基于物聯網技術的鐵路集裝化器具管理優化分析

李妍蕓

(中國鐵路北京局集團有限公司 智慧物流部，北京 100045)

1 鐵路集裝化器具管理現狀

1.1 現狀

自80年代鐵路開始推廣貨物集裝化運輸以來，鐵路集裝化器具管理至今已有30多年的發展歷史，由開始的粗放型管理逐步演變到精細化管理，在實踐中不斷探索適合鐵路運輸需要的管理方式[1]。在互聯網時代，萬物互聯互通，各行各業都在不斷深植互聯網發展基因，借助開放、智能、共享、經濟的互聯網優勢，重塑業務應用模式和經營發展業態。而伴隨物聯網技術的快速發展，現代貨物運輸在時間和空間上更加扁平化和非結構化，追求更快、更優、更省，以及“標準化”與“個性化”相結合的運作模式，也持續催生鐵路集裝化器具管理向更加現代化、更加高效、安全和便捷的模式優化[2]。目前鐵路依托集裝化器具管理系統，對集裝化器具進行資產、調度、裝卸、維修、報廢全流程即全壽命周期的管理，由貨運、調度、運輸、信息技術部門協調統籌、組織和監控現場作業，目標實現集裝化器具實時追蹤，周轉效率最大化，滿足鐵路貨物運輸需求，延長集裝化器具使用壽命，提高集裝化率及裝卸機械化率，減少裝卸人力作業，縮短裝卸作業時間。

1.2 存在問題

（1）集裝化器具信息經常出現錯誤和滯后。大批量集裝化器具投入使用后，受貨物自身特點、作業時間、地理位置和現場人員素質等多種因素影響，站點的集裝化器具優化配置和調度協調開始出現問題。現場集裝化器具信息依靠人工采集，經常錯誤、滯后，出現了有的站點集裝化器具閑置，有的站點貨物無法集裝化的情況，極大降低了集裝化器具的周轉率和貨物集裝化率，導致整個作業流程出現脫節。另外，集裝化率低導致裝卸貨物作業時間延長，列車晚點的情況時有發生，對營造良好的鐵路服務形象帶來一定阻礙。

（2）集裝化器具動態信息追蹤能力不足。鐵路集裝化器具信息系統整體停留在資產管理為主層面，動態追蹤能力仍顯不足。動態信息追蹤未徹底解決，不同鐵路局產權的集裝化器具流通壁壘也就無法打破，不能全路流通，已集裝化貨物在運輸需要跨局時要卸下集裝化器具，造成二次搬倒，效率低、人力作業投入多，接取送達成本高等問題。集裝化器具的產權壁壘阻礙了現代物流多式聯運的發展。

2 基于物聯網技術的集裝化器具管理優化分析

物聯網技術是指可以將物品與互聯網相連接，全面感知物品信息，將信息進行可靠傳輸，智能化處理，以實現物品在網絡中自動識別、定位、跟蹤、監控和管理的技術。物聯網技術通過信息智能采集、處理和網絡技術平臺應用于倉儲、運輸、裝卸、配送、包裝等物流基本活動環節，實現貨物運輸過程的自動化運作和高效率優化管理，提高物流行業的服務水平，降低成本，減少自然資源和社會資源消耗[3]。優化鐵路集裝化器具管理亟需引入更加高效、經濟的物聯網技術，助力打破鐵路內部產權壁壘，建立先進可靠的電子化信息追蹤和采集方式，充分發揮多產權集裝化器具在“門到門”、“門到站”、“站到門”和“站到站”等鐵路貨物全程運輸中的重要作用。

2.1 物聯網技術方案比選

物聯網技術在物流業應用中，主流成熟技術有條形碼、無線射頻識別技術(RFID)、傳感器、全球定位系統等[4-5]，結合鐵路目前信息化技術、硬件設備現狀，集裝化器具本身特點，其中條形碼、RFID更適合在鐵路推廣。從讀寫能力、重復使用、污損、防偽等方面對條形碼、RFID的信息采集方式進行對比分析。

（1）條形碼。將寬度不等的多個黑條和空白按照一定的編碼規則排列，用以表達一組信息的圖形標識符。條形碼不可重復使用，不可寫入信息，只能根據條碼編排及掃描設備信息辨別，不能更新，需要更換使用，易被損壞，污染、脫落，尤其鐵路貨物大多需要多次搬倒，標簽極易污損，脫落，一次只能讀取一個信息，但前期投入較少的特點，廣泛應用于商業、郵政、圖書管理、倉儲、工業生產過程控制、交通運輸、包裝、配送等領域[6]。目前條形碼技術已廣泛應用于在鐵路零散貨物運輸。對零散貨運系統進行自主開發升級，系統中受理貨主的貨物運輸需求，在作業站點配置條形碼打印機和手持終端，完成貨物條形碼粘貼，貨物運輸中通過手持終端掃描條形碼，實現了零散貨物運輸實時追蹤。

（2）RFID。RFID是一種通過利用射頻來實現非接觸的通信識別技術，具有移動識別、快速反應、重復讀寫、多目標管理，可置于貨物內部(液態、金屬環境除外)，不易污損等特點。作為物聯網的核心技術之一，在智能交通、門禁控制、航空行李處理、圖書管理、網絡家電控制、移動車輛自動識別、運動計時、身份認證、身份識別、智能電網、物流及供應鏈管理等領域獲得了廣泛的應用，取得了良好的社會及經濟效益[6]。

（3）條形碼和RFID比選。①信息采集時間。當出現運輸貨物較多，集裝化器具數量較大時，RFID可同時并快速多目標采集信息，加快信息采集速度，縮短列車停站及貨物裝卸時間，條形碼只能挨個條碼進行對準采集，采集時間長，信息錄入反應速度慢。②信息采集精度。鐵路貨物在站臺堆碼時，經常受空間限制，遮擋粘貼的條形碼，RFID技術不用接觸，遠距離采集信息的特點提供了采集便利，提高了采集精度，條形碼必須近距離進行條碼掃描，在遮擋的情況下，易發生漏采或者必須再次堆碼重新采集。③污損及可否重復使用。受鐵路運輸環境和貨運載體等因素影響，前期零散貨物采用條形碼的經驗來看，條形碼標簽易發生污損、脫落，現場作業時只能通過后期人工查找補救、復原，流程繁瑣，RFID可將電子標簽置于集裝化器具內部，不易污損，同時可以重新寫入信息，反復使用。

綜上所述，RFID更能適應鐵路運輸中集裝化器具數量多，搬倒次數多，堆碼方式等特點，推薦采用RFID技術對鐵路集裝化器具管理進行優化。

2.2 基于RFID技術的集裝化器具管理優化分析

2.2.1 優化方案

RFID智能化管理系統主要由本地PC端系統與RFID手持終端部分組成，依靠4G網及WIFI進行信息傳輸，采用“標準化操作系統+成熟數據庫”結合的系統配置服務方式[7]。實現流程簡潔，僅需3步即可實現：①為集裝化器具加裝超高頻無源電子標簽，前期鐵路部分集裝化器具已經預留活動式卡銷槽放置RFID芯片，為后期推廣應用提供了便利條件；②利用UHF超高頻手持移動終端讀寫器對電子標簽進行掃描，實時上傳集裝化器具信息，更新器具流轉動態；③對接現有管理系統，隨時查看集裝化器具流轉情況、站點結存情況，實現對集裝化器具的統一調配。

2.2.2 技術創新

基于RFID的集裝化器具管理將從提升效率、降低成本、精準化作業、信息化同步、安全性加固和靈活化配置6方面實現創新突破。①通過RFID射頻技術能夠實現對集裝化器具一次性、多批量、遠距離、精確化的出入站、上下車和盤點查詢等作業環節的高效管理，提高工作效率。②采用RFID射頻技術能夠有效提高作業流轉過程的流轉效率與周轉效能，減少人工干預、降低作業成本。③系統所采用的手持終端與通用的4G或WIFI傳輸方式無縫對接，兼容性更強，更能實現對集裝化器具信息的遠距離和實時性精確傳輸。④手持移動終端設備除了超高頻模塊，還可選配搭載攝像、條碼等多個模塊，方便實現多種信息的同步采集和可視化管理，從而更好地與貨物追蹤管理進行銜接。另外，也可以為日后開展駕駛艙式的管理和分析機制進行有益探索。⑤系統中配備的電子標簽及讀寫器設備具有良好的安全性和抗干擾性，可同時兼容靜態密碼、動態口令和指紋、聲紋、人臉識別等生物識別技術，伴隨金融科技(Fintech)的快速發展，未來更具擴展性；另外，還可以設置安全區域(SE模塊)并建立風險預警模型，加強經營管理的事中和事后監控管理。⑥系統預留多種開放接口，支持與第三方應用管理系統(OA，ERP或倉庫管理系統等)無縫連接，實現數據共享和系統聯動。未來也可進一步探索SDK、API等技術模式，實現場景化發展，打造開放服務生態體系[8]。

2.2.3 經濟效益分析

（1）拓展空間大并且邊際成本低。一次投入RFID無線射頻技術硬件設施，管理單元的增加僅需要極低的邊際成本。鐵路采用RFID無線射頻技術不僅可以應用于集裝化器具管理，還可以逐漸將貨運站中的裝卸設備、人員、倉庫，貨物作為貨運單元加入到整個鐵路物聯網中，完善數據的采集、挖掘和應用，形成鐵路運輸大數據，提高鐵路運輸，提高數字化運營效率。

（2）打造社會化的集裝化器具共享平臺。能夠有效提高集裝化器具流轉率，為不同產權集裝化器具全路流通提供保障，打造社會化的集裝化器具共享平臺。這也更加符合現代物流多式聯運的發展特點，滿足對集裝化器具一貫性的使用需求，對整合社會資源，提高物流整體效率，減少資源消耗均具有重要現實意義。另外，實時有效追蹤信息的建立可以提高集裝化器具調度精度，加快器具周轉速度，真正實現集裝化器具精細化管理，推進云計算與大數據應用，為不同產權集裝化器具全路流通奠定基礎。

（3）減少國有資產流失。有效延長集裝化器具使用壽命，減少國有資產流失。有效RFID追蹤定位，可以及時對集裝化器具進行流轉、回收、保養、維修、再投放，良好的管理可以減少國有資產流失，延長集裝化器具的使用壽命，降低鐵路運輸成本。

（4）具有良好的可擴展性和可復制性。支持將鐵路集裝化器具系統進行延伸。不同產權的集裝化器具不僅包含鐵路產權，還可以進一步延伸到貨主自備器具、其他物流企業產權器具。完善的集裝化器具管理系統可以通過對集裝單元的追蹤反向實現多式聯運的貨物信息追蹤，打造更加經濟、高效、共享的集裝化器具管理模式。

3 結束語

集裝化器具的管理水平對貨物運輸集裝化率起著決定作用，高效的集裝化器具管理可以更大限度地提高集裝化率，從而提高貨物裝卸機械化率，減少裝卸時間，降低人力成本。應用RFID射頻技術優化鐵路集裝化器具管理，可大幅度提高集裝化器具信息采集精度，實現實時追蹤，對未來優化鐵路全網貨運發展機制產生積極的示范意義，可在條件成熟的基礎上，以點帶面逐步推廣，充分發揮鐵路資源的稟賦優勢，進一步與大數據、云計算、區塊鏈、生物識別應用等金融科技手段融合，從而提升鐵路貨運智能化、信息化和多元化發展能力，以更加經濟的經營模式和更加普惠的生產方式催生客觀的經濟效益。