基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的鐵路集裝化器具管理優(yōu)化分析

李妍蕓

(中國鐵路北京局集團有限公司 智慧物流部，北京 100045)

1 鐵路集裝化器具管理現(xiàn)狀

1.1 現(xiàn)狀

自80年代鐵路開始推廣貨物集裝化運輸以來，鐵路集裝化器具管理至今已有30多年的發(fā)展歷史，由開始的粗放型管理逐步演變到精細化管理，在實踐中不斷探索適合鐵路運輸需要的管理方式[1]。在互聯(lián)網(wǎng)時代，萬物互聯(lián)互通，各行各業(yè)都在不斷深植互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展基因，借助開放、智能、共享、經(jīng)濟的互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢，重塑業(yè)務(wù)應(yīng)用模式和經(jīng)營發(fā)展業(yè)態(tài)。而伴隨物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)代貨物運輸在時間和空間上更加扁平化和非結(jié)構(gòu)化，追求更快、更優(yōu)、更省，以及“標準化”與“個性化”相結(jié)合的運作模式，也持續(xù)催生鐵路集裝化器具管理向更加現(xiàn)代化、更加高效、安全和便捷的模式優(yōu)化[2]。目前鐵路依托集裝化器具管理系統(tǒng)，對集裝化器具進行資產(chǎn)、調(diào)度、裝卸、維修、報廢全流程即全壽命周期的管理，由貨運、調(diào)度、運輸、信息技術(shù)部門協(xié)調(diào)統(tǒng)籌、組織和監(jiān)控現(xiàn)場作業(yè)，目標實現(xiàn)集裝化器具實時追蹤，周轉(zhuǎn)效率最大化，滿足鐵路貨物運輸需求，延長集裝化器具使用壽命，提高集裝化率及裝卸機械化率，減少裝卸人力作業(yè)，縮短裝卸作業(yè)時間。

1.2 存在問題

（1）集裝化器具信息經(jīng)常出現(xiàn)錯誤和滯后。大批量集裝化器具投入使用后，受貨物自身特點、作業(yè)時間、地理位置和現(xiàn)場人員素質(zhì)等多種因素影響，站點的集裝化器具優(yōu)化配置和調(diào)度協(xié)調(diào)開始出現(xiàn)問題?，F(xiàn)場集裝化器具信息依靠人工采集，經(jīng)常錯誤、滯后，出現(xiàn)了有的站點集裝化器具閑置，有的站點貨物無法集裝化的情況，極大降低了集裝化器具的周轉(zhuǎn)率和貨物集裝化率，導(dǎo)致整個作業(yè)流程出現(xiàn)脫節(jié)。另外，集裝化率低導(dǎo)致裝卸貨物作業(yè)時間延長，列車晚點的情況時有發(fā)生，對營造良好的鐵路服務(wù)形象帶來一定阻礙。

（2）集裝化器具動態(tài)信息追蹤能力不足。鐵路集裝化器具信息系統(tǒng)整體停留在資產(chǎn)管理為主層面，動態(tài)追蹤能力仍顯不足。動態(tài)信息追蹤未徹底解決，不同鐵路局產(chǎn)權(quán)的集裝化器具流通壁壘也就無法打破，不能全路流通，已集裝化貨物在運輸需要跨局時要卸下集裝化器具，造成二次搬倒，效率低、人力作業(yè)投入多，接取送達成本高等問題。集裝化器具的產(chǎn)權(quán)壁壘阻礙了現(xiàn)代物流多式聯(lián)運的發(fā)展。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的集裝化器具管理優(yōu)化分析

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是指可以將物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，全面感知物品信息，將信息進行可靠傳輸，智能化處理，以實現(xiàn)物品在網(wǎng)絡(luò)中自動識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過信息智能采集、處理和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)平臺應(yīng)用于倉儲、運輸、裝卸、配送、包裝等物流基本活動環(huán)節(jié)，實現(xiàn)貨物運輸過程的自動化運作和高效率優(yōu)化管理，提高物流行業(yè)的服務(wù)水平，降低成本，減少自然資源和社會資源消耗[3]。優(yōu)化鐵路集裝化器具管理亟需引入更加高效、經(jīng)濟的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，助力打破鐵路內(nèi)部產(chǎn)權(quán)壁壘，建立先進可靠的電子化信息追蹤和采集方式，充分發(fā)揮多產(chǎn)權(quán)集裝化器具在“門到門”、“門到站”、“站到門”和“站到站”等鐵路貨物全程運輸中的重要作用。

2.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方案比選

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在物流業(yè)應(yīng)用中，主流成熟技術(shù)有條形碼、無線射頻識別技術(shù)(RFID)、傳感器、全球定位系統(tǒng)等[4-5]，結(jié)合鐵路目前信息化技術(shù)、硬件設(shè)備現(xiàn)狀，集裝化器具本身特點，其中條形碼、RFID更適合在鐵路推廣。從讀寫能力、重復(fù)使用、污損、防偽等方面對條形碼、RFID的信息采集方式進行對比分析。

（1）條形碼。將寬度不等的多個黑條和空白按照一定的編碼規(guī)則排列，用以表達一組信息的圖形標識符。條形碼不可重復(fù)使用，不可寫入信息，只能根據(jù)條碼編排及掃描設(shè)備信息辨別，不能更新，需要更換使用，易被損壞，污染、脫落，尤其鐵路貨物大多需要多次搬倒，標簽極易污損，脫落，一次只能讀取一個信息，但前期投入較少的特點，廣泛應(yīng)用于商業(yè)、郵政、圖書管理、倉儲、工業(yè)生產(chǎn)過程控制、交通運輸、包裝、配送等領(lǐng)域[6]。目前條形碼技術(shù)已廣泛應(yīng)用于在鐵路零散貨物運輸。對零散貨運系統(tǒng)進行自主開發(fā)升級，系統(tǒng)中受理貨主的貨物運輸需求，在作業(yè)站點配置條形碼打印機和手持終端，完成貨物條形碼粘貼，貨物運輸中通過手持終端掃描條形碼，實現(xiàn)了零散貨物運輸實時追蹤。

（2）RFID。RFID是一種通過利用射頻來實現(xiàn)非接觸的通信識別技術(shù)，具有移動識別、快速反應(yīng)、重復(fù)讀寫、多目標管理，可置于貨物內(nèi)部(液態(tài)、金屬環(huán)境除外)，不易污損等特點。作為物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)之一，在智能交通、門禁控制、航空行李處理、圖書管理、網(wǎng)絡(luò)家電控制、移動車輛自動識別、運動計時、身份認證、身份識別、智能電網(wǎng)、物流及供應(yīng)鏈管理等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，取得了良好的社會及經(jīng)濟效益[6]。

（3）條形碼和RFID比選。①信息采集時間。當出現(xiàn)運輸貨物較多，集裝化器具數(shù)量較大時，RFID可同時并快速多目標采集信息，加快信息采集速度，縮短列車停站及貨物裝卸時間，條形碼只能挨個條碼進行對準采集，采集時間長，信息錄入反應(yīng)速度慢。②信息采集精度。鐵路貨物在站臺堆碼時，經(jīng)常受空間限制，遮擋粘貼的條形碼，RFID技術(shù)不用接觸，遠距離采集信息的特點提供了采集便利，提高了采集精度，條形碼必須近距離進行條碼掃描，在遮擋的情況下，易發(fā)生漏采或者必須再次堆碼重新采集。③污損及可否重復(fù)使用。受鐵路運輸環(huán)境和貨運載體等因素影響，前期零散貨物采用條形碼的經(jīng)驗來看，條形碼標簽易發(fā)生污損、脫落，現(xiàn)場作業(yè)時只能通過后期人工查找補救、復(fù)原，流程繁瑣，RFID可將電子標簽置于集裝化器具內(nèi)部，不易污損，同時可以重新寫入信息，反復(fù)使用。

綜上所述，RFID更能適應(yīng)鐵路運輸中集裝化器具數(shù)量多，搬倒次數(shù)多，堆碼方式等特點，推薦采用RFID技術(shù)對鐵路集裝化器具管理進行優(yōu)化。

2.2 基于RFID技術(shù)的集裝化器具管理優(yōu)化分析

2.2.1 優(yōu)化方案

RFID智能化管理系統(tǒng)主要由本地PC端系統(tǒng)與RFID手持終端部分組成，依靠4G網(wǎng)及WIFI進行信息傳輸，采用“標準化操作系統(tǒng)+成熟數(shù)據(jù)庫”結(jié)合的系統(tǒng)配置服務(wù)方式[7]。實現(xiàn)流程簡潔，僅需3步即可實現(xiàn)：①為集裝化器具加裝超高頻無源電子標簽，前期鐵路部分集裝化器具已經(jīng)預(yù)留活動式卡銷槽放置RFID芯片，為后期推廣應(yīng)用提供了便利條件；②利用UHF超高頻手持移動終端讀寫器對電子標簽進行掃描，實時上傳集裝化器具信息，更新器具流轉(zhuǎn)動態(tài)；③對接現(xiàn)有管理系統(tǒng)，隨時查看集裝化器具流轉(zhuǎn)情況、站點結(jié)存情況，實現(xiàn)對集裝化器具的統(tǒng)一調(diào)配。

2.2.2 技術(shù)創(chuàng)新

基于RFID的集裝化器具管理將從提升效率、降低成本、精準化作業(yè)、信息化同步、安全性加固和靈活化配置6方面實現(xiàn)創(chuàng)新突破。①通過RFID射頻技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對集裝化器具一次性、多批量、遠距離、精確化的出入站、上下車和盤點查詢等作業(yè)環(huán)節(jié)的高效管理，提高工作效率。②采用RFID射頻技術(shù)能夠有效提高作業(yè)流轉(zhuǎn)過程的流轉(zhuǎn)效率與周轉(zhuǎn)效能，減少人工干預(yù)、降低作業(yè)成本。③系統(tǒng)所采用的手持終端與通用的4G或WIFI傳輸方式無縫對接，兼容性更強，更能實現(xiàn)對集裝化器具信息的遠距離和實時性精確傳輸。④手持移動終端設(shè)備除了超高頻模塊，還可選配搭載攝像、條碼等多個模塊，方便實現(xiàn)多種信息的同步采集和可視化管理，從而更好地與貨物追蹤管理進行銜接。另外，也可以為日后開展駕駛艙式的管理和分析機制進行有益探索。⑤系統(tǒng)中配備的電子標簽及讀寫器設(shè)備具有良好的安全性和抗干擾性，可同時兼容靜態(tài)密碼、動態(tài)口令和指紋、聲紋、人臉識別等生物識別技術(shù)，伴隨金融科技(Fintech)的快速發(fā)展，未來更具擴展性；另外，還可以設(shè)置安全區(qū)域(SE模塊)并建立風(fēng)險預(yù)警模型，加強經(jīng)營管理的事中和事后監(jiān)控管理。⑥系統(tǒng)預(yù)留多種開放接口，支持與第三方應(yīng)用管理系統(tǒng)(OA，ERP或倉庫管理系統(tǒng)等)無縫連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和系統(tǒng)聯(lián)動。未來也可進一步探索SDK、API等技術(shù)模式，實現(xiàn)場景化發(fā)展，打造開放服務(wù)生態(tài)體系[8]。

2.2.3 經(jīng)濟效益分析

（1）拓展空間大并且邊際成本低。一次投入RFID無線射頻技術(shù)硬件設(shè)施，管理單元的增加僅需要極低的邊際成本。鐵路采用RFID無線射頻技術(shù)不僅可以應(yīng)用于集裝化器具管理，還可以逐漸將貨運站中的裝卸設(shè)備、人員、倉庫，貨物作為貨運單元加入到整個鐵路物聯(lián)網(wǎng)中，完善數(shù)據(jù)的采集、挖掘和應(yīng)用，形成鐵路運輸大數(shù)據(jù)，提高鐵路運輸，提高數(shù)字化運營效率。

（2）打造社會化的集裝化器具共享平臺。能夠有效提高集裝化器具流轉(zhuǎn)率，為不同產(chǎn)權(quán)集裝化器具全路流通提供保障，打造社會化的集裝化器具共享平臺。這也更加符合現(xiàn)代物流多式聯(lián)運的發(fā)展特點，滿足對集裝化器具一貫性的使用需求，對整合社會資源，提高物流整體效率，減少資源消耗均具有重要現(xiàn)實意義。另外，實時有效追蹤信息的建立可以提高集裝化器具調(diào)度精度，加快器具周轉(zhuǎn)速度，真正實現(xiàn)集裝化器具精細化管理，推進云計算與大數(shù)據(jù)應(yīng)用，為不同產(chǎn)權(quán)集裝化器具全路流通奠定基礎(chǔ)。

（3）減少國有資產(chǎn)流失。有效延長集裝化器具使用壽命，減少國有資產(chǎn)流失。有效RFID追蹤定位，可以及時對集裝化器具進行流轉(zhuǎn)、回收、保養(yǎng)、維修、再投放，良好的管理可以減少國有資產(chǎn)流失，延長集裝化器具的使用壽命，降低鐵路運輸成本。

（4）具有良好的可擴展性和可復(fù)制性。支持將鐵路集裝化器具系統(tǒng)進行延伸。不同產(chǎn)權(quán)的集裝化器具不僅包含鐵路產(chǎn)權(quán)，還可以進一步延伸到貨主自備器具、其他物流企業(yè)產(chǎn)權(quán)器具。完善的集裝化器具管理系統(tǒng)可以通過對集裝單元的追蹤反向?qū)崿F(xiàn)多式聯(lián)運的貨物信息追蹤，打造更加經(jīng)濟、高效、共享的集裝化器具管理模式。

3 結(jié)束語

集裝化器具的管理水平對貨物運輸集裝化率起著決定作用，高效的集裝化器具管理可以更大限度地提高集裝化率，從而提高貨物裝卸機械化率，減少裝卸時間，降低人力成本。應(yīng)用RFID射頻技術(shù)優(yōu)化鐵路集裝化器具管理，可大幅度提高集裝化器具信息采集精度，實現(xiàn)實時追蹤，對未來優(yōu)化鐵路全網(wǎng)貨運發(fā)展機制產(chǎn)生積極的示范意義，可在條件成熟的基礎(chǔ)上，以點帶面逐步推廣，充分發(fā)揮鐵路資源的稟賦優(yōu)勢，進一步與大數(shù)據(jù)、云計算、區(qū)塊鏈、生物識別應(yīng)用等金融科技手段融合，從而提升鐵路貨運智能化、信息化和多元化發(fā)展能力，以更加經(jīng)濟的經(jīng)營模式和更加普惠的生產(chǎn)方式催生客觀的經(jīng)濟效益。