能和信息服务订单管理功能，用户可以在订单管理功能中订立、管理订单。

（1）多式联运订单管理功能。平台应提供托运订单的查询、更新、取消以及删除等管理功能。订单列表包含序号、订单号、下单时间、货物品类、起终点、运费、状态、当前位置、预计交付时间信息，还可以通过单击按钮查看订单详情。除以上概要信息外，还按顺序显示所有供应商的名称，其等待状态(“待提货”)的预计时间、地点、联系人及电话信息，以及其完成状态(“已提货”“已发货”“已移交”)的时间、地点、提货或移交图片、联系人、电话及备注信息。平台可以显示货物的完整路径以及当前位置，方便用户追踪订单在途状态。

（2）信息服务订单管理功能。平台提供服务订单的查询、取消以及删除等管理功能。供应商下单后，可查询到信息服务商的联系人、电话及邮箱等联系方式。订单内容包括序号、订单号、下单时间、服务名称、功能描述、价格、信息服务提供商、联系人、电话、电子邮箱等。通过点击信息服务提供商，可链接到信息服务提供商的官方网站。

2.3 多式联运产品设计功能

作为铁路多式联运一体化技术平台，其功能除了服务托运人以外，还需要服务于货代、运输企业。为此，平台提供运输产品规划设计功能，即综合考量历史货流信息、既有运输产品信息、运输企业运力信息、货代资源整合信息，在多式联运的视角下为运输企业、货代提供运输产品设计方案。目前，平台提供以下产品设计功能。

（1）公铁驮背联运产品设计功能。基于铁路驮背运输车底固定循环、快速周转的特点，为以铁路驮背运输为骨干的公铁联运产品的设计提供指导方案。在铁路驮背运输产品设计模块中内嵌优化算法，基于时变运输需求信息和公路(驮背牵引车)、铁路(驮背运输车辆)等运力资源的运用信息，快速求解得到铁路驮背运输列车和公路接驳车辆的运输方案，组合形成公铁驮背联运产品。

（2）铁路货运动车组+终端配送产品设计功能。基于高铁运输网络的覆盖范围，考虑铁路货运动车组运输快速、稳定的特征，为以铁路货运动车组为骨干的多式联运产品设计提供指导方案。在铁路货运动车组+终端配送运输产品设计模块中，首先从本地数据库调取运输需求数据和货运动车组、终端配送车辆等运力资源数据，调用优化算法计算得到货运动车组的开行计划，包括起讫点、开行时段、开行频次等属性。同时，根据货运动车组的开行计划，给出终端的作业和配送方案。

（3）集装箱多式联运产品设计功能。基于铁路集装箱运输场站的位置、规模、作业能力等条件，设计集装箱集结班列与集装箱运输班列的运输产品，为集装箱班列运输产品优化设计提供技术支撑。在产品设计模块中，基于集装箱运输需求、集装箱及集装箱专用车辆(包括铁路车辆和公路车辆)等运力资源数据，调用优化算法对集装箱多式联运产品进行优化。集装箱多式联运产品设计优化界面如图2 所示。该界面左侧是优化生成的运输产品的列表，包含运输产品信息，运输可以通过“发布”按钮直接在平台上发布该产品。界面右侧是集装箱多式联运地图，显示当前所有运输产品的OD路径，便于用户分析当前运输产品的空间分布情况。

以上多式联运产品设计功能由平台内置的优化算法实现，包括服务网络生成、基于多商品流的优化模型及相关的拉格朗日松弛算法、Danzig-Wolfe 分解算法，能够在可接受时间范围满足实际规模的求解。同时，信息服务可以根据运输企业(货代)的实际生产需要，通过平台的信息服务接口提供订制化的优化算法。

图2 集装箱多式联运产品设计优化界面Fig.2 Optimization interface of the design of intermodal container transportation

2.4 多式联运产品自动组合功能

托运人在平台上检索运输产品时，平台可以根据货物的起讫点、运输条件要求等要求，自动检索相关运输产品信息，并根据托运人的偏好，生成多式联运路径。平台提供基于指标与基于托运人历史偏好的2 种多式联运产品自动组合功能。

（1）基于指标的多式联运产品自动组合功能。平台提供了运输时间较小优先、费用消耗较少优先、服务质量评价优先等选项，对多式联运产品进行自动组合。托运人在搜索多式联运产品时，平台可以根据运输需求的基本信息，依托基础数据和已发布的运输产品数据，运用优化算法自动生成由多个运输产品组合而成的多式联运运输方案，并按照最低价格、最快时限等方式提供给托运人。托运人可以按价格、时限、全流程服务质量，对多式联运产品组合进行排序和筛选。

（2）基于托运人历史偏好的多式联运产品自动组合功能。当托运人未选择排序指标时，平台会根据托运人的历史径路选择信息、托运人的企业或个人基本信息、运输货物的特征等信息，构建托运人选择预测模型，通过分析托运人历史选择偏好数据，对多式联运径路进行筛选，给出符合托运人历史偏好的多式联运产品组合。

3 结束语

针对现有多式联运交易中信息不透明、环节冗杂的弊端，研究明确了多式联运一体化技术平台的定位，提出了平台的设计方案。多式联运一体化技术平台具有明确的客户群体和用户需求，具有较强的可操作性，可以实现铁路与水运、公路及其他多种方式的数据交换和集成应用，有效推进信息化总体规划落地实施。将来还应注重完成铁路多式联运一体化技术平台的用户导入，并根据用户提出的功能需求不断丰富平台功能，改善用户体验；还可以引入各类智能化的算法以优化平台的性能，提升技术平台智能化水平。