朔黃鐵路貨場智慧平臺建設(shè)方案研究

李 樂

（國能運輸技術(shù)研究院有限責(zé)任公司,北京 100080）

現(xiàn)代綜合交通運輸體系提出“運輸服務(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)我國鐵路進(jìn)行綠色低碳轉(zhuǎn)型，提升貨運組織效率[1]；國家綜合立體交通網(wǎng)推進(jìn)交通基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)與運輸服務(wù)網(wǎng)、信息網(wǎng)、能源網(wǎng)融合發(fā)展；交通強國戰(zhàn)略針對鐵路科技創(chuàng)新從“框架體系、建造技術(shù)、智能平臺”等多個維度提出要突破、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，主要以煤炭運輸為主[2]。沿線的貨場裝卸設(shè)施設(shè)備主要基于大宗貨物運輸?shù)男枨筮M(jìn)行配置[3]，尚未進(jìn)行相應(yīng)的智能化貨場改建，仍處于傳統(tǒng)鐵路貨場發(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，過于依賴人工進(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)對場內(nèi)作業(yè)進(jìn)行數(shù)字化、智能化的管理[5-6]。

為響應(yīng)國家“公轉(zhuǎn)鐵”“雙碳”戰(zhàn)略的號召，提高運輸水平，增加非煤運輸量，滿足高附加值、小批量的貨物對運輸提出的快捷性、安全性、機(jī)動性等要求，提高鐵路貨運競爭力，亟需進(jìn)行朔黃鐵路沿線貨場的智慧化建設(shè)及設(shè)備改造，實現(xiàn)貨場的全方位信息化管理[7-8]，促進(jìn)運輸結(jié)構(gòu)調(diào)整。為此，本文基于朔黃鐵路貨物運輸和貨場建設(shè)需求，設(shè)計了朔黃鐵路貨場智慧平臺。

1 朔黃鐵路貨場智慧平臺架構(gòu)

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

圖1 朔黃鐵路貨場智慧平臺架構(gòu)

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

（2）生產(chǎn)組織層：對生產(chǎn)信息進(jìn)行自動采集、整合和優(yōu)化，實現(xiàn)貨場外勤、裝卸、物流和門衛(wèi)作業(yè)自動化，提高生產(chǎn)組織作業(yè)效率。

（3）安全管理層：通過貨場監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)監(jiān)控覆蓋、作業(yè)可視化追蹤和風(fēng)險點監(jiān)測，保障作業(yè)安全。

（4）市場營銷層：構(gòu)建市場監(jiān)測和客戶管理系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行集成分析，制定營銷策略。

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

2 平臺功能

朔黃鐵路貨場智慧平臺功能架構(gòu)如圖2 所示，包括貨場監(jiān)控系統(tǒng)、貨場移動終端、貨場貨運作業(yè)分析系統(tǒng)和貨場工作人員賦能提升系統(tǒng)的功能。

圖2 朔黃鐵路貨場智慧平臺功能架構(gòu)

2.1 貨場監(jiān)控系統(tǒng)功能

（1）智能識別：主要用于入場人員、車輛和機(jī)具信息的識別登記。

（2）視頻監(jiān)管：利用在貨場內(nèi)大門側(cè)、貨線側(cè)布置的攝像設(shè)備進(jìn)行視頻監(jiān)控，以便對車輛、人員異常移動、車輛速度、作業(yè)污染和車輛違規(guī)行駛等情況進(jìn)行偵測，并對違規(guī)作業(yè)的行為進(jìn)行自動語音和人工語音干預(yù)。

（3）智能引導(dǎo)：通過對車輛智能放行，規(guī)劃貨場內(nèi)車輛走行線路，引導(dǎo)車輛移動、貨物裝載、貨物查驗和貨車排隊檢測。

2.2 貨場移動終端功能

（1）任務(wù)查看：查看下發(fā)到貨場的所有作業(yè)任務(wù)，包括車次、作業(yè)類型、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，對任務(wù)進(jìn)行確認(rèn)；通過終端相機(jī)對現(xiàn)場進(jìn)行圖片、視頻拍攝，將其實時上傳到朔黃鐵路貨場智慧平臺并進(jìn)行統(tǒng)一保存，支持后期檢索查詢。

（3）消息查看：外勤人員獲取本平臺下發(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)：外勤人員通過使用移動終端設(shè)備進(jìn)行貨場作業(yè)、倉儲管理和設(shè)備管理。

2.3 貨場貨運作業(yè)分析系統(tǒng)功能

（1）門框式貨檢、列檢：對貨物裝載狀態(tài)智能檢測，朔黃鐵路貨場智慧平臺支持超限判斷、偏載檢測、超重檢測、篷布檢測、車號識別、集裝箱號、身份正確性監(jiān)測、列車三檢、安全門限閥值、存儲設(shè)置、監(jiān)測告警、輔助決策等功能。

（2）無人機(jī)巡檢：配置無人機(jī)對貨場作業(yè)實時巡檢，通過移動網(wǎng)絡(luò)實時傳輸巡檢視頻、圖像信息，實現(xiàn)貨場級、工隊級和貨場調(diào)度中心級的三級管理。

（3）智慧分析決策：分析決策以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，自動匯總分析并生成調(diào)度值班報表，可視化動態(tài)實時展示作業(yè)數(shù)據(jù)，支持個性化檢索、定制化報表等功能。

（4）智能集裝箱作業(yè)：支持集裝箱箱號識別定位、堆場可視化管理、吊箱作業(yè)優(yōu)化、集裝箱作業(yè)監(jiān)控、智能開箱驗貨等功能。

2.4 貨場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、知覺與思維能力、心理能力等方面確定貨場作業(yè)安全適應(yīng)性測評指標(biāo)體系，實現(xiàn)貨場關(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，實現(xiàn)對貨場作業(yè)人員全職業(yè)周期的作業(yè)安全和作業(yè)績效管理；對人員檔案信息進(jìn)行細(xì)化，如貨場、工隊、班組人員安全信息和作業(yè)信息等，在需要調(diào)整時，對員工進(jìn)行靈活調(diào)控，保障工作順利實施。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 智能識別

結(jié)合沿線各類貨場內(nèi)不同功能區(qū)的設(shè)施工況場景，基于5G 移動通信、北斗高精度定位、人工智能圖像識別、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，實現(xiàn)貨場內(nèi)物流要素信息自動采集、傳輸和存儲，并對貨場內(nèi)外部車輛運行路徑精準(zhǔn)規(guī)劃，實現(xiàn)設(shè)備的精準(zhǔn)對接；實現(xiàn)聯(lián)運的每一個環(huán)節(jié)的信息充分共享。

3.2 智能定位

基于無載波通信智能移動定位系統(tǒng)，定位精度達(dá)厘米級，支持移動監(jiān)測、停留監(jiān)測和行為監(jiān)測，并配置測速雷達(dá)，跟蹤車輛速度。通過在無載波通信智能移動定位系統(tǒng)中輸入對應(yīng)貨場的位置和任務(wù)信息，在平面圖中進(jìn)行路線標(biāo)識指引來實現(xiàn)智能引導(dǎo)；對已進(jìn)入貨場的車輛、設(shè)備及器械進(jìn)行登記編號管理，方便隨時監(jiān)控相對應(yīng)的設(shè)備所在的位置；規(guī)范進(jìn)入貨場人員并進(jìn)行記錄，自動識別入場車輛、自動人臉識別入場人員。對于需要監(jiān)管的任務(wù)，通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)υO(shè)備異常移動、安全防護(hù)設(shè)備佩戴情況、禁止區(qū)域監(jiān)控、車輛超速偵測、作業(yè)污染偵測及車輛違規(guī)等情況進(jìn)行有效監(jiān)控，并及時報警。

3.3 智慧營銷

貨場智慧營銷技術(shù)提高了數(shù)據(jù)分析準(zhǔn)確度，通過可視化形式，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)于貨運營銷。智慧營銷技術(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，實現(xiàn)不同數(shù)據(jù)資源共享，并可快速收集、整理市場行情相關(guān)信息，利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息共享，為營銷人員提供市場資訊信息，助其找到更為精準(zhǔn)的貨運營銷方向。

4 平臺建設(shè)規(guī)劃

西柏坡貨場位于朔黃鐵路西柏坡站內(nèi)，需要進(jìn)行改造建設(shè)，提升貨場的服務(wù)功能和集裝箱作業(yè)效率，通過圖示化貨物的到達(dá)時間和位置信息，高效利用場地和設(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智慧平臺監(jiān)控系統(tǒng)、移動終端、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。計劃于2025 年初步完成貨場的智慧化建設(shè)，實現(xiàn)貨場監(jiān)控系統(tǒng)信息識別、視頻監(jiān)管、智能引導(dǎo)功能；實現(xiàn)移動終端系統(tǒng)任務(wù)查看、任務(wù)執(zhí)行、消息查看功能；實現(xiàn)貨運作業(yè)分析系統(tǒng)的門框式貨檢、列檢功能、無人機(jī)巡檢、智慧分析決策功能；實現(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)性測評、人員智慧管控功能。到2030 年，全面完成貨場的智慧化建設(shè)，在完善上述功能的基礎(chǔ)上增加智能識別、終端作業(yè)和智能集裝箱作業(yè)等功能。

圖3 西柏坡貨場智慧平臺建設(shè)方案

5 結(jié)束語

朔黃鐵路貨場智慧平臺建設(shè)方案基于國能朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司“一個目標(biāo)、一個引領(lǐng)、五大路徑、三個保障”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)字智能的運輸服務(wù)體系，在信息技術(shù)不斷完善并在鐵路運輸領(lǐng)域得到應(yīng)用的背景下，對朔黃鐵路貨場智慧平臺監(jiān)控系統(tǒng)、移動終端、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。旨在通過透明化、全方位的監(jiān)管貨場標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，形成貨場作業(yè)動態(tài)信息的實時反饋，進(jìn)而合理安排作業(yè)計劃，提升作業(yè)安全水平，促進(jìn)運輸結(jié)構(gòu)調(diào)整，提高運輸能力和經(jīng)濟(jì)效益。