朔黃鐵路貨場(chǎng)智慧平臺(tái)建設(shè)方案研究

李 樂(lè)

（國(guó)能運(yùn)輸技術(shù)研究院有限責(zé)任公司,北京 100080）

現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸體系提出“運(yùn)輸服務(wù)更加高效、技術(shù)裝備更加先進(jìn)”的發(fā)展目標(biāo)；“雙碳”戰(zhàn)略引導(dǎo)我國(guó)鐵路進(jìn)行綠色低碳轉(zhuǎn)型，提升貨運(yùn)組織效率[1]；國(guó)家綜合立體交通網(wǎng)推進(jìn)交通基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)與運(yùn)輸服務(wù)網(wǎng)、信息網(wǎng)、能源網(wǎng)融合發(fā)展；交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略針對(duì)鐵路科技創(chuàng)新從“框架體系、建造技術(shù)、智能平臺(tái)”等多個(gè)維度提出要突破、掌握智慧鐵路核心技術(shù)的要求。

朔黃（朔州—黃驊）鐵路是神黃（神池南—黃驊港）鐵路的重要組成部分，主要以煤炭運(yùn)輸為主[2]。沿線的貨場(chǎng)裝卸設(shè)施設(shè)備主要基于大宗貨物運(yùn)輸?shù)男枨筮M(jìn)行配置[3]，尚未進(jìn)行相應(yīng)的智能化貨場(chǎng)改建，仍處于傳統(tǒng)鐵路貨場(chǎng)發(fā)到裝卸階段，其物流配送方式信息化、智能化程度不高[4]，信息資源共享不足，導(dǎo)致作業(yè)效率低、物流增值服務(wù)不足等現(xiàn)象發(fā)生；貨場(chǎng)內(nèi)各環(huán)節(jié)作業(yè)效率低，作業(yè)流程前后銜接不暢，過(guò)于依賴(lài)人工進(jìn)行信息錄入、傳遞，缺乏智能化的裝備、設(shè)施和服務(wù)系統(tǒng)對(duì)場(chǎng)內(nèi)作業(yè)進(jìn)行數(shù)字化、智能化的管理[5-6]。

為響應(yīng)國(guó)家“公轉(zhuǎn)鐵”“雙碳”戰(zhàn)略的號(hào)召，提高運(yùn)輸水平，增加非煤運(yùn)輸量，滿(mǎn)足高附加值、小批量的貨物對(duì)運(yùn)輸提出的快捷性、安全性、機(jī)動(dòng)性等要求，提高鐵路貨運(yùn)競(jìng)爭(zhēng)力，亟需進(jìn)行朔黃鐵路沿線貨場(chǎng)的智慧化建設(shè)及設(shè)備改造，實(shí)現(xiàn)貨場(chǎng)的全方位信息化管理[7-8]，促進(jìn)運(yùn)輸結(jié)構(gòu)調(diào)整。為此，本文基于朔黃鐵路貨物運(yùn)輸和貨場(chǎng)建設(shè)需求，設(shè)計(jì)了朔黃鐵路貨場(chǎng)智慧平臺(tái)。

1 朔黃鐵路貨場(chǎng)智慧平臺(tái)架構(gòu)

截至2020 年，朔黃鐵路非煤運(yùn)輸僅完成1951.21萬(wàn)t，距離2025 年不低于5000 萬(wàn)t 的目標(biāo)存在顯著差距。通過(guò)充分分析朔黃鐵路貨場(chǎng)貨運(yùn)需求，梳理貨場(chǎng)作業(yè)流程和環(huán)節(jié)，構(gòu)建貨場(chǎng)智慧平臺(tái)架構(gòu)，如圖1 所示。

圖1 朔黃鐵路貨場(chǎng)智慧平臺(tái)架構(gòu)

（1）貨主服務(wù)層：以線上、線下相結(jié)合的形式，充實(shí)服務(wù)內(nèi)容，提升服務(wù)水平。

（2）生產(chǎn)組織層：對(duì)生產(chǎn)信息進(jìn)行自動(dòng)采集、整合和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)貨場(chǎng)外勤、裝卸、物流和門(mén)衛(wèi)作業(yè)自動(dòng)化，提高生產(chǎn)組織作業(yè)效率。

（3）安全管理層：通過(guò)貨場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控覆蓋、作業(yè)可視化追蹤和風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)監(jiān)測(cè)，保障作業(yè)安全。

（4）市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)層：構(gòu)建市場(chǎng)監(jiān)測(cè)和客戶(hù)管理系統(tǒng)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行集成分析，制定營(yíng)銷(xiāo)策略。

（5）分析決策層：利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)決策。

2 平臺(tái)功能

朔黃鐵路貨場(chǎng)智慧平臺(tái)功能架構(gòu)如圖2 所示，包括貨場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)、貨場(chǎng)移動(dòng)終端、貨場(chǎng)貨運(yùn)作業(yè)分析系統(tǒng)和貨場(chǎng)工作人員賦能提升系統(tǒng)的功能。

圖2 朔黃鐵路貨場(chǎng)智慧平臺(tái)功能架構(gòu)

2.1 貨場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)功能

（1）智能識(shí)別：主要用于入場(chǎng)人員、車(chē)輛和機(jī)具信息的識(shí)別登記。

（2）視頻監(jiān)管：利用在貨場(chǎng)內(nèi)大門(mén)側(cè)、貨線側(cè)布置的攝像設(shè)備進(jìn)行視頻監(jiān)控，以便對(duì)車(chē)輛、人員異常移動(dòng)、車(chē)輛速度、作業(yè)污染和車(chē)輛違規(guī)行駛等情況進(jìn)行偵測(cè)，并對(duì)違規(guī)作業(yè)的行為進(jìn)行自動(dòng)語(yǔ)音和人工語(yǔ)音干預(yù)。

（3）智能引導(dǎo)：通過(guò)對(duì)車(chē)輛智能放行，規(guī)劃貨場(chǎng)內(nèi)車(chē)輛走行線路，引導(dǎo)車(chē)輛移動(dòng)、貨物裝載、貨物查驗(yàn)和貨車(chē)排隊(duì)檢測(cè)。

2.2 貨場(chǎng)移動(dòng)終端功能

（1）任務(wù)查看：查看下發(fā)到貨場(chǎng)的所有作業(yè)任務(wù)，包括車(chē)次、作業(yè)類(lèi)型、品名、數(shù)量等信息。

（2）任務(wù)執(zhí)行：外勤人員需要嚴(yán)格按照既定的作業(yè)流程，對(duì)任務(wù)進(jìn)行確認(rèn)；通過(guò)終端相機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行圖片、視頻拍攝，將其實(shí)時(shí)上傳到朔黃鐵路貨場(chǎng)智慧平臺(tái)并進(jìn)行統(tǒng)一保存，支持后期檢索查詢(xún)。

（3）消息查看：外勤人員獲取本平臺(tái)下發(fā)的各種信息，包括內(nèi)部審核提示信息、預(yù)警信息、應(yīng)急預(yù)案推送、當(dāng)前作業(yè)任務(wù)進(jìn)度提醒等消息。

（4）終端作業(yè)：外勤人員通過(guò)使用移動(dòng)終端設(shè)備進(jìn)行貨場(chǎng)作業(yè)、倉(cāng)儲(chǔ)管理和設(shè)備管理。

2.3 貨場(chǎng)貨運(yùn)作業(yè)分析系統(tǒng)功能

（1）門(mén)框式貨檢、列檢：對(duì)貨物裝載狀態(tài)智能檢測(cè)，朔黃鐵路貨場(chǎng)智慧平臺(tái)支持超限判斷、偏載檢測(cè)、超重檢測(cè)、篷布檢測(cè)、車(chē)號(hào)識(shí)別、集裝箱號(hào)、身份正確性監(jiān)測(cè)、列車(chē)三檢、安全門(mén)限閥值、存儲(chǔ)設(shè)置、監(jiān)測(cè)告警、輔助決策等功能。

（2）無(wú)人機(jī)巡檢：配置無(wú)人機(jī)對(duì)貨場(chǎng)作業(yè)實(shí)時(shí)巡檢，通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸巡檢視頻、圖像信息，實(shí)現(xiàn)貨場(chǎng)級(jí)、工隊(duì)級(jí)和貨場(chǎng)調(diào)度中心級(jí)的三級(jí)管理。

（3）智慧分析決策：分析決策以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，自動(dòng)匯總分析并生成調(diào)度值班報(bào)表，可視化動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)展示作業(yè)數(shù)據(jù)，支持個(gè)性化檢索、定制化報(bào)表等功能。

（4）智能集裝箱作業(yè)：支持集裝箱箱號(hào)識(shí)別定位、堆場(chǎng)可視化管理、吊箱作業(yè)優(yōu)化、集裝箱作業(yè)監(jiān)控、智能開(kāi)箱驗(yàn)貨等功能。

2.4 貨場(chǎng)工作人員賦能提升系統(tǒng)功能

（1）關(guān)鍵崗位人員適應(yīng)性提升：從記憶能力、注意能力、操作能力、知覺(jué)與思維能力、心理能力等方面確定貨場(chǎng)作業(yè)安全適應(yīng)性測(cè)評(píng)指標(biāo)體系，實(shí)現(xiàn)貨場(chǎng)關(guān)鍵崗位適應(yīng)性選拔與提升。

（2）人員智慧管控：建立人員檔案庫(kù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)貨場(chǎng)作業(yè)人員全職業(yè)周期的作業(yè)安全和作業(yè)績(jī)效管理；對(duì)人員檔案信息進(jìn)行細(xì)化，如貨場(chǎng)、工隊(duì)、班組人員安全信息和作業(yè)信息等，在需要調(diào)整時(shí)，對(duì)員工進(jìn)行靈活調(diào)控，保障工作順利實(shí)施。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 智能識(shí)別

結(jié)合沿線各類(lèi)貨場(chǎng)內(nèi)不同功能區(qū)的設(shè)施工況場(chǎng)景，基于5G 移動(dòng)通信、北斗高精度定位、人工智能圖像識(shí)別、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)貨場(chǎng)內(nèi)物流要素信息自動(dòng)采集、傳輸和存儲(chǔ)，并對(duì)貨場(chǎng)內(nèi)外部車(chē)輛運(yùn)行路徑精準(zhǔn)規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的精準(zhǔn)對(duì)接；實(shí)現(xiàn)聯(lián)運(yùn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)的信息充分共享。

3.2 智能定位

基于無(wú)載波通信智能移動(dòng)定位系統(tǒng)，定位精度達(dá)厘米級(jí)，支持移動(dòng)監(jiān)測(cè)、停留監(jiān)測(cè)和行為監(jiān)測(cè)，并配置測(cè)速雷達(dá)，跟蹤車(chē)輛速度。通過(guò)在無(wú)載波通信智能移動(dòng)定位系統(tǒng)中輸入對(duì)應(yīng)貨場(chǎng)的位置和任務(wù)信息，在平面圖中進(jìn)行路線標(biāo)識(shí)指引來(lái)實(shí)現(xiàn)智能引導(dǎo)；對(duì)已進(jìn)入貨場(chǎng)的車(chē)輛、設(shè)備及器械進(jìn)行登記編號(hào)管理，方便隨時(shí)監(jiān)控相對(duì)應(yīng)的設(shè)備所在的位置；規(guī)范進(jìn)入貨場(chǎng)人員并進(jìn)行記錄，自動(dòng)識(shí)別入場(chǎng)車(chē)輛、自動(dòng)人臉識(shí)別入場(chǎng)人員。對(duì)于需要監(jiān)管的任務(wù)，通過(guò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)υO(shè)備異常移動(dòng)、安全防護(hù)設(shè)備佩戴情況、禁止區(qū)域監(jiān)控、車(chē)輛超速偵測(cè)、作業(yè)污染偵測(cè)及車(chē)輛違規(guī)等情況進(jìn)行有效監(jiān)控，并及時(shí)報(bào)警。

3.3 智慧營(yíng)銷(xiāo)

貨場(chǎng)智慧營(yíng)銷(xiāo)技術(shù)提高了數(shù)據(jù)分析準(zhǔn)確度，通過(guò)可視化形式，能夠?qū)⒋罅繑?shù)據(jù)集成數(shù)據(jù)圖像，以便于觀察數(shù)據(jù)及其結(jié)構(gòu)關(guān)系，從而提高數(shù)據(jù)分析精準(zhǔn)度，更好地服務(wù)于貨運(yùn)營(yíng)銷(xiāo)。智慧營(yíng)銷(xiāo)技術(shù)將數(shù)據(jù)源延伸到Oracle、DB2、SQL Server、MySQL 等領(lǐng)域，并支持?jǐn)?shù)據(jù)源ODBC 和JNDI，實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)資源共享，并可快速收集、整理市場(chǎng)行情相關(guān)信息，利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息共享，為營(yíng)銷(xiāo)人員提供市場(chǎng)資訊信息，助其找到更為精準(zhǔn)的貨運(yùn)營(yíng)銷(xiāo)方向。

4 平臺(tái)建設(shè)規(guī)劃

西柏坡貨場(chǎng)位于朔黃鐵路西柏坡站內(nèi)，需要進(jìn)行改造建設(shè)，提升貨場(chǎng)的服務(wù)功能和集裝箱作業(yè)效率，通過(guò)圖示化貨物的到達(dá)時(shí)間和位置信息，高效利用場(chǎng)地和設(shè)施設(shè)備，提升整體作業(yè)效率和服務(wù)能力。

朔黃鐵路西柏坡貨場(chǎng)智慧平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)、移動(dòng)終端、作業(yè)分析系統(tǒng)、工作人員賦能提升系統(tǒng)建設(shè)方案和各階段建設(shè)內(nèi)容如圖3 所示。計(jì)劃于2025 年初步完成貨場(chǎng)的智慧化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)貨場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)信息識(shí)別、視頻監(jiān)管、智能引導(dǎo)功能；實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端系統(tǒng)任務(wù)查看、任務(wù)執(zhí)行、消息查看功能；實(shí)現(xiàn)貨運(yùn)作業(yè)分析系統(tǒng)的門(mén)框式貨檢、列檢功能、無(wú)人機(jī)巡檢、智慧分析決策功能；實(shí)現(xiàn)人員賦能提升系統(tǒng)的關(guān)鍵崗位適應(yīng)性提升、作業(yè)安全適應(yīng)性測(cè)評(píng)、人員智慧管控功能。到2030 年，全面完成貨場(chǎng)的智慧化建設(shè)，在完善上述功能的基礎(chǔ)上增加智能識(shí)別、終端作業(yè)和智能集裝箱作業(yè)等功能。

圖3 西柏坡貨場(chǎng)智慧平臺(tái)建設(shè)方案

5 結(jié)束語(yǔ)

朔黃鐵路貨場(chǎng)智慧平臺(tái)建設(shè)方案基于國(guó)能朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司“一個(gè)目標(biāo)、一個(gè)引領(lǐng)、五大路徑、三個(gè)保障”的發(fā)展戰(zhàn)略和有效規(guī)劃“綠色、安全、高效、智慧、重載”的發(fā)展路徑，打造數(shù)字智能的運(yùn)輸服務(wù)體系，在信息技術(shù)不斷完善并在鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域得到應(yīng)用的背景下，對(duì)朔黃鐵路貨場(chǎng)智慧平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)、移動(dòng)終端、作業(yè)分析系統(tǒng)和工作人員賦能提升系統(tǒng)的功能進(jìn)行設(shè)計(jì)。旨在通過(guò)透明化、全方位的監(jiān)管貨場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，形成貨場(chǎng)作業(yè)動(dòng)態(tài)信息的實(shí)時(shí)反饋，進(jìn)而合理安排作業(yè)計(jì)劃，提升作業(yè)安全水平，促進(jìn)運(yùn)輸結(jié)構(gòu)調(diào)整，提高運(yùn)輸能力和經(jīng)濟(jì)效益。