张中秋，束元
（南京铁道职业技术学院，江苏 南京 210031）
某国内大型装备制造型企业，拥有10 个生产制造厂区，每个厂区有10 ～20 个供装卸的泊位。每天有大量的货物需要装卸运输，这些货物包括成品、半成品、毛坯件、外协件、零件、原材料、备件、辅料等，货物要运输到各厂区的指定泊位进行卸货或者提货。并且有的车辆需卸货多个泊位，在第一个泊位卸完货后要转移到另一个泊位卸货。如何有效地管理车辆有序卸货提货是重要的研究内容。因车辆、货主、工厂、泊位多方的信息沟通不畅、信息不准确等因素，导致卸货车辆在厂区附近拥堵，造成车辆积压、司机长时间等待等情况时有发生。在此背景下，为解决上述问题，研发了“厂区泊位预约排队系统”，旨在化解厂区、泊位以及第三方车辆信息不透明，减少车辆积压拥堵的问题，提升信息共享程度，进而提升装卸货的工作效率，减少司机的无效等待时间以及泊位管理员对车辆装卸货信息的有效管理。通过泊位预约排队系统，厂区可以根据自己的业务和生产状态，自主开放预约装卸货的时间段，司机可提前查询装卸货计划预约装卸货时间，有效化解司机无计划、无秩序涌向厂区、泊位所带来的车辆积压情况，影响泊位正常作业。
目前对装备制造业厂区泊位预约系统研究较少，大多数车位预约系统是针对公共停车场的预约，公共停车场车位预约系统对此虽有一定的借鉴意义，但是应用场景差别较大，对厂区泊位预约系统研究意义较大。
本系统总体结构分为移动客户端应用和后端管理平台两大部分，移动客户端包含司机端小程序和泊位管理员端小程序，本系统的总体功能结构如图1所示。
图1 系统功能结构图
1.1 预约系统后台管理功能
管理平台有配置管理、泊位管理、预约管理、司机管理、实时看板、消息管理、系统管理等模块构成。
1.1.1 配置管理
该模块是平台的基础核心功能。公司有多个厂区，每个厂区由于生产和业务管理模式的不同有不同的预约规则。配置管理模块即以厂区为单位进行该厂区预约规则进行配置，同一厂区的所有泊位遵循该预约配置。配置项包括：单日可预约次数、可预约泊位、提前多少天可以预约、可预约天数、周日是否关闭、指定日期关闭、开放预约时间段等。单日可预约次数指的是同一司机用户一天内可以预约泊位的总次数；
可预约泊位指该厂区的所有泊位中哪些可以开放预约，哪些关闭；
提前多少天可以预约，指的是司机用户可以预约从今天开始多少天后的泊位，如果设置为0，则表示当天可预约；
可预约天数，指的可预约多少天内的泊位；
周日是否关闭，如果是，则所有周日不可预约；
指定日期关闭，是考虑到有特殊情况的日期，比如节假日、临时泊位关闭等情况，由于没有通用性，通过设置具体的日期不可预约；
开放预约时间段，指的一天内，分为哪些时段，比如8:00 ～9:00。通过这些配置项设置，系统动态生成某厂区某泊位可预约的日期及时间段供司机选择。
1.1.2 泊位管理
泊位管理模块是对公司所有泊位基本信息进行管理，泊位信息包括厂区、泊位编号、泊位名称信息。设置泊位管理员，一个泊位可以由多个管理员管理，可以设置其中一个管理员为主管理员；
设定泊位的预约规则，此处的预约规则即在配置管理模块的基础上设置每个时间段内可预约车辆数。由于每个泊位的货物品类不一致，装卸货时间也不一致，所以每个时间段内可预约车辆数是不一样的。
1.1.3 司机管理
司机管理模块对所有在车辆预约移动端注册的用户进行管理，包括查看司机信息、审核司机信息、司机的预约记录、司机的违规记录以及黑名单管理。黑名单按照一定的规则，比如有三次成功预约后未按预约的时间来装卸货，则列入黑名单，要通过接收处理后由系统管理员进行从黑名单中移除。
1.1.4 预约管理
预约管理模块是后台系统管理员查看所有司机的预约单，预约单包括预约装卸货的厂区、泊位、时间段、车辆信息、货物信息等信息。厂区的门卫具有预约管理模块权限，当车辆到达厂区时，由门卫根据预约管理模块的预约单信息核实司机及车辆身份，对进厂卸货的车辆放行或者拒绝操作，对装货的车辆进行离厂审核确认。
1.1.5 消息管理
消息管理是该系统的辅助功能，但是能大大提升系统的操作界面友好性。当用户预约泊位成功、泊位信息发生变更、车辆的签到提醒等，系统都会发出消息推送，用户可以通过微信的服务通知功能及时掌握车辆预约状态，提醒司机或者泊位管理员操作。
1.1.6 实时看板
在厂区设置了平板电视，可以实时显示某厂区的所有泊位的车辆预约排队情况，有多少车辆签到了，有多少车辆进厂了，正在装卸货的车辆，排队的车辆，信息一目了然，有助于泊位司机实时了解处理进度以及泊位管理员实时了解后续车辆情况。
1.1.7 系统管理
系统管理包括用户管理、厂区管理、菜单管理、角色管理、权限管理、操作日志等功能。用户管理是对使用本系统的所有用户进行管理，包括增加、修改、冻结用户、分配角色功能。权限管理是将系统中所有的功能操作权限进行统一管理。一个角色是不同的权限组合，一个用户可具备多个角色，即具有这些角色对应权限的总和。厂区管理即设置该公司所有的厂区。
1.2 司机泊位预约微信小程序功能
司机预约移动端包括用户注册登录、认证资料、泊位预约、我的预约、系统消息等功能。
1.2.1 注册登录
司机用户可通过手机验证码或者微信授权登录的方式进行登录小程序。微信登录通过调用微信的开放API 完成登录，微信登录后需绑定用户手机号。手机号作为本系统唯一的司机用户标识。
微信小程序通过用户订阅消息完成消息的推送，为了便于用户接收微信服务通知消息，以上两种登录方式都需要获取该用户在小程序APP 的openid，以便接收消息通知。
1.2.2 认证资料
用户登录后，需填写完善必要的个人信息资料，包括车辆信息、驾驶证、行驶证、公司信息等，以便用于信息审核。
1.2.3 泊位预约
该模块是司机端小程序的核心功能。通过该功能首先选择装卸货的厂区、选择泊位、选择日期、选择时间段、填写预约表单、包括送货单号、送货信息等。预约成功会收到微信订阅消息提示。预约成功的记录在“我的预约”模块可以查看。详细预约流程时序图如图2所示。
图2 预约流程时序图
1.2.4 我的预约
我的预约模块展示该用户所有的预约记录，按照时间倒序排列，查看预约详情，查看预约单的状态。在预约的时间未到之前可以取消预约。取消预约后占用的泊位资源释放，回到资源池。在该模块中对预约单签到，签到后该车辆即进入泊位处理队列进行排队，一般是在车辆快到厂区的时候司机签到，或者到了厂区门口司机签到。
1.2.5 系统消息
在该系统内消息采用两种方式发送，一种在小程序应用内消息模块展示所有的系统消息，包括预约成功消息、签到提醒消息、卸货消息、离厂消息等。同时该消息通过微信服务通知同步发送，以便用户不在小程序界面接收后台的消息推送，及时掌握预约单处理状态。
1.3 泊位管理端小程序功能
泊位管理端小程序是提供给厂区泊位管理员使用的移动终端工作系统。具有受理泊位、受理车辆、卸货、插队、转移车辆等功能，完成车辆预约单的装卸货工作流程。
1.3.1 受理泊位
在本系统中，泊位和泊位管理员是多对多的关系，一个泊位可能有多个管理员，一个管理员也可能管理多个泊位。泊位管理员账号登录进入小程序后，小程序会展示该用户可操作的所有泊位列表，管理员选择一个泊位进行受理。
1.3.2 受理车辆
泊位管理员选择一个泊位后，进入到该泊位的处理队列。该队列显示该泊位所有的已签到的车辆，按时间段排序。管理员可以选择队列开始的车辆进行逐一受理。受理车辆的含义是指该车辆已经被泊位接收，可以到该泊位卸货了，此时司机端小程序收到消息推送，车辆可以进厂了，车辆进厂需经过门卫审核。
1.3.3 车辆卸货
经门卫审核通过后的车辆进入泊位，泊位管理员在小程序端操作“开始卸货”“完成卸货”功能。同步在实时看板上显示泊位车辆状态变化。
1.3.4 车辆插队
正常情况下同时间段的车辆按照签到时间进入处理队列排序，当有特殊情况时，泊位管理员可以调整泊位处理队列，操作某辆车进行“插队”操作，指定插入的位置。此时泊位处理队列车辆顺序发生变化。
1.3.5 车辆转移
当一辆车装了多个品类的货物，需要在多个泊位进行卸货，则依次在多个泊位之间转移车辆。当在第一个泊位卸货完成后，由当前泊位管理员操作“转移”功能，选择下一个转移的泊位，该车辆从当前泊位处理队列删除，转移至下一个泊位的处理队列排队，待下一个泊位的管理员处理。
数据库是泊位预约排队管理平台的核心基础，是数据收录、整合、管理的仓库。数据库设计（Database Design）是指对于一个给定的应用环境，构造最优的数据库模式，建立数据库及其应用系统，使之能够有效地存储数据，满足各种用户的应用需求（信息要求和处理要求）。数据模型设计是系统开发的核心，数据库的设计若不合理，会导致系统开发运维的难度增大，数据处理性能达不到要求，数据冗余程度高，数据的一致性得不到保障，导致软件项目失败、程序不可用。本项目数据库的设计按照第三范式（3NF）要求，尽量减少冗余数据的产生，避免客户端统计数据、数据分页，在服务器端执行数据分页、存储过程计算，避免大表交叉运算，减少设计表外链接。
泊位预约排队系统数据模型的设计重点是泊位信息模型、配置管理模型、泊位预约规则模型、预约单模型、黑名单模型、泊位处理队列模型。泊位信息模型记录泊位的名称、编码、所属厂区、主管理员等信息。配置管理模型主要存储每个厂区的泊位的配置信息，包括：单日预约次数、可选择泊位、泊位锁定车辆数、提前几日开放预约、可预约天数、周日是否关闭、指定日期关闭、开放预约时间段等信息。泊位预约规则模型记录泊位在某时间段的可预约数量。预约单模型记录司机信息、预约日期、时间段、预约泊位信息、送货单信息、提货单信息、状态等。泊位处理队列模型记录当日某泊位的车辆排队情况，包括预约单号、排序号、处理状态等信息。数据库详细设计模型如表1 至5所示。
表1 泊位信息表
表2 配置管理数据模型表
续表
表3 泊位预约规则模型表
表4 预约单模型
表5 泊位处理队列模型表
3.1 系统架构
泊位预约排队系统由三个子系统构成，分别为司机端车辆泊位预约系统、泊位管理员端泊位装卸货系统、这两个终端用户系统均基于手机APP 或者微信小程序移动平台设计开发，方便用户随时使用。另外还有泊位预约后台管理系统，该系统运行在PC 上，供系统管理员使用，对泊位信息进行管理配置。后台管理系统是整个平台系统的核心，提供核心业务逻辑处理能力，通过三个子系统信息共享和交互完成预约平台的全部功能。该平台系统架构如图3所示。
图3 系统架构图
3.2 系统开发框架
基于上述架构的泊位预约排队系统采用Java 语言基于Spring boot 框架开发，为提高系统的复用性和可扩展性，采用典型的三层J2EE 架构设计，分别是表现层、业务逻辑层、数据持久层。表现层主要由Web 组件构成，在本项目中使用Beetl 模板引擎渲染页面，业务逻辑层的业务组件负责系统的业务和事务处理，在本项目中由service 组件提供；
而数据持久层的任务是将经过业务处理的数据存储到数据库中去，在本项目中由Mybatis 组件提供数据持久化。整个项目采用MVC 设计模式，通过模型层与视图层的分离，实现各层之间的松耦合，减少层与层之间的依赖，提高代码复用性，有利于项目开发的标准化，也便于程序开发人员明确分工，专注于各层的开发，各层之间通过接口调用完成业务功能。
3.3 系统应用界面
系统首页界面如图4所示。
随着移动互联网技术的快速发展，企业数字化的进程大大加快，移动应用更是在各行各业得到了广泛应用，给各行各业注入了新的活力。为了提升公司装卸货车辆的精细化管理，便于公司业务部门、泊位管理员、门卫对信息的及时掌握与处理，减少司机的等待，减少车辆排队带来的交通拥堵以及安全问题，推出此车辆预约排队系统及微信小程序客户端。该系统改变了传统的大量车辆多厂区装卸货的作业模式，优化了公司对车辆管理的工作流程，实现了员工、车辆、货物信息与公司其他信息系统的有效共享和集成，避免了多部门信息割裂的状态，该微信小程序客户端操作简单、方便，实现了司机注册、预约、地图、消息提示等功能，管理员端受理、插队、卸货、转移等车辆装卸货流程，实现了业务流程的数字化，提高了泊位的利用率，有效减少了车辆排队和司机等待时间，显著提升了业务处理的时效性。今后将进一步对该系统进行不断的升级与优化，推动其在全集团公司全面使用。
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