程文明 滿足現代智慧化需求，發展鐵路貨運新格局

文 / 馬 晨

西南交通大學機械工程學院教授、《起重運輸機械》雜志編委 程文明

改革開放以來，中國鐵路取得了世界矚目的成就，路網規模快速擴大，高速鐵路里程占世界2/3以上，運輸能力大幅提升，總體技術水平已步入世界先進行列，部分技術達到世界領先水平，鐵路旅客周轉量、貨運發送量、換算周轉量、運輸密度等主要運輸經濟指標穩居世界第一，已成為名副其實的鐵路大國。當前，鐵路作為國民經濟的大動脈正處在由“鐵路大國”向“鐵路強國”轉變的關鍵時期。隨著國家“一帶一路”倡議深入實施，國內集裝箱吞吐量持續增長，對鐵路站場服務能力提出更高要求。目前我國鐵路站場生產調度、裝卸過程還是以人工操作模式為主，存在效率低、成本高、安全性不高的問題，為提升鐵路集裝箱站場裝卸作業效率及管理水平，開展鐵路集裝箱站場裝卸自動化的開發研究是鐵路集裝箱站場發展的必然趨勢。因此，我們帶著疑問，借參加“鐵路集裝箱智能場站關鍵技術應用研討會”召開之際，我們采訪到《起重運輸機械》雜志編委、軌道交通運維技術與裝備四川省重點實驗室常務副主任、西南交通大學機械工程學院程文明教授，同廣大《起重運輸機械》雜志讀者一同來了解鐵路集裝箱智能場站關鍵技術當前的應用情景以及在我國鐵路貨運智能化未來的發展方向。

《起重運輸機械》：從宏觀上講，您認為鐵路運輸未來的發展需求以及交通強國鐵路的發展目標是什么？

程文明：《新時代交通強國鐵路先行規劃綱要》中首次提出2035年、2050年鐵路發展目標和主要任務，描繪了新時代現代化鐵路強國發展的新藍圖，開啟了交通強國鐵路先行新篇章，同時開啟了交通強國鐵路先行新篇章。

隨著我國經濟轉向高質量發展新階段，鐵路作為國家重要的基礎設施，其運輸的整體水平必然會向更高層次方向發展，推動我國由鐵路大國向鐵路強國轉變。一方面，隨著中國經濟總量的持續增長，未來全社會對鐵路客貨運輸依然保持強勁的發展需求；另一方面，新時代人民群眾對美好生活和美好出行的渴望將更加強烈，對鐵路運輸的多樣化、個性化、品質化、智慧化需求顯著提升；產業結構調整及相應的生產和消費結構的調整，將對貨運的業務結構調整優化和服務質量提升提出新的要求；隨著“一帶一路”建設的不斷推進，鐵路在完善國際運輸布局、提供更具競爭力的產品和服務方面將面臨更多的挑戰。與此同時，隨著目前運能緊張狀況的明顯緩解，中國鐵路自身也已經具備了由量的積累向質的提升的現實基礎。

交通強國鐵路發展目標的要立足點事面向新時代，以全新視野重新審視和把握中國鐵路發展的歷史方位和使命擔當。當前鐵路發展的重心已由關注大規模建設的同時，依靠創新提高發展質量、提升運營效率效益上來，更加重視對現有鐵路基礎設施存量進行優化、完善，加快與其他運輸方式的融合，大幅提升中國綜合交通運輸效率，進一步降低全社會物流成本。

鐵路場站處于綜合交通運輸網絡的節點，是制約現代物流發展的重要一環，對現代物流體系有著十分重要的影響和戰略作用。國家“一帶一路”發展戰略的推進，已使鐵路作為經濟發展戰略中的關鍵一環獲得了歷史性的發展機遇，極大地帶動了鐵路集裝箱運輸的發展。鐵路集裝箱站場作為“一帶一路”和“中歐班列”的橋頭堡，隨著鐵路集裝箱運營量的提升，將對集裝箱站場作業效率及吞吐容量有更高的要求，因此鐵路貨運站場集裝箱自動化裝卸作業將是未來發展的必然方向。為提升鐵路集裝箱場站裝卸作業的技術和管理水平，順應“國家2025智能制造行動計劃”的發展，有必要開展鐵路集裝箱場站裝卸自動化智能控制系統的研究。這也是我們本次研討會組織的初衷和目的。

《起重運輸機械》：當前鐵路集裝箱智能場站技術在應用方面有哪些特點，在實際的應用中產生哪些積極的影響？

鐵路集裝箱智能場站應用環境

程文明：鐵路集裝箱智能場站技術，著眼于現代鐵路集裝箱站場裝卸作業的智能化流程再造，采用自動化堆場技術，對鐵路集裝箱站場裝卸作業自動控制中的箱管系統、遠程控制、精確定位、防搖減擺、網絡通訊、視頻傳輸、智能識別、安全系統等技術進行研究，將控制系統集成設計，構建一個完整有效的遠程智能自動化控制系統，實現站場自動化遠程智能控制，提升鐵路集裝箱站場裝卸作業的技術和管理水平。鐵路集裝箱站場裝卸自動化遠程智能控制系統的建設實施，能夠實現裝卸作業的遠程智能控制自動化，是智慧鐵路站場發展的必要條件，承載著中國鐵路集裝箱站場向自動化站場演化的期望。

當前鐵路集裝箱站場裝卸自動化遠程智能控制系統的應用，有助于提高鐵路站場自動化、作業效率及安全管理水平，減輕作業人員勞動強度，緩解人力不足，降低作業成本，提升安全保障。隨著科學技術的高速發展，集裝箱站場裝卸自動化遠程智能控制系統將結合實際需求，不斷完善、成熟，推動裝卸自動化作業方式發展成為鐵路常態化裝卸作業方式。

《起重運輸機械》：我們了解到鐵路集裝箱智能場站技術有著如此多的優勢，那當前我國鐵路集裝箱場站的發展現狀是怎樣的？

程文明：首先從規模上來講，近年鐵路集裝箱運量始終保持30%以上的高速增長態勢，隨著鐵路服務網絡、質量、能力的不斷提升，鐵路集裝箱運量將進一步大幅提升，這對鐵路物流節點服務水平與效能提出了更高要求。面對外部日益增長的運輸需求和內部管理精細化的服務需要，由于國家對現代流通體系建設和客戶以及市場的需要，便將智能化技術裝備在鐵路集裝箱場站的應用課題提高到新的高度。

從現狀上來看，目前我國鐵路集裝箱場站需要提升的主要現狀表現在如下幾個方面，第一，現場作業信息化程度有待提高。首先隨著運輸需求的提升、運輸產品的不斷豐富，目前鐵路集裝箱堆場管理以人工管理為主的方式已經不能滿足高質量發展要求；其次作業信息交互渠道仍需優化建設；最后是，大部分門吊雖然已經加裝了超偏載傳感器，但缺乏對采集信息的分析決策，導致集裝箱箱態仍以人工管理為主，存在空重誤掛的安全隱患。第二，智能運營管理支撐不足。尤其在具體生產作業過程中，仍存在信息化、智能化程度不夠導致作業效率與準確度較低的問題；表現在鐵路貨運場站缺乏相對面向現場作業的智能管理系統，現場作業報表仍以紙質人工填報為主，作業效率和質量有待提升，而且并未對作業數據進行有效統計分析，不能充分發揮統計指標對現場方案決策的支撐作用；并且鐵路集裝箱場站多式聯運比重仍然相對較低，不能實現與其他運輸方式信息的實時交互，無法實現船期、班列時刻表的協同優化，制約了鐵路場站的聯運能力。

鐵路集裝箱場站關鍵技術與應用研討會會議現場

中國機械工程學會物流工程分會年會現場，程文明教授與《起重運輸機械》雜志張韋微合影

因此，為了適應集裝箱運輸的快速發展要求，針對鐵路集裝箱場站現狀，以系統提升鐵路集裝箱堆場運營管理智能化水平為目標，要加快推進鐵路集裝箱站場遠程智能數控技術的應用，為鐵路集裝箱堆場高質量運營管理、建設鐵路現代流通體系提供支撐。

《起重運輸機械》：請您簡述一下鐵路集裝箱智能場站都有哪些具體技術特點。

中鼎物流園集裝箱智能場站后臺工作場景

程文明：鐵路集裝箱智能場站借助于先進的智能調度技術、先進數控技術、傳感檢測技術、精確定位技術、網絡通信技術、智能識別技術，與集裝箱管理信息系統深度融合，實現集卡、鐵路車輛、集裝箱等設備位置和信息的智能識別，達到對集裝箱場站實時、準確的感知和控制，實現全自動或者遠程半自動控制裝卸設備，形成一個高效的、智能的、裝卸過程無人化的鐵路集裝箱智能場站，即達到真正意義上的“無人站場”全自動運行。

鐵路集裝箱智能場站除防搖、通訊、監控、防撞、箱位管理、箱號設別、起重機定位等通用技術以外，應重點解決智能調度、車列定位、集卡定位、落箱狀態監測、F-TR鎖智能防卡等鐵路場站特有的關鍵技術。鐵路集裝箱智能場站的本質是遵循鐵路運營的規章，通過優化算法和控制調度實現各設備之間協同工作，針對鐵路集裝箱場站裝卸任務和計劃，根據火車、集卡、集裝箱、裝卸設備的位置信息和作業狀態，按照堆碼優化、路徑優化、作業排隊、設備使用均衡和任務緊急等原則，自動生成裝車、卸車和倒箱等裝卸作業指令，合理分配集裝箱的裝卸工作和存儲位置，提供準確完整的作業指令信息,支持與遠程控制系統進行數據交互，并將作業指令信息及時發送給裝卸設備系統，從而高效地完成鐵路、集卡和集裝箱堆場之間的集裝箱裝卸和轉運任務。

《起重運輸機械》：圍繞鐵路集裝箱堆場關鍵設備應用技術方面，您認為應該如何推進新技術的應用發展？

程文明：為更進一步推動鐵路集裝箱場站裝卸自動化、智能化及新技術的應用發展，此次西南交通大學聯合了武漢港迪集團公司，召開“鐵路集裝箱場站關鍵技術與應用研討會”，就是要將深入探討鐵路集裝箱堆場關鍵設備應用技術，為鐵路貨運供給側改革、提升鐵路集裝箱堆場服務運作效能提供重要支撐。并邀請到山西中鼎物流集團有限公司，北京局、沈陽局、哈爾濱局等全國18個鐵路局以及5個鐵路相關設計院代表參加會議，共同圍繞鐵路集裝箱智能場站關鍵技術展開為期兩天的集中研討。研討內容將涉及《鐵路集裝箱場站智能裝卸系統》、《鐵路集裝箱場站龍門吊自動控制系統》、《國內物流園智能場站應用》、《鐵路集裝箱門式起重機的創新發展》等內容，也希望借助《起重運輸機械》雜志的平臺，讓更多關心關注中國鐵路集裝箱智能場站發展的行業同仁，加入到研討中來，一同為我國奮力從“鐵路大國”向“鐵路強國”邁進貢獻才智。

和程文明教授的采訪是短暫的，但溝通學習的過程令人印象深刻。從采訪中我們了解到，合理應用智能化技術裝備有助于提升鐵路集裝箱堆場運作效率、助力鐵路站場向著智能高效方向發展。未來更可以借助5G通訊、數據發掘、人工智能等新技術，優化鐵路場站作業流程與人員崗位，進一步提升集裝箱場站對鐵路集裝箱運輸發展的支撐作用，助力構建我國現代流通體系發展新格局。