又过了七日,算具的机械结构基本成型,但新的问题出现了:当输入数据超过十组时,齿轮组会相互缠绕,无法正常运转。沈括苦思冥想,一日在汴河边观察漕船编队时突发灵感:“漕船编队,首尾相接,却各有航道。算具比对,亦可分路并行。”
他对算具进行了改良,将“比对齿轮组”分为两组,每组可处理十组数据,再增设一套“次级比对轴”,先分别筛选两组中的最大值,最后再比对两组极值,输出最终结果。这一设计,如同MAX函数处理大规模数据时的“分段扫描、逐级比对”,大幅提升了算具的处理能力。
半月期满,第一台“取计算机”终于研制成功。这台算具高约三尺,宽二尺,通体由铜木打造,正面设有两个“极数窗”,分别标注“粮极”“仓极”,侧面是十根“汇数轴”,整体造型古朴而精巧。
沈括在转运司衙署组织演示,韩绛、李嵩与转运司的算吏们亲临观看。算吏们依次输入七路漕运粮草数额:江南东路五千石、淮南西路八千石、两浙路一万石、荆湖北路七千五百石、京东东路六千石、福建路四千石、广南东路三千五百石。沈括摇动曲柄,算具内齿轮转动的声音清脆悦耳,片刻后,“粮极”窗口弹出木牌,上面刻着“一万石”;随后,算吏们输入七座粮仓库容:东仓八千石、西仓一万五千石、南仓七千石、北仓一万二千石、中仓九千石、左仓六千五百石、右仓八千五百石,“仓极”窗口随即弹出“一万五千石”。
“精准无误!”负责核对的算吏惊呼道,“两浙路粮草确实最多,西仓库容果然最大!以往我们核算这些数据,需三名算吏耗时两个时辰,如今不过一炷香的时间!”
韩绛大喜过望,当即下令:“将‘取极算具’安放在转运司正厅,命名为‘漕运定策台’。即日起,各路漕船上报粮草数额后,即刻输入算具,提取最大值,优先调配最大库容粮仓接收!”
三、汴河通流
“取极算具”的启用,立刻给汴河漕运带来了翻天覆地的变化。
三日后,淮南西路、两浙路、江南东路的漕船如期抵达汴河渡口。按以往流程,算吏们需先核算三路粮草总数,再分摊到各粮仓,往往耗时半日,导致漕船在渡口排队等候。如今,算吏们将三路粮草数额输入“取极算具”:淮南西路八千五百石、两浙路一万一千石、江南东路五千五百石,“粮极”窗口瞬间弹出“一万一千石”。
“两浙路粮草最多,调往西仓!”韩绛当即下令。西仓库容一万五千石,足以容纳两浙路的粮草,剩余库容还能接收淮南西路的部分粮草。漕船按指令分流,两浙路漕船直接驶向西仓,淮南西路漕船驶向北仓,江南东路漕船驶向中仓,整个过程井然有序,无一艘漕船滞留。
西仓监官事后上报:“以往多艘漕船同时抵仓,粮仓门口拥挤不堪,卸粮效率低下,如今按‘取极算具’调度,单船独仓,卸粮时间缩短了一半!”
随着“取计算具”的普及,漕运调度的效率大幅提升。以往,转运司需提前三日核算粮草数据,制定调度方案;如今,漕船抵港前一日,各州府通过驿传上报粮草数额,算吏输入算具后,即刻便能确定“最大粮草路”与“最大库容仓”,调度方案当日便可下达。
熙宁六年秋,汴河遭遇罕见汛期,部分河段水位上涨,漕船通航能力受限,只能单向通行。此时,京东东路、京西路、河北东路的漕船同时请求入港,均载有紧急军需粮草。韩绛心急如焚,若调度不当,军需延误,便是重罪。
沈括建议:“韩大人,可将三路漕船的通航优先级与粮草数额结合,用‘取极算具’筛选‘优先级最高且粮草最多’的漕船,优先放行。”
韩绛采纳了这一建议,将“优先级系数”(紧急为3,一般为2,次要为1)与粮草数额相乘,得到“加权数值”:京东东路(紧急,粮草六千石,加权值)、京西路(一般,粮草八千石,加权值)、河北东路(紧急,粮草七千石,加权值)。将加权数值输入算具,“极数窗”弹出,对应河北东路漕船。
“优先放行河北东路漕船!”韩绛下令。河北东路的军需粮草最紧急且数额较大,优先通航后,及时送达前线,解了军需之困。京东东路与京西路漕船则按加权数值排序,依次通航,既保障了紧急需求,又避免了河道拥堵。
这一改良,让“取极算具”的应用不再局限于单纯的数值比对,而是扩展到“加权极值”的筛选,如同MAX函数结合IF函数的复合运算,进一步提升了决策的精准度。
“取计算具”的影响,还不止于漕运。转运司将其应用于赋税核算,从各州府的赋税数据中提取最大值,重点核查高赋税地区的征收情况,避免了官员虚报瞒报;应用于物资调配,在赈灾时从各地粮仓中提取最大库容,优先调拨粮草,保障了赈灾效率。
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