鐵路集裝箱物流園區(qū)信息管理系統(tǒng)優(yōu)化探討

(中國鐵路上海局集團(tuán)有限公司 合肥貨運(yùn)中心，安徽 合肥 230001)

近年來，鐵路集裝箱運(yùn)量不斷增長(zhǎng)，截至2019年底鐵路集裝箱已連續(xù)4 年發(fā)送量增幅超過30%，但占貨運(yùn)總量比例卻不到10%。根據(jù)2018 年《第五次全國物流園區(qū)(基地)調(diào)查報(bào)告》，全國包括運(yùn)營、在建和規(guī)劃的各類物流園區(qū)共計(jì)1 638 家[1]，其中只有約10.9%的物流園區(qū)交通主導(dǎo)方式以鐵路為主。2018 年12 月21 日，國家發(fā)展和改革委員會(huì)、交通運(yùn)輸部聯(lián)合印發(fā)《國家物流樞紐布局和建設(shè)規(guī)劃》[2]，根據(jù)要求，鐵路大力推進(jìn)物流基地規(guī)劃，加快“散改集”節(jié)能環(huán)保鐵路運(yùn)輸建設(shè)，實(shí)現(xiàn)以“干線運(yùn)輸+區(qū)域分撥”為主要特征的集裝箱物流園區(qū)配置。隨著國家經(jīng)濟(jì)政策變化、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整及轉(zhuǎn)型升級(jí)，社會(huì)物流需求和物流結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，傳統(tǒng)低效的鐵路集裝箱物流園區(qū)信息管理方式難以滿足現(xiàn)代物流發(fā)展的需要。因此，應(yīng)進(jìn)一步提高鐵路集裝箱物流園區(qū)信息化建設(shè)，優(yōu)化鐵路集裝箱物流園區(qū)信息管理水平，促進(jìn)鐵路集裝箱物流園區(qū)向現(xiàn)代高科技物流園區(qū)轉(zhuǎn)型[3]。

1 鐵路集裝箱物流園區(qū)信息管理系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析

1.1 現(xiàn)狀

鐵路集裝箱物流園作業(yè)流程主要分為發(fā)送作業(yè)、到達(dá)作業(yè)、進(jìn)出門3 個(gè)部分。目前鐵路集裝箱物流園暫無一套切實(shí)可行的信息管理系統(tǒng)，僅依靠集裝箱運(yùn)輸信息系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱“箱管系統(tǒng)”)來進(jìn)行作業(yè)。而箱管系統(tǒng)主要是基于集裝箱在途運(yùn)輸進(jìn)行管理，對(duì)于其他集裝箱相關(guān)業(yè)務(wù)及物流園區(qū)管理業(yè)務(wù)涉及較少，不能全面涵蓋園區(qū)內(nèi)所有作業(yè)流程，鐵路集裝箱物流園主要還是依靠人工輔助完成全部作業(yè)流程。鐵路集裝箱物流園區(qū)作業(yè)流程如圖1 所示。

（1）集裝箱到達(dá)作業(yè)。集裝箱由鐵路運(yùn)送到站后，貨主接到領(lǐng)貨通知至營業(yè)大廳辦理相關(guān)內(nèi)交付手續(xù)，同時(shí)貨運(yùn)員通過箱管系統(tǒng)點(diǎn)擊外交付作業(yè)，并通過箱管系統(tǒng)進(jìn)行裝卸派班，開具吊箱單后口頭布置裝卸人員將集裝箱卸至輔助堆場(chǎng)暫存。最后通過箱管系統(tǒng)發(fā)出領(lǐng)貨短信通知并由裝卸人員告知集卡駕駛員提箱出站，或由站內(nèi)集卡轉(zhuǎn)運(yùn)輔助堆箱區(qū)等待提箱。在到達(dá)作業(yè)中，箱管系統(tǒng)主要是為貨主提供箱體到站信息及卸箱作業(yè)完成信息。

（2）集裝箱發(fā)送作業(yè)。貨主進(jìn)站至營業(yè)大廳辦理完集裝箱托運(yùn)業(yè)務(wù)后，通過箱管系統(tǒng)辦理進(jìn)門手續(xù)并分配箱位。集卡駕駛員將集裝箱運(yùn)至輔助堆場(chǎng)待裝箱區(qū)或直接運(yùn)至主堆場(chǎng)作業(yè)區(qū)，貨運(yùn)員通過箱管系統(tǒng)進(jìn)行裝卸派班作業(yè)并開具吊箱單進(jìn)行集裝箱裝車作業(yè)。在集裝箱發(fā)送作業(yè)中將由貨運(yùn)員通過現(xiàn)場(chǎng)觀察對(duì)裝車后集裝箱箱門捆綁、FTR 鎖閉、集裝箱超偏載、現(xiàn)場(chǎng)箱號(hào)車號(hào)一致性逐一檢查。在發(fā)送作業(yè)中，箱管系統(tǒng)主要是提供分配園內(nèi)堆場(chǎng)暫存箱位，需要裝卸人員通知集卡車輛前往堆場(chǎng)區(qū)大致堆放區(qū)域，后期裝箱作業(yè)也需要貨裝人員在輔助堆場(chǎng)中找到。

（3）集裝箱進(jìn)出門作業(yè)。集裝箱進(jìn)出門作業(yè)包括“空去重回”“重去空回”“重去重回”等作業(yè)流程?？杖ブ鼗刈鳂I(yè)即貨主在站內(nèi)通過箱管系統(tǒng)辦理提取空箱，裝貨后送回站內(nèi)進(jìn)行發(fā)送作業(yè)；重去空回作業(yè)即通過箱管系統(tǒng)辦理到達(dá)業(yè)務(wù)，客戶領(lǐng)取重箱，在廠內(nèi)卸空后并將空箱送還站內(nèi)；重去重回作業(yè)即通過箱管系統(tǒng)辦理到達(dá)業(yè)務(wù)，客戶領(lǐng)取重箱，在廠內(nèi)卸空后并再次裝貨后送回站內(nèi)進(jìn)行發(fā)送作業(yè)。在進(jìn)出門業(yè)務(wù)中，箱管系統(tǒng)主要是針對(duì)空重箱在系統(tǒng)上進(jìn)行流轉(zhuǎn)。進(jìn)出園區(qū)車輛及人員停放以及到輔助堆場(chǎng)、作業(yè)區(qū)都是需要與貨場(chǎng)人員進(jìn)行聯(lián)系。而在服務(wù)區(qū)的裝卸人員、設(shè)備接收在指定作業(yè)區(qū)起止作業(yè)指令，以及整個(gè)動(dòng)態(tài)作業(yè)環(huán)節(jié)則需要貨運(yùn)員與裝卸人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況隨時(shí)溝通。

1.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)

目前我國鐵路集裝箱運(yùn)輸信息集成化程度相對(duì)較低，沒有一套完整的信息系統(tǒng)涵蓋園區(qū)內(nèi)多業(yè)務(wù)進(jìn)程。進(jìn)出門、園區(qū)車輛人員管理，裝卸車作業(yè)，裝卸派班等業(yè)務(wù)均不能通過統(tǒng)一平臺(tái)進(jìn)行調(diào)度指揮及信息共享，甚至很多業(yè)務(wù)仍然采用原始的電話及對(duì)講機(jī)等工具進(jìn)行信息協(xié)調(diào)指揮，不能滿足物流現(xiàn)代化發(fā)展的需要。一是外來車輛、人員進(jìn)出園區(qū)缺乏協(xié)調(diào)指揮。外來車輛、人員進(jìn)出鐵路集裝箱園區(qū)內(nèi)辦理發(fā)送到達(dá)業(yè)務(wù)時(shí)，進(jìn)出門管理采用普通小區(qū)的車牌識(shí)別進(jìn)出以及外來人員登記制度，車輛及人員進(jìn)入園區(qū)后沒有相對(duì)應(yīng)的信息指導(dǎo)性管理，以自助服務(wù)為主。二是集裝箱精準(zhǔn)管理不足。對(duì)進(jìn)入園區(qū)內(nèi)的集裝箱不能有效地實(shí)時(shí)監(jiān)控其具體位置，只能掌握其堆放區(qū)域，裝卸車作業(yè)時(shí)需要作業(yè)人員逐一找出。三是裝卸業(yè)務(wù)缺少全程監(jiān)管。目前集裝箱裝卸派班主要是貨運(yùn)員實(shí)時(shí)通過對(duì)講機(jī)來進(jìn)行裝卸全過程指揮，無法做到指令信息化管控，在效率低下的同時(shí)存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)隱患。四是集裝箱作業(yè)安全技防手段匱乏。集裝箱裝卸作業(yè)過程安全卡控主要通過貨運(yùn)員上線路進(jìn)行“前后三檢”，對(duì)裝車后集裝箱箱門捆綁、FTR 鎖閉、集裝箱超偏載、現(xiàn)場(chǎng)箱號(hào)車號(hào)一致性逐一檢查進(jìn)行人防卡控，信息化技防手段缺乏。

因此，為提升鐵路集裝箱物流園區(qū)信息管理水平，集成基礎(chǔ)物流服務(wù)、增值信息服務(wù)、配套智能服務(wù)等多項(xiàng)功能[4]，將鐵路集裝箱物流園區(qū)按作業(yè)流程分成服務(wù)區(qū)、堆場(chǎng)區(qū)、作業(yè)區(qū)3 個(gè)區(qū)域，對(duì)物流園區(qū)內(nèi)的人、車、設(shè)備、作業(yè)流程、作業(yè)安全等進(jìn)行信息化管理，實(shí)現(xiàn)人員車輛、貨物位置及狀態(tài)等信息實(shí)時(shí)查詢，統(tǒng)一調(diào)動(dòng)指揮園區(qū)內(nèi)的樓宇資源、人力資源、交通資源、設(shè)備資源，通過對(duì)信息資源的匯聚及共享，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)化、智能化和人性化，提高管理和工作效率[5]。鐵路集裝箱物流園區(qū)信息系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)如圖2 所示。

（1）服務(wù)區(qū)。出入車輛定位管理模塊對(duì)進(jìn)入貨場(chǎng)的私家小型汽車以及取送集裝箱集卡進(jìn)行分類管理；AI 人臉識(shí)別管理模塊對(duì)園區(qū)內(nèi)作業(yè)人員、外來人員、管理人員分類管理，以提高園區(qū)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化管理程度；裝卸設(shè)備智能派班模塊指揮裝卸作業(yè)人員進(jìn)入指定作業(yè)區(qū)域并根據(jù)實(shí)時(shí)派班指令調(diào)整作業(yè)時(shí)間及進(jìn)度。

（2）堆場(chǎng)區(qū)。在堆場(chǎng)區(qū)設(shè)置集裝箱堆箱區(qū)VR 電子標(biāo)簽管理模塊，作業(yè)人員可以運(yùn)用VR 技術(shù)直觀地觀測(cè)箱區(qū)內(nèi)集裝箱整體堆放變化情況以及某個(gè)集裝箱的具體堆放箱位。通過推廣電子標(biāo)簽，可以全流程監(jiān)控園區(qū)內(nèi)站存及到站箱，對(duì)堆場(chǎng)內(nèi)集裝箱精準(zhǔn)定位，進(jìn)一步提高集裝箱運(yùn)輸周轉(zhuǎn)率[5]。

（3）作業(yè)區(qū)。作業(yè)區(qū)設(shè)置集裝箱裝卸車作業(yè)安全管理模塊，在裝車完畢時(shí)系統(tǒng)將對(duì)外勤貨運(yùn)員手持機(jī)拍攝上傳的視頻進(jìn)行截取，其中視頻拍攝的車(箱)號(hào)、關(guān)鍵部位捆綁加固、車輛落鎖等圖片與系統(tǒng)中記錄的車(箱)號(hào)、規(guī)章規(guī)定的相關(guān)車種關(guān)鍵部位規(guī)范加固圖片進(jìn)行比對(duì)，并對(duì)門吊傳輸?shù)拇b(卸)箱超偏載數(shù)值與各箱型安全數(shù)值范圍進(jìn)行比對(duì)，對(duì)所有異常信息進(jìn)行提示。

2 鐵路集裝箱物流園區(qū)信息管理系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

鐵路集裝箱物流園區(qū)信息系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，在箱管系統(tǒng)基礎(chǔ)上對(duì)各作業(yè)流程進(jìn)行智能精細(xì)管理，通過融入AI 人臉識(shí)別、VR 電子標(biāo)簽、GPS 定位等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)鐵路集裝箱物流園區(qū)內(nèi)集裝箱各作業(yè)環(huán)節(jié)全流程動(dòng)態(tài)監(jiān)控管理。

2.1 出入車輛定位管理模塊

出入車輛定位管理模塊主要是對(duì)各類進(jìn)場(chǎng)車輛根據(jù)車輛性質(zhì)、占用時(shí)間并結(jié)合園區(qū)定位功能進(jìn)行分類調(diào)度管理。鐵路集裝箱物流園區(qū)經(jīng)常出入的車輛分為私家車及集卡，通過車輛定位管理模塊對(duì)2 類車型分類管理，以達(dá)到對(duì)鐵路集裝箱物流園區(qū)內(nèi)車輛智能統(tǒng)一管理的目的。出入車輛定位管理模塊功能示意圖如圖3 所示。

圖3 出入車輛定位管理模塊功能示意圖Fig.3 Vehicle positioning management module

從圖3 可以看到，當(dāng)私家車輛通過智能大門時(shí)可以通過手機(jī)進(jìn)行掃碼識(shí)別，當(dāng)門禁系統(tǒng)識(shí)別為物流園工作人員的車輛將被自動(dòng)放行并推送空余車位定位信息到手機(jī)端；當(dāng)門禁系統(tǒng)識(shí)別為外來訪客的車輛時(shí)將自動(dòng)推送電子地圖，外來人員車輛通過系統(tǒng)提供的自助導(dǎo)航功能到達(dá)指定區(qū)域泊車，并可以免費(fèi)停車2 h。當(dāng)外來人員車輛超出停車時(shí)限時(shí)，可以通過手機(jī)APP自動(dòng)或手動(dòng)輸入發(fā)、收貨人預(yù)留電話或貨物運(yùn)單號(hào)抵消當(dāng)日停車費(fèi)。

運(yùn)送班列箱的集卡通過智能大門進(jìn)入貨場(chǎng)后，門禁系統(tǒng)記錄并比對(duì)固定班列的集卡車(箱)號(hào)并在物流園區(qū)電子地圖顯示去往指定作業(yè)區(qū)、待裝(卸)箱堆碼區(qū)、候車區(qū)的路線。同時(shí)集卡駕駛員將實(shí)時(shí)通過手機(jī)APP 接收下一步指令。運(yùn)送非班列箱的集卡駕駛員可以通過系統(tǒng)輸入領(lǐng)貨憑證等相關(guān)信息綁定車號(hào)，并通過手機(jī)APP 接收指令，并按電子地圖到達(dá)指定作業(yè)區(qū)域取送貨物。

當(dāng)系統(tǒng)通過手機(jī)定位發(fā)現(xiàn)進(jìn)入園區(qū)內(nèi)的車輛未駛?cè)胫付▍^(qū)域時(shí)，將通過手機(jī)APP 進(jìn)行提示并引導(dǎo)。如車輛長(zhǎng)時(shí)間偏離指定區(qū)域，系統(tǒng)將通知園區(qū)安保工作人員到達(dá)偏離車輛定位區(qū)域進(jìn)行勸導(dǎo)。

2.2 AI人臉識(shí)別管理模塊

AI 人臉識(shí)別管理模塊通過AI 智能圖像識(shí)別技術(shù)對(duì)進(jìn)入園區(qū)內(nèi)人員按園區(qū)作業(yè)人員、外來人員、園區(qū)監(jiān)管人員進(jìn)行分區(qū)分類管理。AI 人臉識(shí)別管理模塊示意圖如圖4 所示。

圖4 AI 人臉識(shí)別管理模塊示意圖Fig.4 AI Face recognition management module

AI 人臉識(shí)別管理模塊可以通過手機(jī)APP 為外來人員推送營業(yè)大廳導(dǎo)航圖，如果外來人員長(zhǎng)時(shí)間偏離系統(tǒng)導(dǎo)航路徑時(shí)，系統(tǒng)將通知園區(qū)安保工作人員。園區(qū)作業(yè)人員到規(guī)定工作崗位進(jìn)行面部識(shí)別打卡，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)與實(shí)際當(dāng)班人員不符合時(shí)將通過手機(jī)APP 推送至園區(qū)監(jiān)管人員處進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)核查。園區(qū)監(jiān)管人員對(duì)不同作業(yè)區(qū)域進(jìn)行巡查，通過系統(tǒng)定位記錄打卡，加強(qiáng)安全卡控。

2.3 裝卸設(shè)備智能派班模塊

裝卸設(shè)備智能派班模塊通過電子定位、智能確認(rèn)派班等手段對(duì)園區(qū)內(nèi)裝卸作業(yè)人員進(jìn)行信息化調(diào)度指揮，裝卸作業(yè)人員通過手機(jī)APP 實(shí)時(shí)接收派班作業(yè)指令進(jìn)入作業(yè)區(qū)域進(jìn)行作業(yè)，并根據(jù)實(shí)際作業(yè)情況隨時(shí)調(diào)整作業(yè)時(shí)間及進(jìn)度。物流園裝卸設(shè)備智能派班模塊有助于園區(qū)內(nèi)裝卸管理，防止錯(cuò)派漏派，保障作業(yè)人員在崗在位，確保裝卸安全。裝卸設(shè)備智能派班模塊功能示意圖如圖5 所示。

圖5 裝卸設(shè)備智能派班模塊功能示意圖Fig.5 Intelligent dispatching module of loading and unloading equipment

2.4 集裝箱堆箱區(qū)VR電子標(biāo)簽管理模塊

集裝箱堆箱區(qū)VR 電子標(biāo)簽管理模塊對(duì)園區(qū)內(nèi)所有堆箱區(qū)箱體進(jìn)行電子標(biāo)簽管理，全程跟蹤直到通過集卡或貨運(yùn)列車離場(chǎng)。集裝箱堆箱區(qū)VR 電子標(biāo)簽管理模塊如圖6 所示。

圖6 集裝箱堆箱區(qū)VR 電子標(biāo)簽管理模塊Fig.6 VR electronic label management module for container stacking area

電子標(biāo)簽管理模塊對(duì)站內(nèi)所有堆箱區(qū)根據(jù)實(shí)際容量及貨物品名進(jìn)行VR 重塑分區(qū)。在系統(tǒng)中可以直觀地看到堆箱區(qū)集裝箱整體堆放情況以及某個(gè)集裝箱的具體箱位坐標(biāo)。當(dāng)堆箱區(qū)內(nèi)集裝箱數(shù)量發(fā)生變化時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)視頻將捕捉上傳堆箱區(qū)變化的箱號(hào)，箱管系統(tǒng)將實(shí)時(shí)更新VR 堆箱區(qū)堆碼情況，而外勤貨運(yùn)員可以根據(jù)作業(yè)進(jìn)度及時(shí)在箱管系統(tǒng)中進(jìn)行確認(rèn)[6]。利用堆箱區(qū)VR 電子標(biāo)簽管理模塊可以加快集裝箱作業(yè)流轉(zhuǎn)速度，同時(shí)可以準(zhǔn)確地掌握?qǐng)@區(qū)內(nèi)站存集裝箱情況。

2.5 集裝箱裝卸車作業(yè)安全管理模塊

集裝箱裝卸車作業(yè)安全管理模塊對(duì)園區(qū)內(nèi)鐵路集裝箱箱門捆綁、F-TR 鎖閉、集裝箱超偏載及發(fā)送箱錯(cuò)裝等常見問題通過技術(shù)手段進(jìn)行安全隱患排查。集裝箱裝卸車作業(yè)安全管理模塊通過對(duì)關(guān)鍵作業(yè)項(xiàng)點(diǎn)進(jìn)行智能卡控，結(jié)合鐵路集裝箱貨物運(yùn)輸生產(chǎn)的實(shí)際需要，推進(jìn)集裝箱安全管理工作[7]。集裝箱裝卸車作業(yè)安全管理模塊如圖7 所示。

圖7 集裝箱裝卸車作業(yè)安全管理模塊Fig.7 Safety management module of container loading and unloading operation

集裝箱外勤貨運(yùn)員對(duì)線路上裝妥完畢的車輛箱門捆綁情況及F-TR 鎖等關(guān)鍵部位進(jìn)行攝錄并上傳系統(tǒng)，并與系統(tǒng)內(nèi)正確捆綁加固關(guān)鍵部位進(jìn)行圖像對(duì)比。同時(shí)，通過圖像識(shí)別導(dǎo)出車號(hào)、箱號(hào)，并與系統(tǒng)內(nèi)記錄的車號(hào)、箱號(hào)進(jìn)行一致性匹配。最后系統(tǒng)對(duì)站內(nèi)門吊傳輸?shù)拇b(卸)箱超偏載數(shù)值進(jìn)行分析，判定其是否超偏載。當(dāng)箱門捆綁、F-TR 鎖閉、集裝箱超偏載以及發(fā)送箱箱號(hào)確認(rèn)符合裝卸車規(guī)定時(shí)，將通過手機(jī)APP 推送檢查合格指令至外勤貨運(yùn)員處。當(dāng)系統(tǒng)檢查不合格時(shí)，將檢查不合格指令推送至外勤貨運(yùn)員處并同時(shí)發(fā)送不合格車輛的車號(hào)、箱號(hào)及不合格比對(duì)圖片，便于外勤貨運(yùn)員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)糾錯(cuò)。當(dāng)系統(tǒng)再次檢查符合裝卸車規(guī)定時(shí)，將通知外勤貨運(yùn)員確認(rèn)掛車。

3 結(jié)束語

在鐵路集裝箱物流園區(qū)綜合運(yùn)用車輛定位、AI人臉識(shí)別、VR 電子標(biāo)簽、智能派班及裝卸車作業(yè)安全管理等功能將進(jìn)一步提高物流園區(qū)信息化運(yùn)用水平，加快提升鐵路集裝箱物流園區(qū)服務(wù)質(zhì)量，增強(qiáng)鐵路在運(yùn)輸市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。針對(duì)目前鐵路集裝箱智慧物流園區(qū)建設(shè)仍然面臨全智能化程度較低等問題，應(yīng)加強(qiáng)集裝箱物流園區(qū)信息技術(shù)和先進(jìn)設(shè)施設(shè)備應(yīng)用，以滿足客戶需求為目標(biāo)，提供全流程服務(wù)、開展全過程管理，發(fā)揮鐵路集裝箱物流園區(qū)智能安全、低成本、全天候、綠色環(huán)保的優(yōu)勢(shì)[8]，走出一條具有鐵路特色的現(xiàn)代物流發(fā)展道路。