（交通运输工程专业论文）港口堆场管理信息系统构建研究.pdf

， 一 7 1 h f ， l s t u d yo nt h em a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ( m i s ) c o n s t r u c t i o no fp o r ty a r d at h e s i ss u b m i t t e dt o d a l i a nm a r i t i m eu n i v e r s i t y i np a r t i a lf u l f i l l m e n to ft h e r e q u i r e m e n t sf o rt h ed e g r e eo f m a s t e ro fe n g i n e e r i n g b y b i a ng u o z h i ( t r a n s p o r t a t i o ne n g i n e e r i n g ) t h e s i ss u p e r v i s o r ：p r o f e s s o r z h o n g z h e ny a n g a s s i s t a n ts u p e r v i s o r ：s e n i o re n g i n e e r ：z h i g a n gw a n g j u n e2 0 1 0 ， j 哪 v 大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果， 撰写成硕士学位论文 ：鲞旦丝扬笸堡信蛊：丕统掏建盟窒： 。除论文中已经注 明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确 方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或 未公开发表的成果。 。 学位论文作者签名：墅匣也 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学 位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论 文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本 学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到中国优秀博硕士 学位论文全文数据库( 中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社) 、中国学位论 文全文数据库( 中国科学技术信息研究所) 等数据库中，并以电子出版物形式 出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。 本学位论文属于：保密口在年解密后适用本授权书。 不保密( 请在以上方框内打v ) 论文作者签名：心f 蓟乇导师签名：爿汤 日期： v c o 年。月i o 日 v ， 气 一， 中文摘要 摘要 本文首先描述了港口堆场集装箱管理的课题背景，国内外的发展状况以及面 临的问题，并提出了一些箱位自动分配的算法模型。然后在天津港股份有限公司 储运分公司的业务背景上，重点调研了堆场管理的业务流程，在分析公司现有的 业务流程的基础上，进行了业务流程的重组和整改，特别是加强了堆场资源的分 配管理，规范了业务操作，迸一步强化了集装箱的动态跟踪管理，强化了集装箱的 超期控制和管理详细，在此基础上提了口岸堆场管理系统功能需求，并按照结构 化系统开发方法进行系统分析设计，经过详细需求调查分析，得到集装箱管理系 统的业务流程图、数据流程图和数据字典；经过概念设计与详细设计，得到集装 箱管理系统储存结构与功能结构。 关键词：集装箱管理系统；口岸物流信息化；箱位自动分配 f j p | 英文摘要 a b s t r a c t t h i sp a p e rd e s c r i b e st h ef i r s tp o r tc o n t a i n e ry a r dl o g i s t i c sm a n a g e m e n tb a c k g r o u n d i s s u e s ，t h ed e v e l o p m e n to fd o m e s t i ca n di n t e r n a t i o n a ls i t u a t i o na n dt h ep r o b l e m sa n d p u tf o r w a r dan u m b e ro fa u t o m a t i cs l o ta l l o c a t i o na l g o r i t h mm o d e l t h e ni nt h et i a n j i n p o r ts t o r a g ea n dt r a n s p o r t a t i o nc o m p a n yl i m i t e db r a n c ho ft h eb u s i n e s sb a c k g r o u n d ， t h er e s e a r c hf o c u s e do nt h ey a r do ft h eb u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n t , a n a l y s i so ft h e oc o m p a n y se x i s t i n gb u s i n e s sp r o c e s s e sb a s e do nt h eb u s i n e s sp r o c e s s e so fr e s t r u c t u r i n g a n dr e f o r m ，i n p a r t i c u l a rt h es t r e n g t h e n i n go ft h ey a r da l l o c a t i o no fr e s o u r c e s m a n a g e m e n t ，s t a n d a r d i z eb u s i n e s so p e r a t i o n ，a n df u r t h e rs t r e n g t h e n e dt h ed y n a m i c t r a c k i n gc o n t a i n e rm a n a g e m e n t , t h es t r e n g t h e n i n go fc o n t a i n e re x t e n d e df o rt h ec o n t r o l a n dm a n a g e m e n ti nd e t a i lo nt h i sb a s i sp o i n t st oay a r dm a n a g e m e n ts y s t e mf u n c t i o n a l r e q u i r e m e n t s ，a n di na c c o r d a n c ew i t ht h es t r u c t u r eo fs y s t e md e v e l o p m e n ta p p r o a c ht o d e s i g na n a l y s i s ，d e t a i l e da n a l y s i s o ft h en e e d so ft h e i n v e s t i g a t i o n ：t h ec o n t a i n e r m a n a g e m e n ts y s t e mt ob eo p e r a t i o n a lf l o wc h a r t ，f l o wc h a r to fd a t aa n dd a t ad i c t i o n a r 3 ，； t h r o u g hc o n c e p t u a ld e s i g na n dd e t a i l e dd e s i g n ，t ob es t o r e dc o n t a i n e rm a n a g e m e n t s y s t e ms t r u c t u r ea n df u n c t i o no ft h es t r u c t u r e k e yw o r d s ：c o n t a i n e rm a n a g e m e n ts y s t e m ；p o r tl o g i s t i c si n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y ； a u t o m a t i cs l o ta l l o c a t i o n 坤 矿 目录 目录 第l 章绪论l 1 1 国际集装箱管理发展l 1 2 口岸物流信息化技术展望2 1 3 集装箱管理信息系统2 1 4 系统开发的目的及意义4 1 5 系统开发技术方案5 1 5 1 系统开发原则：5 1 5 2 系统开发策略5 1 5 3 系统开发方法5 1 5 4 系统开发步骤6 第2 章集装箱管理信息系统规划：7 2 1 系统初步调查7 2 1 1 系统开发背景7 2 1 2 系统开发内容9 。 2 1 3 组织结构j 1 0 2 2 系统可行性分析i 1 l 2 3 系统目标1 2 2 4 系统开发环境与运行环境1 2 2 4 1 系统硬件结构j 1 2 2 4 2 系统实现方案1 3 第3 章集装箱管理系统需求调查分析1 5 3 1 堆场运作项层数据流程图1 5 3 2 普通进场顶层数据流程图1 5 3 3 普通进场一层数据流程图1 6 3 。4 数据字典整理1 8 3 5 数据流条目1 8 3 6 数据存储条目1 9 3 7 数据项条目说明1 9 3 8 数据处理逻辑条目2 8 第四章系统概要设计3 0 4 1 数据库概念设计3 0 4 2 功能模块结构设计3 7 目录 4 2 1h i p o 分层图3 7 4 2 2i p o 图3 8 第五章系统详细设计4 0 5 1 存储设计4 0 5 1 1 数据库逻辑设计4 0 5 1 2 数据库物理设计4 1 5 1 3 操作辅助表设计5 4 5 2 编码设计5 4 5 3 功能设计j ! 5 6 5 3 1 输入输出设计5 6 5 4 人机界面设计5 7 第六章系统实施与维护6 1 6 1 系统实施6 1 6 1 1 程序设计6 l 6 1 2 系统测试6 1 6 1 3 系统运行和维护6 2 第七章结论6 3 7 1 对业务系统的总体把握6 3 7 2 对信息系统开发过程的实践体验6 3 7 3 总体收获与体会：6 3 7 4存在问题及改进方向6 4 参考文献：6 5 附录6 7 攻读研究生期间发表论文7 l 致谢7 2 港口堆场管理信息系统构建研究 第1 章绪论 本部分在论述了研究对象集装箱管理信息系统的产生及定义之后，对口岸物 流信息化的现状和发展趋势进行了研究分析，在此基础上简要概述了此系统开发 的目的意义和技术方案。 1 1 国际集装箱管理发展 世界各国的集装箱堆场的经营管理模式在过去的2 0 年中发生了巨大的变 化，在集装箱运输刚刚开始发展的时候，集装箱堆场不过是卡车运输公司，车辆 和设各维修保养公司和集装箱存储场地的混合体，事故不断，效率很低。【1 】但是及时 引进电子数据信息技术后，分布于世界各地的集装箱运输公司，集装箱所有人和 托运人等能够在千万里之外，通过集装箱堆场的电子网络系统，随时掌握自己的 集装箱动态，如集装箱的搬运，保养修理，处理过程和支出的每一笔费用【2 1 。比 如说南美巴西和南非等国家，虽然称不上非常发达，有些方面还不及中国，但是 他们的集装箱堆场的经营管理十分先进，为客户提供的服务范围非常广泛，在集 装箱堆场行业中很有代表性【3 j 。这些国家的集装箱堆场在电子化网络管理上，敢于 加大投资，提高信息管理和电子商务的能力，在集装箱堆场的管理系统和广大客 户之间建立畅通的电子信息技术的桥梁，从而吸引更多的集装箱客户，为集装箱 堆场的业务开辟出更加广泛的天地。目前世界有1 , 0 0 0 余家集装箱堆场的管理， 几乎全部实现网络化，信息化和自动化，而且经营管理更加可靠和精确。任何集 装箱进出堆场大门的放行权，或者回复集装箱产权人，租用人有关集装箱动态的 查询，通常要通过两套软件系统才能获得：1 集装箱堆场管理系统软件，这套电子 信息技术系统主要是控制集装箱的处理程序，技术检测和费用估算，堆存安排和 财务结算。2 通讯软件，主要用于电子数据交换和网络访问，为客户，港口码头， 集装箱运输公司，集装箱租赁人和其他物流环节提供通讯，联络，询问和咨询等 方面的服务。集装箱堆场可以借助管理网络，随时可以把过去几年里的集装箱堆 存历史数据提出来，检查堆场历年来的工作成效，哪些指标已经完成，还有哪些 第1 章绪论 方面必须调整，追寻异常情况的发生原因，从而大幅度提高堆场的服务水平，这 是过去用手工统计难以实现的【4 】【5 1 。 1 2 口岸物流信息化技术展望 口岸物流信息化的首要目标是提高集装箱堆场的信息精确度和生产效益。根 据新加坡、香港等地的集装箱堆场自动化管理专家统计，进出集装箱堆场的每 1 0 0 0 万只集装箱，用人工方法误差达到3 万次，用条形码技术误差3 次，用电 脑标签技术不到1 次【6 j 。再加上集装箱堆场附带使用摄像扫描技术，自动化管理 变得更加天衣无缝，万无一失。因此，如果集装箱堆场在电子化网络管理上敢于 投下大笔投资，提高信息管理和电子商务的能力，在集装箱堆场的管理系统和广 大客户之间建立畅通的电子信息技术的桥梁，就能够吸引更多的集装箱客户，为 集装箱堆场的业务开辟出更加广阔的天地 7 】。一些国际集装箱运输专家己经看到， 电子数字信息技术确实给集装箱堆场行业带来巨大的变革，大幅度提高工作效率， 从中获得最大利益的应该是集装箱运输公司、集装箱经营人、集装箱所有人、 租 赁人和用箱人【8 1 ，而集装箱堆场的工作量也随之扩大，许多费用也落到集装箱堆 场的业主头上【9 1 。目前一些专家正在设计和规划以因特网为基础的第二代集装箱管 理网络系统 1 0 】。随着电子网络技术水平的不断提升，集装箱堆场的管理系统将会 进一步得到完善，这肯定会给集装箱运输公司和集装箱经营人带来进一步控制和 降低集装箱运输成本的一连串福音，而通过不断改革自己的管理经营系统，提高 电子网络管理化的技术水平的集装箱堆场的前景将会更加广阔【1 l 】【1 2 1 。 1 3 集装箱管理信息系统 全球集装箱管理信息系统，是指根据企业的战略发展规划，系统地整合企业 内外部各种资源，建立起完整的集装箱运输管理信息系统，对集装箱运输的全过 程实施跟踪，随时掌握集装箱运输的动态信息，实现集装箱运输管理现代化【1 3 】 1 4 】。 集装箱运输方式是世界交通运输中的一场重大变革【l5 1 ，它不仅具有“快速、安 - 全、优质、价廉”的优势，而且通过综合利用铁、公、水、民航等各种运输方式， 实现“门到门”运输，深受货主的欢迎，显示了强大的生命力和广阔的发展前景。今 天的集装箱运输，已朝着物流中心化、管理电脑化、港口高效化、船舶大型化、 港口堆场管理信息系统构建研究 运输综合化的现代化运输方式迅猛发展【1 6 】，符合世界经济一体化与贸易全球化、 区域化发展的需要，其运量的发展速度远高于世界海运量的发展水平，集装箱运 输已成为最具魅力的运输方式【1 7 】【1 8 】。 但是我国集装箱运输业的信息系统现状却是：整个集装箱运输系统的管理水 平较低，文件单证处理不及时，跟踪和信息反馈的传递不畅，影响货运速度，提 高了经营成本。 所以应当尽量简化公司不必要的业务流程，避免多头管理，积极发展与同行 业公司的横向联系，采用适合本公司战略的信息技术，并力图避免信息孤岛的出 现【1 9 】。 口岸集装箱信息管理系统连接货代、码头等终端，支持配载人员根据配载基 础数据生成配载图等图表【2 们。配载完毕后，配载图会输入系统中。系统支持查询 集装箱信息，产生各种统计报表，针对集装箱各自不同的目的地评估集装箱的堆 垛效率。支持符合国际e d i 标准的数据交换。 系统主要分为6 大功能： ( 1 ) 集装箱配载。是系统的核心，主要供配载员使用。模块根据基础数据： 场站收据汇总、已通关集装箱汇总、堆场堆积信息，可以有全自动、辅助两种工 作方式【2 i 】，区分普通箱及特殊箱，进行集装箱配载并计算纵倾与稳性，生成配载 图、纵倾与稳性计算表、集装箱装载汇总表。 ( 2 ) s a y , c _ 图查询。将在屏幕上显示多重的详细的口岸位图。可以在位图中 显示符合某些条件的集装箱装载情况。报告打印功能对下列情况是可用的：位图 查询、集装箱细节和浏览计划【翻。 ( 3 ) b a y a 立_ 图管理。对船舶积载图进行管理，装船完毕后，将积载图( b a y 位 图) 输入数据库。将在屏幕显示和编辑b a y 位图。用户可以对船舶积载情况进行检 查，可以修改单个b a y 的信息。允许操作员通过系统本身提交b a y 位图。支持b a y 位图以e x c e l 格式上载下载。创建或修改船舶信息及船舶箱位分布图。 ( 4 ) 统计报表。提供关于船和集装箱的多种统计信息，这些信息将在屏幕上 显示或将文件下载到客户机上。用户可以选择下列的任何报告：卸货单、船载集 第1 章绪论 装箱摘要表、集装箱超重限制、处理日志、堆放协调、船舶摘要表、吞吐量概要。 支持统计报告预览和下载模式【2 3 】。 ( 5 ) e d i 数据交换。与海关、代理、货主等进行符合国际e d i 标准的数据交换， 语言标准采用国际标准u n e d i f a c t 2 4 系列。映射程序从s p 数据库中抽取所需数 据组成平台文件，通过翻译程序将平台文件翻译成国际报文，通过e d i 通信服务器 交换报文。 ( 6 ) 管理维护。产生、修改和删除集装箱重量限制；船舶外观；颜色映射( 对 货主，港口，区块) 【2 习。支持用户管理功能，不同的用户分配不同的权限。 根据企业的发展战略及财务能力，选择适当的信息技术。即在实现目标的前 提下尽量节约成本，无论是对于硬件还是对于软件，都应力求避免过高或过低， 要通过充分的论证，最终选出适合本企业的、易于被使用者掌握和操作的技术设 施。 1 。4 系统开发的目的及意义 对以集装箱存储运输为主要业务的物流堆场来说，集装箱管理的信息化自 动化可以优化企业业务流程，提升企业的物流管理水平，降低集装箱的搬到频率， 降低经营的成本。集装箱管理信息系统的实现在提高客户服务水平的同时，也为 企业带来巨大的经济效益，增强了企业的核心竞争力。由于人工或弱信息系统在 业务操作过程中出现诸多问题，严重影响了堆场的运行效率。本课题研究在对业 务流程调查分析的基础上，采用堆场业务管理的理念进行信息系统的设计、整合、 优化业务流程。堆场内部优化和效率提高之后，更大的成本控制优势在于对外数 据处理交换、无纸化业务操作、按订单交易、数据共享、堆场存量开放、修箱管 理等等。同时，在实现业务管理的基础之上结合箱位自动分配，弥补堆场集装箱 管理信息系统建设的不足，配合自动识别技术，为堆场无人管理的实现构建初步 的系统框架模型。 港口堆场管理信息系统构建研究 1 5 系统开发技术方案 技术方案主要包括开发原则、开发策略、开发方法和开发步骤，以下将作简 单的描述。 1 5 1 系统开发原则 1 ) 领导参加原则。系统开发是一项庞大的系统工程，它涉及到组织日常管理 工作的各个方面，所以领导出面组织力量，协调各方面的关系是开发成功首要条 件。 + 2 ) 优化创新原则。系统开发不能模拟旧的管理模式和处理过程，它必须根据 实际情况和科学管理的要求加以优化和创新。 3 ) 利用现有资源原则。数据尽可能共享，减少系统的输入、输出，对已有的 数据、信息作进一步的分析处理，以便充分发挥深层次j j d - r - 信息和作用。 4 ) 实用实效原则。要求从制定系统开发方案到最终的信息系统都必须是实用 的、及时的和有效的。 5 ) 规范化原则。要求按照标准化、工程化的方法和技术来开发系统。 6 ) 发展变化原则。充分考虑到组织和管理模式可能发生的变化，使得系统具 有适应环境变化的能力。 1 5 2 系统开发策略 目前主要有4 种开发策略：接收式开发策略，直接式开发策略，迭代式开发 策略和实验式开发策略。 在系统开发之前，经过调查分析，对照各种开发策略的特点，此次设计将采 用直接式的开发策略。 一 1 5 3 系统开发方法 开发信息系统的具体方法很多，通常不严格地将它们分为结构化系统开发方 法、原型法、面向对象方法和计算机辅助系统开发方法。此次设计采用结构化系 统开发方法和原型法相结合共同开发系统- o 前期设计将采用迄今为止开发方法中最普遍、最成熟、最经典的一种开发方 法一结构化系统开发方法。它是一种将自项向下结构化方法、工程化的系统开 第1 章绪论 发方法和系统开发的生命周期相结合的开发方法。通过“自顶向下、逐步求精、分 而治之”的策略把系统功能当作一个大模块，根据系统分析和设计的不同要求，进 行模块的分解或者组合工作，这将贯穿于系统分析、系统设计和程序设计的各个 过程。 对于系统开发缺乏经验的情况，结构化系统开发方法是非常适用的。虽然系 统的开发周期会相对较长，需要大量的文档和图表，工作劳动量非常大，但整体 思路清楚，从全局出发，步步为营，减少返工，有利于提高开发质量；并且设计 的阶段性强，每一阶段均有工作成果出现，作为下一阶段的工作依据，有利于系 统开发的总体管理控制；此外，该方法强调从整体来分析整个系统，因此在系统 分析时可诊断出原系统存在的问题和结构的缺陷，这一点是其他方法难以做到的。 后期实施将采用原型法，在运行中不断的评价和改进原型，使之逐步完善。 1 5 4 系统开发步骤 由于以上选用了结构化的开发方法，因此整个开发过程分为5 个首尾相连的 阶段： 1 ) 系统规划阶段。根据用户的系统开发请求，初步调查，明确问题，然后进 行可行性研究； 2 ) 系统分析阶段。主要任务是分析业务流程，分析数据和数据流程，分析功 能与数据之间的关系，最后提出系统逻辑方案； 3 ) 系统设计阶段。主要完成总体结构设计，编码设计，数据库文件设计，输 入输出设计，模块结构与功能设计； 4 ) 系统实施阶段。进行编程、人员培训及数据准备，然后投入试运行； 5 ) 系统运行阶段。同时进行系统的日常运行管理、评价、监理审计三部分工 作，然后分析运行结果。 港口堆场管理信息系统构建研究 第2 章集装箱管理信息系统规划 任何工作开展之前都需要有一个总体规划，因为规划可以给出方向，减少变 化的冲击，使浪费和冗余减至最少，以及设立标准以利于控制。信息系统的规划 是从整体上把握系统的目标和功能架构，继而分析论证方案的可行性，为后续的 开发工作打好基础。 2 1 系统初步调查 系统需求调查可分为初步需求调查与详细需求调查7 1 ，可以通过查阅书籍、期 刊、杂志、上网检索、走访、召开座谈会等形式展开，深入了解客户对新建立信 息系统的要求，从而获取用户需求。 2 1 1 系统开发背景 天津港物流发展有限公司是以仓储、运输为主要经营业务的专业企业，集装 箱堆场的业务涉及集装箱进出口装卸、拆装、堆存以及散杂货业务接卸、港内运 输等，自有集装箱堆场面积6 0 万平方米，仓库面积4 4 0 0 万平方米，冷箱插座8 0 个，修箱车间一座( 具备i i c l 修箱标准和p t i 检验功能) ，仓库、堆场、铁路全部 为海关监管，同时是国家进出口检验检疫局指定的废旧物品、旅检物品、木制品 包装、出口食品的指定查验堆场。拥有各类运输车辆、装卸机械1 3 0 余台。形成 点多面广的生产格局，集装箱业务环节众多，信息是维系各环节的重要依据。信 息的及时准确传递既可以保证集装箱作业高效有序地运行，为客户提供优质服务， 又可以确保收入的实现，为控制成本与流程改造提供依据。 公司现有的堆场管理信息系统还处于基于统计的阶段，其主要功能还是完成 信息采集和数据统计，基本不能支持全程的管理和实时的业务管理和控制，系统 虽然支持了采用无线终端，但其目的还是为了获得实时数据的准确性，未能实现 作业管理过程的全面管理和控制，更不能进行业务过程、资源调度的计划和优化， 因而不能有效发挥现代计算机系统的优势。具体问题主要在如下几个方面： ( 1 ) 重复作业频繁：仅以缺少场站堆存规划和进出场计划不合理造成的重复作 业为例：假如集装箱公司发来指令要求提走某号箱子，该箱现存于某堆存区内， 第2 章集装箱管理信息系统规划 为了取出它，大型集装箱作业机械可能需要将围绕在其周围的几个甚至几十几个 箱子移动到附近空闲区域，一次作业成本是很高的，由于不能事先按照客户、箱 型、有利进出原则等科学原则制订堆存规划；同时靠手工制订作业计划( 作业计 划不准确、提前量太小) ；再加上现场调度和作业信息反馈不及时，经常导致箱 位不准确和计划不合理，造成这边刚刚移动、翻倒的箱子可能很快又需要再次翻 倒和多次翻倒的现象出现，引发作业成本大幅度上升。甚至出现诸如箱子发错、 装错、箱损坏等其它严重服务质量问题。 ( 2 ) 业务流程不统_ 二，各业务环节多头对外、业务手续繁琐等：由于操作不能 作到标准化，造成服务水平层次不齐，服务质量不一致，效率低下从而严重影响 客户满意度，引发客户投诉不断，按照一位企业总经理的话说，辛辛苦苦多发展 起来几个客户，增加了一些业务量，但由于上述问题的出现，很快又造成更多客 户地流失，业务量再次下滑，如此总是循环反复，无法突破企业发展的规模瓶颈。 ( 3 ) 成本核算困难：由于企业规模大，操作管理环节复杂、客户要求多样化， 而费用成本管理仍然采取粗放式经营的办法，不能做到按照客户要求进行服务质 量、业务环节的统一进行成本核算，结果使得公司无法对每笔业务进行精细化费 用核算，每票业务的赢利、费用大部分是靠估算得出，无法判断作业成本上升的 根本原因，也不能采取有效的控制措施，造成成本居高不下，严重影响企业效益。 ( 4 ) 考核体系不合理：由于大型场站作业数量巨大而且作业类型复杂，再加上 数据采集手段的落后，无法准确记录员工和设备的工作量，只好采用估算的方法， 导致考核结果失真，从而严重影响员工工作积极性和设备使用效率。 ( 5 ) 随着公司规模的扩大以及分堆场的建立，业务量不断增长，管理信息量 急速扩张，公司对业务和管理功能的要求曰益提高，原来使用的两层c s ( c l i e n t s e r v e r ，客户机服务器) 8 1 结构程序已经不能满足要求，公司以往存在的 问题越来越明显，同时其管理将面临更多新的问题，因此公司对零担货运管理软 件提出了更高的要求， 。 - 8 - 港口堆场管理信息系统构建研究 为解决此类问题就需要开发一套新的管理信息系统，以节约公司成本，提高 作业效率，提供全面、及时、准确的信息，从而实现对作业管理过程的全面管理 和控制。 2 1 2 系统开发内容 针对天津港物流发展有限公司堆场集装箱业务所面临的一系列问题，特采用 以s q ls e r v e r 作为数据库数据库服务器的b s ( b r o w s e r s e r v e r ，浏览器i n 务 器) 结构的w e b 应用系统来实现。系统以v i s u a ls t a d i i o n e t 作为开发平台， 以n e tf r a m e w o r k 和i i s作为服务器端运行环境，为大型应用的性能和 扩展性上提供可靠的保证。数据访问采用a d o n e t 技术，能快速、准确响应客 户端的作业请求，使数据快速、可靠的在浏览器端和服务器数据库之间传递，提 高应用程序的整体性能。由于采用了大型数据库，为企业海量数据的查询、统计 在性能速度上提供了可靠的保证i 同时在系统中应用箱位自动优化分配算法，提 高堆场运行效率，降低经营成本。 ( 1 ) 箱位自动分配优化算法的介绍 为出口集装箱分配位置的过程可以分为两个阶段：全体集装箱位置分配阶段 和单个集装箱位置分配阶段。在全局分配阶段，分配一批空间并将被指定给以后 将要到达的要装船的集装箱。这样的计划可以一周一次，或一天，或当船离港的 时候做。即将到达的船只和进出口业务的集装箱必须考虑空间分配。在单个集装 箱空间分配阶段，将分配一个精确的位置，包括堆数，层数，行数和列数。每个 到达堆场的出口集装箱都会分配这些参数。如果一个集装箱到达时，同一组的集 装箱已经堆放好，这个集装箱就被放到场堆中。如果不存在这样的场堆，或场堆 中没有空间，就会从在第一阶段中没有用到的空间中选出一个场堆来。r o l l 和 r o s e n b l a t t 2 1 】讨论了仓库中的批存储策略，t a l e b i b r a h i m i 2 2 1 和t e l e b i b r a h i m i e ta 1 【2 3 】分析了集装箱码头中一个集装箱或循环空间需求中的空间分配问题。他们提供 了一种分配策略，通过划分临时区域供那些提前到达的集装箱使用。但是在他们 的研究中，主要讨论了为每一个船只分配的空间数量，而不是堆场中集装箱的存 储位置问题。k o z a n 2 4 建议了一种网状模型，用来决定集装箱的流动和设备操作的 方式，这样使得多重模态的码头中集装箱的操作和移动时间达到最小。d ec a s t i l h o 第2 章集装箱管理信息系统规划 和d a g a n z o 2 5 】提出了在港口码头中进口集装箱的堆跺问题。c a o 和u b e 【2 6 】建议了 一种运输模型，解决堆场中分配可用空间的问题。但是，他们都没有涉及到集装 箱在时间上的动态方面。k i me ta 1 2 7 】提出了一种解决单个出口集装箱位置分配的 方法，试图通过考虑集装箱的重量使得在实际操作中的重新处理的次数达到最小。 k i m 2 8 a a n dk i m 和k i m 2 9 】 3 0 】讨论了进口集装箱的存储和重返的问题。 h o l g u i n v e r a s 和j a r a d i a z 3 1 】提出了堆场优先权模型的中空间的分配和代价问 题。 ( 2 ) 系统采用的方法模型 算法模型的建立，目的是为了配合场区作业，提高运作效率和服务水平，同 时，尽量的减少翻箱次数，降低堆场设备的费用成本。在学习总结前人的一些算 法的基础上，根据相关业务需求，考虑到系统的普遍适用性和可扩展性，在箱位 自动分配算法上采用灵活的机制，通过提供一个算法的接口，来让用户根据需要 动态的选择适用的算法。系统采用动态箱位分配的算法，根据优先原则的不同， 实现了两种动态分配方法。两种算法都是基于进出场计划之上，根据在场集装箱 的出场计划和进场集装箱的出场计划，以及堆场中箱位的计划状况，结合不同的 优先策略实现箱位的自动分配。一种优先策略是客户箱位集中策略，即同一客户 的业务集装箱尽量先安排放到同一个场堆中，适用与堆场设备比较集中，客户业 务比较稳定的堆场；另一种优先策略全局层差限制策略，即在一次分配中，任何 一只集装箱的位置分配都从所有适合停放的位置中来选择，适用于堆场工作范围 比较平均，客户业务规模较小且不稳定的堆场。两种方法各有优略，用户可以根 据需要进行选择。 2 1 3 组织结构 集装箱堆场的组织结构图如图2 1 所示。 港口堆场管理信息系统构建研究 图2 1 集装箱堆场组织结构图 f i g 2 1o r g a n i z a t i o n a ls t r u c t u r eo fc o n t a i n e ry a r d 2 2 系统可行性分析 可行性是指在当前组织内外的具体条件下，系统开发工作是否具备必要的资 源和条件。一般来说，可行性并不等于可能性，它还包括了必要性，即系统开发 时不但要考虑是否可能实现，还必须考虑是否有必要进行。在系统开发过程中进 行可行性研究，对于保证资源的合理利用，避免浪费和失败，都是十分重要的。 系统可行性分析包括目标和方案可行性、技术可行性、经济可行性以及社会可行 性四个方面【9 。 旨标和方案可行性。该系统的指标明确，方案切实可行，满足公司进一步的 发展要求。 第2 章集装箱管理信息系统规划 技术可行性。是对现有技术进行评价，分析系统是否可利用现有技术来实施， 以及技术发展对系统的开发建设有什么影响。就公司现有的人员和技术力量、基 础管理技术、组织系统开发方案、计算机硬件、计算机软件、环境条件及运行技 术这六个方面而言均是可行的。 经济可行性。是对组织的经济状况和投资能力进行分析，对系统建设、运行 和维护费用进行估算，对系统建成后可能取得的社会及经济效益进行估计。综合 公司的人力、财力、物力三方面来考虑此系统的开发是可行的。 社会可行性。从一些社会的或个人的因素对系统的影响来考虑也是具有可行 性的。 综合以上四方面来看，开发一个简单易用、界面友好、灵活方便的管理信息 系统对于公司是十分迫切和可行的，这对于公司提高管理效率，减少管理费用是 十分有益的。 2 3 系统目标1 系统总目标是以网络技术、数据库技术和软件技术等信息技术为依托，建立 满足堆场集装箱管理的信息化、自动化、网络化系统。主要体现在五个方面：可 得性、精确性、及时性、对异常的反应能力和灵活性。 自动化集装箱管理信息系统应实现对业务过程、资源调度的计划和优化，强 化集装箱的动态跟踪管理，实现作业管理过程的全面管理和控制。保证数据的完 整性、准确性和实用性，实现管理信息的共享，使系统的操作面向各业务人员， 在各堆场能够协调、方便、安全、可靠地进行工作，快速、准确地进行信息的管 理，并提供适当的查询和统计功能，以灵活实用的形式提供给用户。 2 4 系统开发环境与运行环境 2 4 1 系统硬件结构 系统硬件结构如图2 3 所示，采用基于集中式资源与服务环境的、。开放式的 b s 结构。 港口堆场管理信息系统构建研究 图2 3系统硬件结构图 f i g 2 3s t u r c t u r eo fs y s t e mh a r d w a r e 数据库服务器：集中存放所有的系统数据，即资源存储层所涉及的数据。 应用服务器：存放所有业务处理功能，实现对资源的访问，即资源管理层与 资源服务层的功能实现。 w w w 服务器：提供i n t e m e t 方式访问本系统。 防火墙：基于网络安全考虑，防止外部用户非法侵入。 2 4 2 系统实现方案 案。 基于上述设计，本系统可采用一种基于w i n d o w s 平台的n e t 环境的实现方 表2 1服务器端实施方案表 t a b 2 1i m p l e m e n t a lp l a no fs e r v e r s i d e c p u1 1 1 t e lp e n t i u mi i i1g h z 双c p u ( 1 ) 硬件要求 r a m 1 0 可用硬盘空间高速硬盘专f - 盘符 1 0 0 空间 操作系统w i n d o w s2 0 0 3s e r v e r ( 或w i n d o w s2 0 0 0s e r v e r ) ( 2 ) 软件要求 w w ，服务器i i s5 0 + n e tf r a m e w o r k s ( w i n d o w s2 0 0 3s e r v e r 自带) 数据库m ss q ls e r v e r2 0 0 3 企业版 第2 章集装箱管理信息系统规划 表2 2客户端实施方案表 t a b 2 2i m p l e m e n t a lp l a no fc u s t o m e r s i d e c p ui n t e lp e n t i u mi i3 0 0m h z ( 1 ) 硬件要求r a m 1 2 8m 可用硬盘空间无特殊要求 操作系统w i n d o w s9 8 2 0 0 0 m e x p w w w 服务器 i i s5 0 + n e tf r a m e w o r k s ( w i n d o w s2 0 0 3s e r v e r 自带) ( 2 ) 软件要求 i n t e r n e te x p l o r e r5 5 以上版本 浏览器 ( 建议采用i n t e r n e te x p l o r e r6 0 ) 1 4 港口堆场管理信息系统构建研究 第3 章集装箱管理系统需求调查分析 3 1 堆场运作顶层数据流程图 项层数据流程图主要介绍了整个系统的运行边界，如图3 1所示，展现了堆场集装箱管 理系统的数据需求和数据处理的功能。 ， 图3 1 系统项层数据流程图 f i g 3 1t o p l e v e ld a t af l o wc h a r to fs y s t e m 3 2 普通进场顶层数据流程图 以普通进场业务为例，绘出了该业务的0 层数据流程图，展现了普通进场流程的数据 处理情况，如图3 2 所示。将进场业务的处理根据耦合程度整体划分为订单处理、卡口处 理、调度处理和场地处理几个部分。 第3 章集装箱管理系统需求调查分析 图3 2 进场业务0 层数据流程图 f i g 3 2o - l e v e ld a t af l o wc h a r to fi n b o u n do p e r a t i o n p 1h a n d l i n gd e c o m p o s i t i o n 3 3 普通进场一层数据流程图0 层分解 a ) 订单处理的分解，如图3 3 ，详细分为登记处理和审核处理两个功能。 图3 3 进场业务1 。层数据流程图p l 处理分解 f i g 3 31 - l e v e ld a t af l o wc h a r to f i n b o u n do p e r a t i o n p1h a n d l i n gd e c o m p o s i t i o n 1 6 港口堆场管理信息系统构建研究 _ - 一一 b ) 卡口处理的分解，如图3 4 ，详细分为检验处理、登记处理和打印处理。 图3 4 进场业务1 层数据流程图p 2 处理分解 。 f i g 3 41 - l e v e ld a t af l o wc h a r to fi n b o u n do p e r a t i o n p 2h a n d l i n gd e c o m p o s i t i o n c ) 调度处理分解，如图3 5 ，详细划分为移箱登记处理、生成指令处理、指令打印处理等。 图3 5 进场业务1 层数据流程图一p 3 处理分解 f i g 3 51 - l e v e ld a t af l o wc h a r to fi n b o u n do p e r a t i o n - p 3h a n d l i n gd e c o m p o s i t i o n d ) 场地处理的分解，如图3 6 ，详细划分为落箱验证和落箱确认两个子处理。 矿叱矗一! ，二 、 ，、 ? p | i、。 i = 撼。二t - j l 掌 f 一：芝厂 f ，l、。 ；? 、。，7 二x j 焉：”嘭 幻耀强? 。“ j 图3 6 进场业务1 层数据流程图p 4 处理分解 f i g 3 61 - l e v e ld a t af l o wc h a r to fi n b o u n do p e r a t i o n p 4h a n d l i n gd e c o m p o s i t i o n 第3 章集装箱管理系统需求调查分析 3 4 数据字典整理 数据流程图描述了系统的“分解”，即描述了系统由哪几部分组成各部分的数据流之间 有什么联系等等，但它并未说明系统中各个数据成分的含义。因此