鐵路貨運場站物流設(shè)施設(shè)備 集中管理模式研究

葉 飛 ，周凌云，劉啟鋼，席江月

（1.中國鐵道科學(xué)研究院 研究生部，北京 100081；2.中國鐵道科學(xué)研究院集團有限公司 運輸及經(jīng)濟 研究所，北京 100081）

0 引言

鐵路貨運場站是鐵路拓展現(xiàn)代物流、延伸服務(wù)鏈的重要場所，更是提升高附加值貨物運量的重要載體。近年來，國家交通強國戰(zhàn)略要求大力推進貨運場站數(shù)字化、智能化建設(shè)，提升物流服務(wù)保障能力?！督煌◤妵ㄔO(shè)綱要》（中發(fā)[2019] 39號）明確提出，推廣新能源、清潔能源、智能化、數(shù)字化、輕量化、環(huán)保型交通裝備及成套技術(shù)裝備?！缎聲r代交通強國鐵路先行規(guī)劃綱要》（鐵發(fā)改[2020] 129號）明確提出，加快人、貨、車、場等全要素全過程數(shù)字化、網(wǎng)聯(lián)化和高效匹配，發(fā)展無人智慧場站，推進貨運裝卸作業(yè)及物流倉儲、裝卸設(shè)備及配載智能化。鐵路貨運場站設(shè)施設(shè)備是場站內(nèi)物流環(huán)節(jié)順暢運作的載體和基礎(chǔ)，當前以人工作業(yè)為主的分散式調(diào)度、運用、防護等操作，難以滿足鐵路物流服務(wù)延伸拓展和精細化運營管理需要。因此，考慮智能感知技術(shù)在鐵路貨運場站內(nèi)逐步應(yīng)用，研究提出鐵路貨運場站物流設(shè)施設(shè)備集中管理模式，為提升鐵路貨運場站物流服務(wù)質(zhì)量，助力鐵路貨運場站智能化發(fā)展提供技術(shù)支撐。當前，國內(nèi)學(xué)者主要圍繞貨運場站物流服務(wù)延伸[1]、 貨運安全管理[2]、智能服務(wù)平臺[3]等進行探討。如何充分發(fā)揮設(shè)施設(shè)備作用，提升貨運場站物流服務(wù)效能，成為推動鐵路貨運向綜合物流服務(wù)商轉(zhuǎn)型所面臨的重要問題。因此，立足鐵路貨運場站物流設(shè)施設(shè)備運用管理現(xiàn)狀及問題，構(gòu)建“設(shè)施設(shè)備配置—狀態(tài)采集—信息決策—場景應(yīng)用”物流設(shè)施設(shè)備集中管理模式，結(jié)合鐵路貨運場站發(fā)展現(xiàn)狀提出設(shè)施設(shè)備集中管理模式實施對策建議，為鐵路貨運場站物流業(yè)務(wù)延伸拓展提供基礎(chǔ)支撐。

1 鐵路貨運場站物流設(shè)施設(shè)備運用管理現(xiàn)狀分析

當前鐵路貨運場站設(shè)施設(shè)備按照分散式管理模式，作業(yè)狀態(tài)分散盯控、物流業(yè)務(wù)分散組織、設(shè)施設(shè)備分散運用，依賴人工經(jīng)驗開展調(diào)度指揮和生產(chǎn)組織，環(huán)節(jié)銜接不緊密、作業(yè)效率有待提高。以客戶提報需求后的貨物發(fā)送作業(yè)流程為例，貨物發(fā)送作業(yè)流程主要環(huán)節(jié)如圖1所示，鐵路貨運場站設(shè)施設(shè)備相關(guān)貨運崗位如圖2所示。貨物發(fā)送作業(yè)流程主要環(huán)節(jié)為：客戶通過電話提報接取送達或自行預(yù)約進站需求后，由司機將貨物運送進站。在場站大門處由貨運員對車輛、貨物等信息進行核驗，開啟大門后依據(jù)經(jīng)驗對車輛進行引導(dǎo)。對集裝箱貨物，由外勤貨運員在場站大門或指定位置進行交接檢查，確認無誤后由客戶進行施封，再由正面吊或軌道吊卸至集裝箱堆場的指定箱區(qū)箱位進行堆存；對整車貨物，由貨運員以視檢或機檢方式對混裝貨物進行安檢查危，并對貨物進行清點核對，裝卸司機按照裝卸計劃將貨物卸至貨運值班員指定的貨區(qū)貨位。在貨車車輛入線后，由貨運值班員組織裝卸班組進行裝車作業(yè)，完畢后通知車站進行取車作業(yè)。可以看出，當前鐵路貨運場站設(shè)施設(shè)備運用管理涉及主體較多、覆蓋環(huán)節(jié)較廣、管理難度較大。

從鐵路貨運場站物流設(shè)施設(shè)備運用管理現(xiàn)狀來看，分散式管理模式主要存在問題為：與物流業(yè)務(wù)、運營管理、安全防護等一體化管理要求存在錯配，對專業(yè)物流發(fā)展支撐不足，對精細化物流組織需求適應(yīng)不足。

（1）物流設(shè)施設(shè)備分散式經(jīng)驗調(diào)度與場站一體化管理要求存在錯配。一是設(shè)施設(shè)備調(diào)度決策主要依賴人工經(jīng)驗決策，作業(yè)效率、作業(yè)時間難以把控，影響鐵路貨運場站作業(yè)能力的整體優(yōu)化；二是貨運場站內(nèi)各物流環(huán)節(jié)分散決策，貨運員、貨運調(diào)度員、裝卸值班員等各自形成獨立的設(shè)施設(shè)備運用調(diào)度決策方案，相互之間銜接不緊密，造成貨物在站內(nèi)等待時間較長。

（2）物流設(shè)施設(shè)備功能配置對專業(yè)物流發(fā)展支撐不足。一是設(shè)施設(shè)備對包裝成件貨物、鮮活易腐貨物等專業(yè)物流功能需求適應(yīng)性不足，尚未配置具備包裝、加工、分撥等功能的物流設(shè)施設(shè)備；二是設(shè)施設(shè)備運用效率不能滿足高附加值貨物精細化物流組織需要，以裝卸作業(yè)為例，人力裝卸仍是包裝成件貨物主要裝卸方式，按照“人力裝卸+叉車搬運”方式組織裝卸車作業(yè)，作業(yè)效率不高、作業(yè)成本較高、安全隱患激增。

（3）設(shè)施設(shè)備狀態(tài)人眼盯控對精細化物流組織需求適應(yīng)不足。一是設(shè)施設(shè)備作業(yè)狀態(tài)掌握不足，門吊、叉車、鐵鞋等設(shè)備的位置、高度、距離等信息完全依賴人眼盯控，對貨物損壞、貨物盜失等現(xiàn)象難以及時發(fā)現(xiàn)，難以確保作業(yè)質(zhì)量和安全水平；二是設(shè)施設(shè)備環(huán)境狀態(tài)掌握不足，溫度、濕度、風(fēng)力等環(huán)境狀態(tài)主要依靠人工經(jīng)驗判斷，從而確定能否開展作業(yè)，難以確保作業(yè)環(huán)境安全。

2 鐵路貨運場站物流設(shè)施設(shè)備集中管理模式設(shè)計

針對鐵路貨運場站物流設(shè)施設(shè)備分散式管理難以滿足專業(yè)物流延伸拓展和運營管理的突出問題，基于物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、5G通信等先進技術(shù)在時空定位、溫度感知、遠程控制等場景下的應(yīng)用，推動鐵路貨運場站設(shè)施設(shè)備從人眼盯控向狀態(tài)感知、從分散管理向集中管理、從經(jīng)驗決策向智能決策轉(zhuǎn)型升級，構(gòu)建鐵路貨運場站內(nèi)物流設(shè)施設(shè)備集中管理模式，為提升鐵路貨運場站經(jīng)營能力、作業(yè)效率、安防水平提供技術(shù)支撐。

2.1 設(shè)計目標

鐵路貨運場站物流設(shè)施設(shè)備集中管理的目標是實現(xiàn)鐵路貨運場站物流資源優(yōu)化配置，進一步提升物流組織效率、安全防護能力、物流服務(wù)水平，表現(xiàn)為物流組織一體化、現(xiàn)場作業(yè)少人化、安全防護可視化、客戶服務(wù)便捷化，為拓展高質(zhì)量專業(yè)物流服務(wù)提供支撐[4]。

（1）物流組織一體化。解決傳統(tǒng)依賴人眼現(xiàn)場盯控、遠程呼叫確認的分散作業(yè)組織方式所產(chǎn)生的作業(yè)銜接不緊密問題，將各崗位人員集中設(shè)置，實現(xiàn)物流各環(huán)節(jié)生產(chǎn)組織、安全防護、調(diào)度指揮等集中決策，避免信息不對稱造成的決策失效、決策效率不高等問題，實現(xiàn)物流組織一體化[5-6]。

（2）現(xiàn)場作業(yè)少人化。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的集成部署，能夠?qū)崟r掌握鐵路物流設(shè)施設(shè)備作業(yè)狀態(tài)和環(huán)境狀態(tài)，實現(xiàn)設(shè)施設(shè)備行為狀態(tài)的智能感知。通過設(shè)施設(shè)備的集中管理，大幅減少現(xiàn)場盯控、安全防護的人員，優(yōu)化調(diào)整部分作業(yè)強度不高的崗位設(shè)置。進一步運用遠程控制技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)施設(shè)備集群遠程控制，實現(xiàn)設(shè)施設(shè)備智能化操作，減少現(xiàn)場操作人員數(shù)量。

（3）安全防護可視化。鐵路貨運場站安全事故多由于設(shè)備與設(shè)施、設(shè)備、人員、貨物等對象的碰撞產(chǎn)生，造成設(shè)施設(shè)備和貨物損壞、人員傷亡。集中管理模式下，鐵路貨運場站物流設(shè)施設(shè)備集中監(jiān)控能夠?qū)崿F(xiàn)軌跡追蹤、環(huán)境監(jiān)控、行為控制，以可視化為基礎(chǔ)構(gòu)建貨運場站內(nèi)立體化安防體系，有效減少和避免安全事故發(fā)生。

（4）客戶服務(wù)便捷化。當前鐵路貨運場站僅提供貨物在站內(nèi)或在途狀態(tài)信息查詢，難以滿足客戶對高附加值貨物多維度狀態(tài)查詢需求。在物流設(shè)施設(shè)備集中管理模式下，不僅能為客戶提供站內(nèi)實時位置和移動軌跡，也可提供貨物倉儲的溫度、濕度、壓強等環(huán)境信息，滿足客戶掌握多維度貨物狀態(tài)信息的需求。

2.2 設(shè)計思路

鐵路貨運場站物流設(shè)施設(shè)備集中管理和分散管理，其本質(zhì)區(qū)別在于各環(huán)節(jié)的設(shè)施設(shè)備管理權(quán)限歸屬不同。集中管理模式是指由單一部門進行跨環(huán)節(jié)設(shè)施設(shè)備管理，實現(xiàn)統(tǒng)一指揮、集中領(lǐng)導(dǎo)，對場站物流設(shè)施設(shè)備運營管理實行集中控制；分散管理是指由各環(huán)節(jié)負責部門進行環(huán)節(jié)內(nèi)設(shè)施設(shè)備管理，但跨環(huán)節(jié)溝通成本較高[7]。通過建成鐵路貨運場站智能生產(chǎn)和安全管理指揮中心，承擔鐵路貨運場站內(nèi)生產(chǎn)作業(yè)、管理決策、安全防護等運營管理職責，能夠?qū)崿F(xiàn)鐵路貨運場站內(nèi)物流作業(yè)全過程調(diào)度指揮。因此，以鐵路貨運場站智能生產(chǎn)和安全管理指揮中心為載體，以設(shè)施設(shè)備環(huán)境狀態(tài)和作業(yè)狀態(tài)數(shù)字化為基礎(chǔ)，按照“信息集中、崗位集中、管理集中”思路，創(chuàng)新鐵路貨運場站設(shè)施設(shè)備集中管理模式，推進鐵路貨運場站物流業(yè)務(wù)一體化組織、運營管理一體化決策、安全防護一體化管控。鐵路貨運場站設(shè)施設(shè)備集中管理模式實施思路如圖3所示。在信息采集方面，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)物流設(shè)施設(shè)備作業(yè)狀態(tài)、走行狀態(tài)信息的實時、精準采集，集中管理模式能夠暢通場站內(nèi)各物流環(huán)節(jié)間信息交互通道，實現(xiàn)設(shè)施設(shè)備全方位、全過程狀態(tài)監(jiān)控，解決由于信息采集不全造成的決策失誤問題；在崗位設(shè)置方面，集中管理模式能夠解決傳統(tǒng)不同崗位忙閑不均的問題，推動貨運及物流崗位“一崗多能”深化應(yīng)用；在調(diào)度指揮方面，集中管理模式能夠解決傳統(tǒng)各環(huán)節(jié)溝通成本較高的問題，推動鐵路貨運場站內(nèi)引導(dǎo)、裝卸、倉儲、配送等環(huán)節(jié)無縫銜接。

2.3 模式構(gòu)成

鐵路貨運場站設(shè)施設(shè)備集中管理模式主要涉及設(shè)施設(shè)備配置、信息采集、場站管控、場景應(yīng)用的一體化管理。

（1）設(shè)施設(shè)備配置。主要是指鐵路貨運場站內(nèi)傳統(tǒng)貨運設(shè)施設(shè)備配置和拓展現(xiàn)代物流業(yè)務(wù)配置的物流設(shè)施設(shè)備配置。傳統(tǒng)貨運設(shè)施設(shè)備包括叉車、軌道吊、脫軌器、倉庫、雨棚、堆場、箱區(qū)箱位/貨區(qū)貨位、安檢設(shè)備等設(shè)施設(shè)備；物流設(shè)施設(shè)備包括分撥設(shè)備、包裝設(shè)備、傳送設(shè)備、現(xiàn)代化物流倉庫等[8]。

（2）信息采集。主要是通過物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備對設(shè)施設(shè)備環(huán)境狀態(tài)和作業(yè)狀態(tài)的多維度、全過程信息采集。一是設(shè)施設(shè)備環(huán)境狀態(tài)感知，對溫度、濕度、壓強、煙霧、風(fēng)速、雨量等狀態(tài)信息進行智能感知，能夠?qū)Σ涣继鞖夂臀ｋU環(huán)境實現(xiàn)智能告警；二是設(shè)施設(shè)備作業(yè)狀態(tài)感知，對設(shè)施設(shè)備的時空位置、走行距離、吊裝高度、重量感知、碰撞感知等行為狀態(tài)信息進行智能感知，能夠?qū)崟r作業(yè)行為狀態(tài)實現(xiàn)全過程監(jiān)控。

（3）場站管控。鐵路貨運場站設(shè)施設(shè)備的狀態(tài)信息全部匯集在智能生產(chǎn)和安全管理指揮中心，面向物流業(yè)務(wù)場景提供安全防護、生產(chǎn)作業(yè)、管理決策三大功能。一是安全防護功能，主要是對生產(chǎn)行為、交通行為和作業(yè)環(huán)境的安全防護，通過貨運場站內(nèi)各物流要素狀態(tài)可視化管理，實現(xiàn)道口防護、沖突預(yù)判、防護信號布設(shè)與撤除等功能，確保各物流要素可視、可控；二是生產(chǎn)作業(yè)功能，主要是通過設(shè)備遠程控制、低延時傳輸?shù)燃夹g(shù)，實現(xiàn)預(yù)約審核、貨物清點核對、安檢查危、裝卸遠控等功能，改善崗位作業(yè)環(huán)境，推動物流業(yè)務(wù)一體化組織；三是管理決策功能，主要實現(xiàn)對站內(nèi)引導(dǎo)計劃、箱區(qū)箱位/貨區(qū)貨位動態(tài)管理計劃、裝卸任務(wù)分派計劃、貨物堆存計劃等的智能編制，推進運營管理一體化決策。

（4）場景應(yīng)用。鐵路貨運場站作為未來鐵路拓展白貨物流的重要場所，設(shè)施設(shè)備運用管理需要以行業(yè)物流需求為導(dǎo)向。因此，智能生產(chǎn)和安全管理指揮中心將服務(wù)于集裝箱物流、家電物流、日化用品物流、冷鏈物流、食品物流等行業(yè)物流，提升貨運場站內(nèi)鐵路行業(yè)物流服務(wù)能力與質(zhì)量，逐漸打造現(xiàn)代物流服務(wù)品牌。

3 鐵路貨運場站物流設(shè)施設(shè)備集中管理對策建議

鐵路貨運場站設(shè)施設(shè)備集中管理模式的實施應(yīng)用是一項復(fù)雜系統(tǒng)工程，涉及要素眾多、實現(xiàn)周期較長，需要系統(tǒng)建設(shè)、流程優(yōu)化、制度配套、技術(shù)創(chuàng)新等多方面配套支撐。

（1）分步推進指揮中心建設(shè)。按照“整體規(guī)劃、分步實施”思路推進智能生產(chǎn)和安全管理指揮中心設(shè)計建設(shè)。一是充分考慮傳統(tǒng)貨運業(yè)務(wù)和新興物流業(yè)務(wù)運作需要，在貨運場站整體規(guī)劃中系統(tǒng)設(shè)計具體的安全防護、生產(chǎn)作業(yè)、管理決策等業(yè)務(wù)功能，確保滿足場站內(nèi)行業(yè)物流生產(chǎn)組織和安全管理需要；二是考慮貨運場站業(yè)務(wù)量和空間分布等因素，按照站段集中或網(wǎng)點集中方式進行部署，減少建設(shè)投入成本和系統(tǒng)建設(shè)成本；三是根據(jù)場站內(nèi)生產(chǎn)組織需要，有序推進智能門閘、道口防護、倉庫監(jiān)控、站內(nèi)引導(dǎo)、方案設(shè)計等信息系統(tǒng)建設(shè)，逐步支撐智能生產(chǎn)和安全管理指揮中心的功能實現(xiàn)。

（2）加快實施業(yè)務(wù)流程優(yōu)化?？紤]業(yè)務(wù)場景、業(yè)務(wù)規(guī)模、物流類型等因素，推進物流業(yè)務(wù)流程優(yōu)化。一是有序推進貨運業(yè)務(wù)流程優(yōu)化，以“一崗多能”為核心推進鐵路貨運崗位優(yōu)化；二是個性化設(shè)計物流業(yè)務(wù)流線，面向部分貨運場站拓展配送、加工、倉儲等物流業(yè)態(tài)需要，以貨物等待時間最小化、設(shè)施設(shè)備運用效率最大化為目標優(yōu)化物流作業(yè)流程，支撐貨運場站內(nèi)聯(lián)運組織順暢銜接。

（3）適時配套貨運規(guī)章制度。當前以《鐵路貨物運輸管理規(guī)則》《鐵路貨物運輸規(guī)程》為核心的鐵路貨運規(guī)章制度，部分內(nèi)容已不適應(yīng)先進技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用。因此，需要根據(jù)鐵路貨運場站設(shè)施設(shè)備集中管理模式建設(shè)進度情況，適時優(yōu)化完善相應(yīng)貨運規(guī)章制度，提升鐵路貨運場站管理能力[9]。

（4）加快組織智能技術(shù)創(chuàng)新。智能感知、圖像識別等先進技術(shù)商業(yè)化應(yīng)用逐步完善，但在鐵路場景下的應(yīng)用尚不成熟，需要加快推進先進技術(shù)在鐵路貨運場站業(yè)務(wù)場景下的本地化應(yīng)用創(chuàng)新。一是推動多維度感知設(shè)備集成和配置技術(shù)創(chuàng)新，實現(xiàn)鐵路物流設(shè)施設(shè)備狀態(tài)數(shù)字化；二是加快推進遠程控制、智能決策等技術(shù)創(chuàng)新，支撐設(shè)施設(shè)備集群管理、業(yè)務(wù)一體化經(jīng)營的實現(xiàn)。

4 結(jié)束語

加快推進鐵路貨運場站物流設(shè)施設(shè)備集中管理模式的建設(shè)，能夠有力推動鐵路智能貨運場站建設(shè)和鐵路智能物流發(fā)展，助力鐵路貨運高質(zhì)量發(fā)展。貨運場站設(shè)施設(shè)備集中管理模式構(gòu)建僅提出了頂層設(shè)計，仍有一系列關(guān)鍵技術(shù)問題和運營管理問題需要持續(xù)跟進和深化研究。結(jié)合人工智能、遠程控制等技術(shù)日益成熟的發(fā)展現(xiàn)狀，下一步應(yīng)重點圍繞設(shè)施設(shè)備統(tǒng)型、智能技術(shù)應(yīng)用等展開深化研究，為鐵路貨運場站物流設(shè)施設(shè)備集中管理提供技術(shù)支撐。