物聯(lián)網(wǎng)的鐵路集裝箱發(fā)展現(xiàn)狀分析

王丹

物聯(lián)網(wǎng)是利用互聯(lián)網(wǎng)等通信技術(shù)把傳感控制器、機器設(shè)備、工作人員和貨物等之間連接在一起，實現(xiàn)數(shù)據(jù)化、信息化、智能化和遠(yuǎn)程管理控制的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運用到鐵路集裝箱運輸中，可實現(xiàn)對集裝箱物流的全程跟蹤和追溯，并能顯著提高鐵路集裝箱物流運輸過程中的透明度和安全性，對促進(jìn)集裝箱多式聯(lián)運的發(fā)展，實現(xiàn)整個運輸過程的透明化、供應(yīng)鏈流程簡約化和運輸進(jìn)程的高效化。因此如何將物聯(lián)網(wǎng)很好的融入鐵路集裝箱中去，已經(jīng)成為政府、企業(yè)、研究機構(gòu)所關(guān)注的熱點之一，促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的一項重要課題。

一、物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)的RFID技術(shù)、傳感器技術(shù)、近程通信以及計算等技術(shù)的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研發(fā)廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、生物醫(yī)療、智能基礎(chǔ)等領(lǐng)域。起初物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)方向只是應(yīng)用于商業(yè)零售、物流領(lǐng)域，運用的技術(shù)也主要是條形碼、RFID技術(shù)?？偟膩碚f在研發(fā)和應(yīng)用方面，美國、歐盟、日本等一部分的少數(shù)國家總體實力較強，起步較早。

我國發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)較早，在制定標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研發(fā)等方面也具有一定實力。目前我國物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系已經(jīng)初步形成框架，《國家中長期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃（2006-2020年）》和“新一代寬帶移動無線通信網(wǎng)”等重大項目中都將“傳感網(wǎng)”列入重點研究領(lǐng)域，向國際標(biāo)準(zhǔn)化組織提交的多項標(biāo)準(zhǔn)提案也已經(jīng)被采納，中科院為此先后投入了數(shù)億資金用于標(biāo)準(zhǔn)制定、技術(shù)開發(fā)等工作。以上這些說明我國在此領(lǐng)域已走在世界前端，與德國等一些發(fā)達(dá)國家一起成為引領(lǐng)“物聯(lián)網(wǎng)”國際標(biāo)準(zhǔn)制度制定的主導(dǎo)國。

二、鐵路集裝箱運輸現(xiàn)狀

鐵路集裝箱最早起源于20世紀(jì)初的英國，對于其他一些國家例如美國、日本則在20世紀(jì)80年代就實現(xiàn)了運用集裝箱運輸來取代零散貨物運輸。90年代初美國的鐵路集裝箱運量達(dá)到340.8萬TEU，占國家總運輸量的一半以上。法國、德國等歐洲國家集裝箱運量也都占有較大比重，均可達(dá)到國家貨運總量的1/5左右，并以每年6～9%的速度增長。近些年來，集裝箱運輸已成為國際貿(mào)易中最重要的運輸方式，并且許多發(fā)達(dá)國家繼續(xù)保持增長的勢頭，并且這些國家鐵路適箱貨物的范圍也在不斷擴(kuò)大。例如日本鐵路把全部適箱貨物都納入集裝箱來運輸，其他很多國家鐵路適箱貨物范圍也不斷擴(kuò)大，件雜貨物由原來的零擔(dān)、整車適箱貨實現(xiàn)了集裝箱化，而且納入箱內(nèi)貨物種類由原來的普通貨物擴(kuò)展到一些特種貨物。

我們國家鐵路集裝箱運輸起源于20世紀(jì)60年代，在90年代得到了高速發(fā)展，在管理水平、服務(wù)質(zhì)量、運輸效率上都得到了空前發(fā)展，初步形成了我國的鐵路集裝箱運輸系統(tǒng)。中國鐵路集裝箱運輸大體經(jīng)歷了起步、徘徊、調(diào)整和快速發(fā)展四個階段。尤其是進(jìn)入了20世紀(jì)90年代，中國鐵路集裝箱運輸設(shè)備發(fā)展、場站布局優(yōu)化、技術(shù)革新、運輸組織水平發(fā)展等方面有了很大的提高，取得了矚目的成就。

近年來，隨著國際化運輸服務(wù)水平的整體提高，我國的鐵路集裝箱運輸雖然實現(xiàn)快速增長，然而與其他發(fā)達(dá)國家的鐵路集裝箱運輸相比，還仍然存在明顯的差距與問題。從集裝箱運量上看，目前我國大量適合用集裝箱裝載的貨物仍然以整車的方式進(jìn)行鐵路運輸，而發(fā)達(dá)國家鐵路集裝箱運輸占鐵路運輸?shù)谋戎剡h(yuǎn)遠(yuǎn)超過我們，我國鐵路適箱貨物入箱率低于國際平均水平，應(yīng)有巨大發(fā)展空間。從集裝箱保有量看，按國際標(biāo)準(zhǔn)箱和自然箱計算，我國集裝箱的持有率也不占優(yōu)勢，此現(xiàn)狀顯然不利于長遠(yuǎn)發(fā)展和參與市場競爭，因此大力發(fā)展我國鐵路集裝箱運輸是必然趨勢。

三、物聯(lián)網(wǎng)在我國鐵路運輸領(lǐng)域的早期應(yīng)用

在2001年物聯(lián)網(wǎng)的主要技術(shù)RFID技術(shù)就已經(jīng)運用到鐵路系統(tǒng)當(dāng)中，其中鐵路車號自動識別系統(tǒng)成為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于我國鐵路運輸領(lǐng)域的先行成熟典范。鐵路車號自動識別系統(tǒng)是指在鐵路機車安裝電子標(biāo)簽的基礎(chǔ)上，在所有編組站、區(qū)段站、大型貨運站的出入口、分界站等安裝設(shè)置地面識別設(shè)備。建立鐵路車號車次信息自動實時集中采集報告管理體系，實現(xiàn)全路程車次自動識別，運輸點到點的成本精確計算，實時跟蹤的動態(tài)管理等功能。除此之外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國鐵路運輸領(lǐng)域的應(yīng)用還遠(yuǎn)不止這些，近年更有突破性的發(fā)展。

鐵路運輸近年在系統(tǒng)安防技術(shù)方面也有比較廣泛的應(yīng)用。由于各鐵路沿線站點較多又分散，鐵道部門一般會把各客運站、貨運站作為路局的分控點。把系統(tǒng)前端監(jiān)控到的信號，包括客、貨運站和鐵路沿線范圍內(nèi)的監(jiān)控信息傳輸?shù)椒挚卣军c的監(jiān)控終端，并完成傳輸信息的管理和存儲。鐵路客、貨運站的監(jiān)控信息通過鐵路內(nèi)部的專網(wǎng)繼續(xù)傳輸?shù)缴弦患夎F路局的監(jiān)控管理中心。鐵路局通過監(jiān)控主機還原各分控點的監(jiān)控圖像，實現(xiàn)調(diào)度、指揮等各項任務(wù)，并能針對突發(fā)事件，完成預(yù)警和應(yīng)急機制。

鐵路集裝箱堆場管理系統(tǒng)也可以利用物聯(lián)網(wǎng)的RFID技術(shù)，利用數(shù)據(jù)自動識別和互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，可實現(xiàn)無人干預(yù)下的集裝箱堆場管理，包括鐵路集裝箱堆場內(nèi)的箱體自動識別、定位跟蹤和智能管理，減少集裝箱在堆存過程中的翻箱倒箱率， 提高自動化程度，減少人為因素影響集裝箱運輸，進(jìn)而提高箱位分配的效率。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)大大提高了車輛利用水平和運輸組織效率，同時也為我國鐵路探索更加科學(xué)化、現(xiàn)代化、智能化的管理模式提供了有參考價值的實踐經(jīng)驗，為其在我國鐵路運輸領(lǐng)域的普遍推廣奠定了良好基礎(chǔ)。

四、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國集裝箱領(lǐng)域的應(yīng)用實例

2012年3月開始，在大連集裝箱碼頭的大連鐵路集裝箱中心站，隨港口航線布局調(diào)整集裝箱海鐵聯(lián)運全面采用RFID。作業(yè)現(xiàn)場雖然繁忙但井然有序，正是因為使用了應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)原理的無線調(diào)度指揮系統(tǒng)。中心站的設(shè)施控制布局機構(gòu)場所與集裝箱碼頭間只有一線之隔。貼在單個商品、包裝箱或托盤上的RFID標(biāo)簽，可以提供供應(yīng)鏈管理中產(chǎn)品流和信息流的雙向通信，并通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸從標(biāo)簽采集到的數(shù)據(jù)。再利用高效的裝卸搬運設(shè)備龍門吊將集裝箱從班列上吊起裝載到集卡上，集卡拖運集裝箱進(jìn)入中心站與集裝箱碼頭共用的全自動化大門通道后，箱號識別系統(tǒng)自動識別箱號，RFID車號識別系統(tǒng)自動識別車號，所有數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)與碼頭、車站、客戶的作業(yè)計劃進(jìn)行核對，確認(rèn)無誤后自動放行。大連中心站如此高效的運作大幅度提高了作業(yè)效率和準(zhǔn)確性。

鐵路運輸作為亞歐大陸橋的紐帶，較海運相比具有時間短、安全等優(yōu)勢，越來越多的客戶愿意通過集裝箱鐵路國際聯(lián)運將商品運送到中亞及歐洲地區(qū)。我國于2013年提出“一帶一路”構(gòu)想，隨著絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶的推進(jìn)發(fā)展，鐵路在此經(jīng)濟(jì)帶中具有重要的作用和地位，借此中歐集裝箱貨運班列數(shù)量迅猛增長。我國鐵路與國外尚未建立成熟完善的集裝箱國際聯(lián)運信息跟蹤系統(tǒng)，導(dǎo)致集裝箱從口岸離境后，只能依賴國外代理商來查詢其運行蹤跡。此狀態(tài)長期繼續(xù)下去不利于我國鐵路集裝箱的持續(xù)健康發(fā)展。

物聯(lián)網(wǎng)可以實現(xiàn)與鐵路系統(tǒng)進(jìn)行跨平臺的信息整合，建立簡單操作、快速反應(yīng)的鐵路高效率的流通網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)化鐵路集裝箱運輸。基于物聯(lián)網(wǎng)的鐵路集裝箱作為一種可持續(xù)發(fā)展高信息交換率的物流方式，利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，提高鐵路集裝箱運輸過程的更優(yōu)化，并實現(xiàn)對鐵路運輸?shù)目梢暬?，使物流資源得到最充分的利用。物聯(lián)網(wǎng)的鐵路集裝箱發(fā)展分析研究不僅可以促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在民生領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，還為提升鐵路集裝箱運輸?shù)墓芾硭?，改變鐵路物流中心信息流的現(xiàn)狀奠定基礎(chǔ)，優(yōu)化我國鐵路集裝箱運輸業(yè)務(wù)流程和組織結(jié)構(gòu)的整合，加快鐵路集裝箱運輸系統(tǒng)改革發(fā)展的步伐。雖然目前建立的物聯(lián)網(wǎng)鐵路集裝箱運輸還存在技術(shù)不成熟，不完善等問題，但是隨著技術(shù)的進(jìn)一步開發(fā)，新產(chǎn)品的出現(xiàn)，相信經(jīng)過實踐應(yīng)用的不斷改進(jìn)和科研人員的不懈努力必將形成一個業(yè)務(wù)敏捷、可持續(xù)性發(fā)展的現(xiàn)代運輸模式，能為我國鐵路集裝箱中心站自動化運營提供一定的決策依據(jù)。

（作者單位：大連科技學(xué)院）