于曉東

(中國鐵路武漢局集團有限公司 貨運部，湖北 武漢 430074)

《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》提出加快建設(shè)交通強國，構(gòu)建多層級、一體化綜合交通樞紐體系?！吨袊鴩诣F路集團有限公司“十四五”發(fā)展規(guī)劃》(鐵發(fā)改〔2022〕69號)提出發(fā)展高效集約的貨運物流體系，拓展全供應(yīng)鏈物流服務(wù)、打造貨運綜合服務(wù)平臺、發(fā)展先進貨運組織服務(wù)、優(yōu)化提升貨運服務(wù)效能，推進鐵路系統(tǒng)間及與外部環(huán)境的全面感知、泛在互聯(lián)、協(xié)同融合、主動學(xué)習和科學(xué)決策，構(gòu)建“智能建造、智能裝備、智能運營”三位一體、系統(tǒng)集成、智慧融合的現(xiàn)代智能鐵路系統(tǒng)。“十四五”時期是鐵路物流向高質(zhì)量轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵期，與社會先進物流企業(yè)相比，鐵路物流企業(yè)整體發(fā)展水平仍有一定差距，缺乏智能化發(fā)展的頂層設(shè)計，尤其是在智能化關(guān)鍵技術(shù)方面與社會物流標桿企業(yè)具有較大差距[1-2]。借鑒社會智慧物流園區(qū)先進經(jīng)驗，探討中國鐵路武漢局集團有限公司(以下簡稱“武漢局集團公司”)貨場智能化生產(chǎn)和智能化管理及智能型貨場綜合管理平臺構(gòu)建方案，用于指導(dǎo)武漢局集團公司貨運場站智能化轉(zhuǎn)型，促進武漢局集團公司貨運場站安全管理、作業(yè)效率、經(jīng)營效益、供應(yīng)鏈管理的全面升級，為推進武漢局集團公司貨運場站高質(zhì)量發(fā)展提供理論和技術(shù)支撐。

1 智能型貨場發(fā)展現(xiàn)狀及需求分析

目前，荷蘭鹿特丹港、上海洋山港四期、青島港等已構(gòu)建由岸橋起重機、場橋起重機、自動導(dǎo)向搬運車(AGV)等集裝箱搬運裝卸設(shè)備與磁釘、換電站、閘口等基礎(chǔ)設(shè)施組成的智能化裝備配置體系，基本實現(xiàn)了港口無人化作業(yè)；京東物流集團、菜鳥網(wǎng)絡(luò)科技有限公司及傳化物流集團有限公司等社會物流企業(yè)，已研發(fā)出“立體倉+搬運機器人+分揀機器人+智能倉配系統(tǒng)”智能化物流體系，人均勞動生產(chǎn)率提升了3~5倍，減少了10%的能源消耗及15%的包裝紙箱消耗。

當前，全路貨場規(guī)模在2 500個(武漢局集團公司112個)以上，大部分貨場建成時間較早，在逐步發(fā)展中形成了現(xiàn)有的貨運組織模式。在鐵路貨運逐步向現(xiàn)代化物流轉(zhuǎn)型發(fā)展的大環(huán)境中，其布局、設(shè)備、配置等已逐漸難以適應(yīng)實際需要，尤其是貨場功能，大多以貨物定點到發(fā)和車輛集結(jié)編組為主，缺少現(xiàn)代物流運輸所涉及的倉儲、配送、打包等服務(wù)功能；先進的現(xiàn)代化技術(shù)裝備在貨場中使用覆蓋率較低，機械化、智能化設(shè)備應(yīng)用程度不足；貨場整體的服務(wù)體驗不佳、安防薄弱、運營效率偏低、管理成本高、業(yè)務(wù)創(chuàng)新難。

近年來，中國國家鐵路集團有限公司加快貨運信息化建設(shè)，推進貨運票據(jù)電子化、95306網(wǎng)站、貨運站系統(tǒng)、集裝箱系統(tǒng)等重大信息化項目實施，極大優(yōu)化了鐵路貨運管理流程和作業(yè)強度，為鐵路物流智能化建設(shè)打下了良好的基礎(chǔ)。杭州北、義烏西、太原中鼎等鐵路物流基地，在既有貨運站系統(tǒng)、集裝箱系統(tǒng)等貨運管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，探索鐵路貨運場站智能化管理關(guān)鍵技術(shù)[3-5]。武漢局集團公司持續(xù)深化貨運增量行動、推進貨運高質(zhì)量發(fā)展，但在鐵路貨運場站生產(chǎn)作業(yè)、安全防護、經(jīng)營決策等方面較社會先進物流園區(qū)仍有一定差距，貨場生產(chǎn)作業(yè)多采用“人工現(xiàn)場作業(yè)+手工系統(tǒng)錄入+紙質(zhì)單據(jù)存儲”的方式，存在信息自動采集率較低、作業(yè)狀態(tài)實時監(jiān)控情況較差、協(xié)同作業(yè)難度較高等問題，導(dǎo)致貨場生產(chǎn)成本較高、能耗較大，作業(yè)效率和設(shè)備整體利用率還有很大提升空間；安全防護多采用“人防為主、物防與技防為輔”的防護方式，過度依賴人員綜合素質(zhì)，監(jiān)控圖像智能識別、智能平交道口管理、智能出入管理、風險隱患預(yù)防預(yù)警等智能化安防手段缺失，難以有效規(guī)避安全風險；經(jīng)營決策及生產(chǎn)優(yōu)化主要依托經(jīng)驗判斷，調(diào)度指揮、計劃編制、效益效能管理等缺乏有效決策依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐，鐵路貨運場站智能物流發(fā)展缺乏總體的頂層規(guī)劃，發(fā)展思路和目標尚不清楚，物流營銷、生產(chǎn)、安防、經(jīng)營等場景的智慧化建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)仍未得到有效解決[6-7]。

2 智能型物流體系架構(gòu)頂層設(shè)計

2.1 發(fā)展定位

圍繞湖北省努力開創(chuàng)“建成支點、走在前列、譜寫新篇”新局面，努力建設(shè)全國構(gòu)建新發(fā)展格局先行區(qū)，踐行交通強國鐵路先行歷史使命，充分發(fā)揮華中地區(qū)承接?xùn)|西、聯(lián)通南北的地理優(yōu)勢和長江經(jīng)濟帶鐵水聯(lián)運的交通優(yōu)勢，著力建設(shè)服務(wù)國家戰(zhàn)略的支點、筑牢服務(wù)區(qū)域發(fā)展的基點、打造全國路網(wǎng)樞紐的節(jié)點。以“統(tǒng)籌規(guī)劃、集中研發(fā)、智能引領(lǐng)、逐步推廣”為思路，以系統(tǒng)建設(shè)、裝備創(chuàng)新、信息融合、標準規(guī)范為重點，以滿足現(xiàn)場需求為宗旨，集成運用5G、人工智能、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)，實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)字化、經(jīng)營智能化、管理可視化、信息集成化，建設(shè)“便捷、暢通、綠色、集約、智慧、安全”的現(xiàn)代化鐵路物流體系，助力鐵路在綜合交通運輸體系現(xiàn)代化建設(shè)中發(fā)揮重要作用。

2.2 研究意義

依托武漢局集團公司貨運場站區(qū)位優(yōu)勢和政策優(yōu)勢，以現(xiàn)場需求為導(dǎo)向，以集成創(chuàng)新為驅(qū)動，統(tǒng)籌規(guī)劃智能型貨場建設(shè)，實現(xiàn)場站內(nèi)一鍵式生產(chǎn)作業(yè)、一站式物流服務(wù)、一體化經(jīng)營決策、一張圖安全防護，打造少人化、無人化、自動化的鐵路物流作業(yè)場所，是武漢局集團公司貨場轉(zhuǎn)型升級、驅(qū)動武漢局集團公司貨運高質(zhì)量發(fā)展、深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、助力社會物流降本增效的必然要求。通過研究明確鐵路貨場智能化建設(shè)需求，研究貨場智能化發(fā)展戰(zhàn)略定位、布局方案和推進路徑，搭建貨場智能化物流體系架構(gòu)，攻克貨場智能化生產(chǎn)和智能化管理關(guān)鍵技術(shù)，研究智能型貨場綜合管理平臺構(gòu)建方案，研究典型貨場智能化建設(shè)解決方案，為武漢局集團公司貨運場站智能化轉(zhuǎn)型升級和高質(zhì)量發(fā)展提供理論和技術(shù)支撐。

2.3 基本原則

為充分發(fā)揮各樞紐貨場功能優(yōu)勢，協(xié)同推進智能化建設(shè)與貨場設(shè)備設(shè)施改造工程，應(yīng)按照優(yōu)先規(guī)劃、分步實施、緊盯需求、融合發(fā)展、創(chuàng)新建設(shè)、先進實用、分場定策、重點突破的原則，開展武漢局集團公司貨場智能化規(guī)劃建設(shè)。

（1）優(yōu)先規(guī)劃，分步實施。武漢局集團公司智能型貨場需要滿足區(qū)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃的物流需求，按照物流需求規(guī)劃貨場的功能布局和設(shè)備配置，采用統(tǒng)一的方式進行數(shù)據(jù)采集，對通信傳輸系統(tǒng)的使用情況進行規(guī)范，為智能化貨場建設(shè)工作筑牢基礎(chǔ)。同時需要按貨場類別分步實施智能化貨場建設(shè)工作，選取試點逐步推廣，健全完善智能化貨場體系，逐步深化智能化功能在日常貨運作業(yè)中的運用，不斷提升貨場智能化水平。

（2）緊盯需求，融合發(fā)展。武漢局集團公司貨場樞紐的智能化建設(shè)需要立足于內(nèi)部的專業(yè)運作管理要求和外部的物流市場需求這2個方面，以生產(chǎn)作業(yè)、物流服務(wù)、經(jīng)營管理、安全防護等方面的實際需求為導(dǎo)向，充分考慮現(xiàn)場層面的可操作性，推進智能化貨場規(guī)劃與建設(shè)扎實落地。同時需要打破鐵路貨運信息化建設(shè)目前存在的信息不暢瓶頸，對信息暢通方面的需求予以充分重視，與貨主企業(yè)、海關(guān)港口、地方政府等主體進行充分的信息溝通與交互，針對不同類型客戶存在的不同需求，提供具有差異性、獨特性的服務(wù)，形成云端智能型貨場樞紐平臺。

（3）創(chuàng)新建設(shè)，先進實用。武漢局集團公司貨場樞紐向智能型貨場轉(zhuǎn)型升級，需要在安全、效益、效率、服務(wù)等方面進行高標準、高質(zhì)量發(fā)展，在方式和技術(shù)上對鐵路貨場現(xiàn)有的生產(chǎn)作業(yè)、運輸組織、經(jīng)營管理、安全防護等方面進行優(yōu)化與升級，構(gòu)建鐵路智能化貨場技術(shù)新體系。系統(tǒng)規(guī)劃、協(xié)同推進，完成智能化貨場的軟件研發(fā)與硬件配置，是關(guān)鍵技術(shù)方案在業(yè)務(wù)操作方面實用性的體現(xiàn)。

（4）分場定策，重點突破。需要結(jié)合武漢局集團公司各個貨場樞紐節(jié)點不同的功能定位和目前的發(fā)展環(huán)境，充分考慮貨場作業(yè)標準落實情況、作業(yè)環(huán)景復(fù)雜程度、智能技術(shù)成熟程度等多方面因素，綜合研究智能化建設(shè)在安全、效益、效率、服務(wù)等方面能夠發(fā)揮的作用，結(jié)合實際情況形成優(yōu)化策略，分級分類定制設(shè)計智能化建設(shè)方案，按照實施難易程度循序漸進地做好試點及推廣，分步有序地推進樞紐智能化建設(shè)。

2.4 組織架構(gòu)

為提供高質(zhì)量專業(yè)物流服務(wù)，實現(xiàn)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)便捷化作業(yè)模式，提出基于數(shù)字化的鐵路貨運場站物流設(shè)備設(shè)施集中管理模式。其設(shè)計思路是以鐵路貨運生產(chǎn)作業(yè)與管控平臺為載體，實現(xiàn)貨運場站要素狀態(tài)信息數(shù)據(jù)采集、分析、共享功能，完成設(shè)備設(shè)施作業(yè)情況、貨場環(huán)境狀態(tài)的數(shù)字化，并以此為基礎(chǔ)，按照集中信息、集中崗位、集中管理的思路，推進鐵路貨場生產(chǎn)作業(yè)集成管控模式，促進貨場作業(yè)各環(huán)節(jié)狀態(tài)信息匯集聯(lián)動，推進鐵路貨運場站物流組織一體化、現(xiàn)場作業(yè)少人化、安全防護可視化、客戶服務(wù)便捷化，實現(xiàn)鐵路貨運場站服務(wù)質(zhì)量、運營效益、作業(yè)效率、安全水平的提升。武漢局集團公司智能型鐵路貨運場站生產(chǎn)集成管控模式設(shè)計思路如圖1所示。

圖1 武漢局集團公司智能型鐵路貨運場站生產(chǎn)集成管控模式設(shè)計思路Fig.1 Design concept of integrated management and control mode for intelligent railway freight yards in Wuhan Railway Group Company

信息方面，基于物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物流狀態(tài)信息及時、準確采集，武漢局集團公司智能型鐵路貨運場站生產(chǎn)集成管控模式能夠暢通物流信息交互渠道，實現(xiàn)物流信息共享，對物流設(shè)備設(shè)施的運作情況進行全過程、全方位監(jiān)督盯控，重點解決由于物流信息采集不完整、傳輸不暢通導(dǎo)致在決策上出現(xiàn)失誤。崗位方面，武漢局集團公司智能型鐵路貨運場站生產(chǎn)集成管控模式能夠解決各崗位現(xiàn)場作業(yè)勞動力配置不均勻問題，積極推動貨運崗位“一崗多能”應(yīng)用推廣。管理方面，武漢局集團公司智能型鐵路貨運場站生產(chǎn)集成管控模式能夠有效推動貨場內(nèi)倉儲、裝卸、分撥、配送等作業(yè)環(huán)節(jié)無縫銜接，降低生產(chǎn)作業(yè)成本。

（1）設(shè)備設(shè)施配置。傳統(tǒng)貨運作業(yè)常用的設(shè)備設(shè)施包括起重裝載機具、站臺叉車類小型運輸機具、倉庫雨棚類固定設(shè)施、安檢查危檢測設(shè)備等；現(xiàn)代化鐵路物流設(shè)備設(shè)施包括單元化集裝設(shè)備、自動化裝卸設(shè)備、智能化分撥設(shè)備、中小型智能機器人等。

（2）信息采集匯總。通過各類傳感器設(shè)備，充分利用物聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢，對貨場人員作業(yè)情況、裝卸設(shè)備運行情況、貨場環(huán)境狀態(tài)情況等進行全過程、全方位的信息采集與匯總。一是通過對溫濕度、風速風向、降雨情況、霧天情況、高溫情況、大氣壓強等外部自然環(huán)境情況進行智能采集并匯總分析，實現(xiàn)對不良天氣、危險環(huán)境等情況進行智能告警；二是通過對貨場中設(shè)備設(shè)施所產(chǎn)生的作業(yè)位置變化、裝載質(zhì)量變化、人員走行距離變化、貨物吊裝高度變化、車輛碰撞情況等內(nèi)部作業(yè)行為與狀態(tài)信息進行智能采集并匯總分析，實現(xiàn)對作業(yè)狀態(tài)的全過程、全方位實時監(jiān)控。

（3）貨運場站管控。由信息處理中心對貨運場站設(shè)備設(shè)施所產(chǎn)生的各類狀態(tài)信息進行統(tǒng)一匯總分析，并對采集到的信息進行系統(tǒng)性處理，實現(xiàn)安全防護輔助、遠程作業(yè)輔助、管理決策輔助“三大輔助”功能。①安全防護輔助。通過貨運場站信息可視化管理，實現(xiàn)防護信號監(jiān)控、道口實時防護、沖突提前研判等功能，從而對現(xiàn)場作業(yè)安全防護起到輔助作用。②遠程作業(yè)輔助。通過遠程操作控制、低延時信息傳輸?shù)燃夹g(shù)，實現(xiàn)遠端開展安檢查危、裝卸盯控等，推動傳統(tǒng)貨場作業(yè)模式向現(xiàn)代化物流業(yè)務(wù)一體化方向發(fā)展，優(yōu)化生產(chǎn)作業(yè)流程。③管理決策輔助。通過智能編制站內(nèi)引導(dǎo)、動態(tài)管理箱區(qū)貨位、系統(tǒng)分派裝卸任務(wù)等方式，實現(xiàn)貨場運營管理一體化。

（4）場景應(yīng)用。以行業(yè)物流需求為導(dǎo)向，打造優(yōu)質(zhì)現(xiàn)代化物流服務(wù)品牌，積極拓展家用電器、化妝品、冷鏈運輸食品、集裝箱鐵水聯(lián)運等高端物流運輸市場，提升鐵路貨場現(xiàn)代物流服務(wù)能力和綜合保障水平。

2.5 關(guān)鍵技術(shù)

2.5.1 貨場信息自動采集傳輸技術(shù)

智能型貨場要素狀態(tài)信息自動采集傳輸技術(shù)架構(gòu)主要包括節(jié)點層、設(shè)備層、技術(shù)層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層5個部分。

（1）節(jié)點層指辦理裝卸、貨檢等傳統(tǒng)貨運作業(yè)和現(xiàn)代物流業(yè)務(wù)的重要場所。通過建立貨運節(jié)點層平臺，系統(tǒng)化管理鐵路貨運節(jié)點資源，實現(xiàn)多節(jié)點信息以及各要素狀態(tài)的采集共享。

（2）設(shè)備層指貨運節(jié)點層平臺內(nèi)配置的作業(yè)輔助設(shè)備、安全防護設(shè)備、信息采集設(shè)備和其他功能設(shè)備。作業(yè)輔助設(shè)備包括智能化安檢儀、集裝單元化用具、自動化裝卸設(shè)備等。安全防護設(shè)備包括智能門禁、超偏載儀、電子圍欄、平交道口等。信息采集設(shè)備包括固定通信基站、車載定位裝置、溫濕度傳感器、視頻記錄儀等。其他功能設(shè)備包括消防設(shè)備、照明設(shè)備等。

（3）技術(shù)層指對鐵路貨場中各類要素狀態(tài)的信息進行采集、傳輸、儲存所依托的技術(shù)。采集技術(shù)包括實時監(jiān)控技術(shù)、空間定位技術(shù)、設(shè)備狀態(tài)傳感技術(shù)、射頻識別技術(shù)等。傳輸技術(shù)包括5G通信技術(shù)、光能通信技術(shù)、衛(wèi)星通信技術(shù)等。存儲技術(shù)包括數(shù)據(jù)云存儲技術(shù)、數(shù)據(jù)分布存儲技術(shù)、區(qū)塊鏈技術(shù)等。

（4）數(shù)據(jù)層指通過技術(shù)手段在鐵路貨場采集到的位置、作業(yè)、運行、外觀、環(huán)境等狀態(tài)數(shù)據(jù)。位置狀態(tài)包括各種移動裝備在不同場景中所產(chǎn)生的時空狀態(tài)數(shù)據(jù)。作業(yè)狀態(tài)包括裝載加固情況、施封完整度、吊裝高度、走行距離、脫軌器狀態(tài)等受現(xiàn)場作業(yè)人員行為影響所產(chǎn)生的作業(yè)情況數(shù)據(jù)。運行狀態(tài)包括速度、能耗、使用記錄等設(shè)備移動運行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。外觀狀態(tài)包括車型、車號、箱號等直接觀測運載工具所得到的外部狀態(tài)數(shù)據(jù)。環(huán)境狀態(tài)包括溫濕度、風速風向、日照強度、降雨量等由設(shè)備所處環(huán)境產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。

（5）應(yīng)用層指智能型貨場要素狀態(tài)信息自動采集傳輸技術(shù)在安全防護一體化、生產(chǎn)作業(yè)一體化、經(jīng)營管理一體化中的應(yīng)用。安全防護一體化主要應(yīng)用于貨場進出安全防護、平過道安全防護、防護信號布撤提醒、沖突險情預(yù)警、應(yīng)急處置提示等場景。生產(chǎn)作業(yè)一體化主要應(yīng)用于貨物自動交接、裝卸作業(yè)三檢、設(shè)備遠程控制、智能貨物分揀、智能場內(nèi)搬運等場景。經(jīng)營管理一體化主要應(yīng)用于智能化人員調(diào)度、裝卸計劃編制排班、自動路徑引導(dǎo)、經(jīng)營效能預(yù)警、智能化箱區(qū)貨位管理等場景[4]。

2.5.2 智能貨物交接技術(shù)

（1）系統(tǒng)功能模塊。為便于客戶遠程提報物品清單，探索鐵路貨物安檢查危作業(yè)系統(tǒng)與客戶物流系統(tǒng)(LIS)或客戶資源管理系統(tǒng)(ERP)對接，實現(xiàn)物品清單與客戶物流信息系統(tǒng)的信息化傳遞。以5G網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境為基礎(chǔ)，與鐵路貨物安檢查危管理監(jiān)督系統(tǒng)互聯(lián)互通，實現(xiàn)物品清單的信息化采集。鐵路貨物安檢查危作業(yè)系統(tǒng)以物品清單管理、客戶誠信管理和正負清單數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，建立貨物安檢圖像識別、貨物外包裝識別、貨物質(zhì)量體積核對、安檢標簽管理、安檢臺賬管理等功能模塊，提升鐵路貨物安檢查危作業(yè)信息化水平。

（2）信息流程設(shè)計。按照設(shè)計的貨物交接環(huán)節(jié)流程，以鐵路貨物安檢查危作業(yè)系統(tǒng)為載體，設(shè)計信息流傳遞過程，最終實現(xiàn)物品清單智能核對，為鐵路貨物裝載方案設(shè)計提供技術(shù)支撐。在保證物品清單采集質(zhì)量的基礎(chǔ)上，重點嚴防夾帶危險貨物和匿報品名現(xiàn)象，實現(xiàn)質(zhì)量核對、體積核對、貨物品名核對等功能，為下一步混裝貨物裝車方案優(yōu)化提供技術(shù)與基礎(chǔ)支撐。

2.5.3 智能裝卸搬運技術(shù)

軌道式集裝箱門式起重機優(yōu)勢在于作業(yè)能力強，適應(yīng)集裝箱業(yè)務(wù)較為繁忙的鐵路集裝箱作業(yè)場站，雖然從全路來看，集裝箱正面吊配置數(shù)量更多，但業(yè)務(wù)量較大的鐵路物流基地均配置了軌道式集裝箱門式起重機。此外，軌道式集裝箱門式起重機的大小車運行范圍受走行軌道限制，可以形成立方體作業(yè)空間，有利于自動化設(shè)備定位。因此，相較于集裝箱正面吊，從技術(shù)層面，軌道式集裝箱門式起重機作業(yè)及運行范圍有明確界限，走行及作業(yè)標準化程度更高，更易于實現(xiàn)智能遠程控制改造；從業(yè)務(wù)場景層面，軌道式集裝箱門式起重機與智能化改造后的大需求、高效率、高能力的鐵路集裝箱作業(yè)場景更加匹配。

軌道式集裝箱門式起重機智能遠程控制核心思路為以攝像頭等傳感器代替司機感官，以自動控制可編輯邏輯控制器(PLC)代替司機大腦，在精準定位大車、小車、集裝箱、鐵路貨車、集卡等作業(yè)主體，并充分感知設(shè)備自身狀態(tài)機周邊作業(yè)狀態(tài)的前提下，對集裝箱搬運及裝卸作業(yè)進行自動化控制及遠程控制，軌道式集裝箱門式起重機智能遠程控制示意圖如圖2所示。其中，軌道式集裝箱門式起重機智能遠程控制主要由自動控制PLC實現(xiàn)，而信息采集主要可以分為對大車、小車、集裝箱、鐵路貨車、集卡等作業(yè)主體的相對絕對位置采集，主要用于集裝箱作業(yè)控制；對自身及周邊環(huán)境的感知技術(shù)用于確保作業(yè)過程中設(shè)備自身及周邊環(huán)境的安全；并通過遠程控制手段實現(xiàn)人工對自動作業(yè)過程的補充與干預(yù)。

圖2 軌道式集裝箱門式起重機智能遠程控制示意圖Fig.2 Intelligent remote control of rail-mounted container gantry crane

2.5.4 智能安檢查危技術(shù)

鐵路貨運人工視檢或人工判圖工作強度大、作業(yè)人員專業(yè)性不強，缺乏有效技術(shù)手段支撐，導(dǎo)致夾帶、匿報危險貨物行為的發(fā)生。強化貨物安全源頭控制，結(jié)合鐵路貨運安全管理實際情況，建立以安檢查危設(shè)備為載體、智能識圖技術(shù)為輔助的安檢查危智能化管理系統(tǒng)，是滿足客戶對物流效率需求日益提高的必然要求。安檢查危智能化管理系統(tǒng)重點要實現(xiàn)對混裝貨物、零散貨物的安全卡控，建立完善的內(nèi)部作業(yè)制度，健全滿足需求的外部制約條件，將安檢作業(yè)貫穿于受理、交接、裝卸等裝車前各項流程之中，充分運用AI智能識圖功能，結(jié)合人工檢查作業(yè)，建立人機結(jié)合的全新安檢查危工作模式，并對鐵路貨物安檢查危管理體系進行健全完善，在鐵路貨物安檢查危作業(yè)流程上充分實現(xiàn)智能化作業(yè)，從源頭防止夾帶危險貨物、匿報品名等問題的發(fā)生。鐵路混裝貨物智能安檢查危管理體系架構(gòu)如圖3所示。

圖3 鐵路混裝貨物智能安檢查危管理體系架構(gòu)Fig.3 Architecture of intelligent safety inspection and hazard detection system for railway mixed cargo

2.5.5 智能場站管理技術(shù)

場站管理包括智能門閘、地理信息電子圍擋、無線射頻識別技術(shù)(RFID)射頻識別物體管理、智能攝像頭及動態(tài)視頻目標檢測及跟蹤、智能路燈及能耗采集設(shè)備與場站三維管理等技術(shù)。

（1）智能門閘。智能門閘集車號識別、車型識別、車體外觀狀態(tài)識別、人員面部識別、人員身份信息采集、卡車稱重、偏載檢測于一體，嚴格卡控進入車輛及人員。

（2）地理信息電子圍欄?；诘乩硇畔⑾到y(tǒng)的虛擬圍欄管理系統(tǒng)，在規(guī)劃階段確定圍欄范圍，采集圍欄范圍頂點坐標，通過GIS算法形成虛擬圍欄空間。將虛擬圍欄空間與車輛進行關(guān)聯(lián)，通過車輛上傳經(jīng)緯度實時判斷車輛是否進入圍欄，并進行報警。此外還可以通過電子圍欄記錄車輛進出圍欄時間、停留時間等信息。相較于傳統(tǒng)的圍欄或電子圍欄，基于GIS的電子圍欄具備投資小、能耗低、改變圍欄范圍靈活、信息采集智能等特點。

（3）RFID射頻識別物體管理。在場站管理智能化應(yīng)用中，RFID主要用于設(shè)備及固定設(shè)施管理，通過將RFID芯片與設(shè)備進行綁定，就可以通過RFID識別，進而讀取設(shè)施設(shè)備信息及作業(yè)記錄。

（4）智能攝像頭及動態(tài)視頻目標檢測及跟蹤。智能攝像頭及動態(tài)視頻目標檢測及跟蹤技術(shù)為場站管理智能化解決方案中重要的信息采集手段，通過搭載環(huán)境識別(晝夜、氣候)及場景識別(出入口、作業(yè)場、道路)算法的高清攝像頭，采集攝像頭監(jiān)控范圍內(nèi)的視頻信息，運用塊匹配法、光流估計法等算法，對目標人臉、車牌號等信息進行檢測識別，并運用相似性度量算法、搜索算法等實現(xiàn)目標跟蹤，以及目標行為檢測，如是否佩戴安全頭盔，記錄目標時空軌跡，并將目標識別結(jié)果與歷史數(shù)據(jù)庫進行分析，可以得到該目標信息，并在監(jiān)控界面實時展示，實時調(diào)出。

（5）智能路燈及能耗采集設(shè)備。場站管理系統(tǒng)對每個照明設(shè)施進行身份編碼、定位，裝上智能控制終端后，基于地理信息實行統(tǒng)一可視化管理。借助終端集成的多種傳感器，通過窄帶物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，智慧照明云平臺可以依據(jù)時間、天氣、人流、車流等條件制定運行方案，在滿足場站正常照明需求的同時，通過降低功率、智能開關(guān)等方式實現(xiàn)按需照明。實時監(jiān)控每一盞燈的工作情況，主動巡測智能路燈是否出現(xiàn)故障，并對故障燈及時進行精準定位，實現(xiàn)定向維修；采用流程化手段，每日由監(jiān)控中心通過系統(tǒng)生成燈具故障報表下發(fā)到運維部門，運維部門根據(jù)故障報表進行設(shè)施維修養(yǎng)護。

（6）場站三維管理技術(shù)。場站三維管理技術(shù)包括司機不下車出入場站、基于場站三維布局的APP引導(dǎo)、作業(yè)行為監(jiān)控記錄、設(shè)施設(shè)備智能管理、場站智能化安防管理、集中監(jiān)控管理、可視化數(shù)據(jù)分析等技術(shù)。

3 結(jié)束語

結(jié)合武漢局集團公司貨運發(fā)展現(xiàn)狀，統(tǒng)籌分析當前存在的問題，針對性提出武漢局集團公司貨場智能化需求和下一步發(fā)展方向。圍繞鐵路貨場智能化需求，根據(jù)武漢局集團公司貨場功能定位、交通條件、裝卸作業(yè)等特點，架構(gòu)智能型物流體系，提出智能型貨場生產(chǎn)集成管控模式、智能型貨場設(shè)備狀態(tài)信息自動采集傳輸、貨場現(xiàn)場生產(chǎn)作業(yè)智能化等具體方案，助力貨運場站智能化轉(zhuǎn)型，促進貨運場站安全管理、作業(yè)效率、經(jīng)營效益、供應(yīng)鏈管理全面升級，為推進武漢局集團公司貨運場站高質(zhì)量發(fā)展提供理論和技術(shù)支撐。