烏魯木齊局集團公司電子施封鎖應用探討

劉 怡

(中國鐵路烏魯木齊局集團有限公司 貨運部，新疆 烏魯木齊 830011)

棚車、集裝箱是目前我國鐵路運輸高附加值貨物的主要運輸工具，其運輸過程中盜竊案現(xiàn)象頻發(fā)，暴露出鐵路運輸在途實時監(jiān)控管理方式的不足。原有的施封鎖功能單一，交接檢查仍采用手工作業(yè)方式，存在作業(yè)效率低、勞動強度大、反饋不及時等問題，在一定程度上影響了鐵路貨物運輸改革步伐。電子施封鎖是應運輸需求而研發(fā)的一種新型鎖具，適應鐵路貨物運輸信息化管理需求，能夠?qū)崿F(xiàn)快速響應的全程追蹤和異常報警，其應用對于提升鐵路運輸?shù)姆账骄哂兄匾饬x。目前，中國鐵路烏魯木齊局集團有限公司(以下簡稱“烏魯木齊局集團公司”)作為第一批試用單位對高附加值貨物運輸使用了有源電子施封鎖。

1 電子施封鎖特性

1.1 電子施封鎖結(jié)構(gòu)

鐵路電子施封鎖分為無源和有源2種，無源電子施封鎖采用超高頻RFID天線，與現(xiàn)有車號系統(tǒng)相結(jié)合來實現(xiàn)全程節(jié)點的安全監(jiān)控；有源電子施封鎖采用衛(wèi)星或公共無線基站定位、霍爾傳感、無線通信等技術，能夠?qū)崿F(xiàn)全程實時追蹤和破鎖及時報警，可以全面覆蓋鐵路棚車和集裝箱運輸?shù)陌踩O(jiān)控需求[1]。

無源電子施封鎖是由鎖頭、鎖桿、鎖體3部分構(gòu)成，與施封鎖相比，僅在鎖桿尾部增加了一個盒體，其余結(jié)構(gòu)和重量基本保持不變。無源電子施封鎖鎖頭為鋼制鍍鋅，一次性鎖閉結(jié)構(gòu)，鎖桿為鍍鋅鋼管，頭部安裝可讀寫RFID芯片，用于存儲站名、車號、鎖號等各類信息，并通過鎖桿通孔中的高頻通信線連接鎖體內(nèi)的天線；鎖體為長方體盒體，材質(zhì)為銀色噴塑的ABS工程塑料，阻燃、質(zhì)量輕且具有較高的強度。無源電子施封鎖結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1?無源電子施封鎖結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Configuration of unpowered electronic lock

相比無源電子施封鎖，有源的鎖體盒體積更大，整體重量也略重。鎖頭和鎖桿在外形上與無源一致，現(xiàn)場使用步驟也完全一致。有源鎖頭在插孔內(nèi)增加了一枚永磁鐵用作霍爾開關感應，鎖桿為黑色噴塑鋼管，與鎖頭之間以機械鎖鎖扣連接，采用一次性剪斷設計。在鎖桿內(nèi)穿有檢測線，鎖桿端頭有霍爾開關與檢測線相連，鎖桿被破壞后能檢測出狀態(tài)的改變。鎖體為黑色長方體盒體，盒內(nèi)安裝功能模塊，包括基站定位、無線通信、嵌入式控制、電源管理、可充電鋰電池等[2]。有源電子施封鎖結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2?有源電子施封鎖結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Configuration of powered electronic lock

1.2 電子施封鎖特點

（1）全程跟蹤定位。目前的鐵路有源電子施封鎖與汽運、航運等其他運輸方式的大節(jié)點定位監(jiān)控的方式不同，可以通過無線基站定位等技術實現(xiàn)運輸全程節(jié)點跟蹤和實時跟蹤。在互聯(lián)網(wǎng)查詢平臺上，可通過鎖號或車號便捷地查詢到已施封車輛的當前位置和運行軌跡，方便貨運監(jiān)控和貨主查詢。

（2）破鎖自動報警。在途中，當異常破封發(fā)生時，鐵路電子施封鎖可及時獲取時間和位置信息并上傳信息管理系統(tǒng)，可以為路段劃責和公安破案提供有力依據(jù)，并能有效打擊鐵路盜竊犯罪行為，提高運輸服務質(zhì)量[3]。

（3）價格便宜。相比其他行業(yè)的定位監(jiān)控設備少則幾百多則幾千的設備價格，鐵路有源電子施封鎖價格相對較低，非常適用于鐵路運輸這種大范圍大批量的應用條件；無源電子施封鎖則與施封鎖價格相差無幾，可以完全替代。

（4）安裝靈活。鐵路對于相關車輛及集裝箱管理都有極為嚴格的要求，除固定設計位置有箱門把手、鎖具孔外，不能在其他部位安裝任何設備。電子施封鎖結(jié)構(gòu)設計簡單，安裝和管理方式與現(xiàn)有施封鎖差異不大，可靈活安裝于各類棚車和集裝箱上。

（5）安全穩(wěn)定。無論是運輸途中還是場站停留，鐵路車輛大部分都是處于露天的環(huán)境。鐵路運輸過程中存在西北風沙大、晝夜溫差大、震動沖擊等惡劣因素，電子施封鎖能夠適應各種惡劣氣候環(huán)境，并且利用穩(wěn)定可靠的移動互聯(lián)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳遞，可以保證功能和數(shù)據(jù)的安全穩(wěn)定。

（6）擴展性強。電子施封鎖系統(tǒng)可以與鐵路運輸其他管理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換，為貨運、貨檢管理提供非常重要的位置和狀態(tài)信息，可以將其功能擴展到更多領域。

2 烏魯木齊局集團公司電子施封鎖應用分析

2.1 應用現(xiàn)狀

烏魯木齊局集團公司作為第一批試用單位，自2015年起對特定快運產(chǎn)品進行了鐵路電子施封鎖的試用。2018年2月，奎屯站在獨山子專用鐵路對中國石油天然氣股份有限公司西北化工銷售分公司(以下簡稱“西北化工銷售分公司”)首次裝運的化工產(chǎn)品使用了電子施封鎖，并于2018年5月由三方單位就獨山子石化公司專用鐵路發(fā)運的棚車全面啟用電子施封鎖事宜，進行了溝通和協(xié)商。自2018年6月開始在獨山子石化公司鐵路專用線發(fā)運的化工產(chǎn)品，全面使用電子施封鎖(每月約5 000只)。

電子施封鎖的操作流程分為領取、安裝、檢查和拆卸4個關鍵步驟。外勤人員領鎖后在倉庫或者前往裝車現(xiàn)場加鎖；途中發(fā)生破鎖后，電子施封鎖信息管理系統(tǒng)自動發(fā)送短信通知鐵路局集團公司貨運處保價人員，再由保價人員通知中間站貨檢人員外出檢查；貨物到站后，外勤人員將電子施封鎖鎖桿剪斷后拆除。在使用過程中，作業(yè)人員、現(xiàn)場操作和鎖的狀態(tài)都在發(fā)生變化，電子施封鎖信息管理系統(tǒng)需要根據(jù)這些狀態(tài)變化，提供相應的信息管理功能，以便各方作業(yè)人員有序地進行工作[4]。電子施封鎖使用操作流程如圖3所示。

圖3?電子施封鎖使用操作流程圖Fig.3 Operation workflow of electronic lock

電子施封鎖使用期間，貨檢人員及專用線貨運人員不再需要花大量時間核對封印站名、號碼，而將主要精力放在裝載加固等安全重點工作上，對保證行車安全起到了積極作用[5]，實現(xiàn)了全程實時定位追蹤和狀態(tài)監(jiān)控，破封實時報警，根據(jù)電子施封鎖信息，發(fā)現(xiàn)并打掉了多個盜竊鐵路物資的團伙，挽回經(jīng)濟損失近百萬元。電子施封鎖的應用，不但降低了貨檢員勞動強度，提高了貨運檢查效率和準確率，還大幅度提高了貨運的安全可靠性。

2.2 存在問題

盡管電子施封鎖與原始施封鎖相比有著多種功能性優(yōu)點，但在試用期間也出現(xiàn)因應用不熟悉和管理不到位產(chǎn)生的一些問題。

（1）電子施封鎖應用管理不完善。目前的電子施封鎖應用主要依靠電子施封鎖使用說明手冊，很難完全適應電子施封鎖的應用要求，出現(xiàn)了人員分工不明確和使用不良鎖的問題。根據(jù)烏魯木齊局集團公司統(tǒng)計，自2019年第一季度已配備到現(xiàn)場施封鎖20 000只，使用16 911只，裝車數(shù)為8 456車，使用不良鎖共計128只，導致部分貨物在運輸過程中處于信息丟失的狀態(tài)，未達到貨物狀態(tài)及定位等信息實時反饋的效果。

（2）作業(yè)人員操作不及時。在電子施封鎖使用期間出現(xiàn)了未及時錄入系統(tǒng)，造成查詢不到追蹤信息的情況。西北化工銷售分公司在電子施封鎖使用過程中，未將鎖號與車號匹配信息錄入電子施封鎖信息管理系統(tǒng)，致使其他站查詢不到追蹤信息；電子施封鎖信息管理系統(tǒng)和貨運保價系統(tǒng)都在不斷升級，一些新增功能，如電子施封鎖管理登記簿，存在到站無法在電子施封鎖管理登記簿錄入到達的電子施封鎖信息的情況。該問題產(chǎn)生的原因為西北化工銷售分公司在收到電子施封鎖后未及時在系統(tǒng)中做收貨確認，導致奎屯站電子施封鎖管理登記簿無法正常錄入。

（3）系統(tǒng)使用范圍受限。電子施封鎖信息管理系統(tǒng)需要在一定范圍內(nèi)的車站試用。前期烏魯木齊局集團公司有源電子施封鎖試用流向為中國鐵路蘭州局集團有限公司銀川南站，中國鐵路西安局集團有限公司寶雞東站，中國鐵路成都局集團有限公司洪安鄉(xiāng)站、團結(jié)村站，中國鐵路昆明局集團有限公司王家營站，試用到站僅在4個鐵路局集團公司5個車站之間使用。但據(jù)現(xiàn)場統(tǒng)計，奎屯站獨山子專用線月聚乙烯發(fā)運到站涉及全路16個鐵路局集團公司共計109個車站，聚丙烯發(fā)運到站(1—9月)涉及15個鐵路局集團公司共計92個車站。因電子施封鎖使用需操作相應系統(tǒng)，否則會造成大量異常破鎖報警，目前暫不具備全路使用條件。

（4）電子施封鎖不能有效回收。電子施封鎖是一次性鎖具，一次貨運到達作業(yè)完成后被破鎖，即剪斷鎖頭與鎖體之間的連接桿，失去鎖具作用。然而，鎖體中的芯片與主體部分不會因破鎖遭到破壞，仍然具有利用價值。在目前的使用中，回收工作由供應商負責，粗略統(tǒng)計僅達到50%，回收利用率低。

3 電子施封鎖應用優(yōu)化對策分析

3.1 采取全生命周期管理

結(jié)合電子施封鎖應用實際，積極組織產(chǎn)品相關管理和操作人員對產(chǎn)品應用全生命周期開展討論，使人員分工更加明確，產(chǎn)品使用操作更加具體，形成電子施封鎖應用的全周期管理機制，做好從需求、應用到監(jiān)管各環(huán)節(jié)，提高工作效率，保證電子施封鎖發(fā)揮其最大效能。此外，為解決電子施封鎖應用出現(xiàn)的問題，應制定電子施封鎖產(chǎn)品應用管理制度，明確各環(huán)節(jié)負責人員，促使相關管理人員及時了解電子施封鎖需求，制定需求計劃，建立健全使用臺賬，建立入庫、調(diào)撥、在用、報廢等明細，積極掌握使用動態(tài)，每月用量提前掌握，配備一定數(shù)量庫存，并按照先進先出的原則進行使用；做好入庫檢驗工作，并督促生產(chǎn)廠家嚴把電子施封鎖的質(zhì)量關，由每批抽檢改為每只檢測，提高使用質(zhì)量。

3.2 加強現(xiàn)場人員培訓

電子施封鎖作為新型鎖具，加強電子施封鎖人員培訓是加快產(chǎn)品操作速度、強化管理的重要手段。在使用前應對相關人員進行功能及操作培訓，無論是現(xiàn)場裝車人員還是車站值班的相關人員及貨物安全管理人員，都應在對電子施封鎖相關知識有一定的理解后進行相關操作的培訓。以授課和實操模擬演練相結(jié)合的方式，提高相關作業(yè)人員的安全責任意識和專業(yè)操作水平，并以考核的形式檢驗培訓內(nèi)容，合格后方可上崗。在使用期間，也應與供應商和研發(fā)單位建立定期的使用回訪機制，職工遇到問題及時記錄，待產(chǎn)品研發(fā)人員深入現(xiàn)場溝通交流，及時解決現(xiàn)場問題。通過使用前培訓和使用期間回訪交流的方式，避免電子施封鎖使用過程中因人員操作失誤而出現(xiàn)信息誤報等情況，達到不斷提高貨物安全管理的目的。

3.3 擴大系統(tǒng)使用范圍

信息化是實現(xiàn)鐵路貨運現(xiàn)代化的重要手段之一，貨運信息化主要包含營銷服務信息化、運輸組織信息化、綜合安全保障信息化。電子施封鎖作為保障貨物安全的信息化產(chǎn)品，其信息管理系統(tǒng)是提供貨物狀態(tài)信息的重要平臺，是損失處理、責任劃分的重要依據(jù)。在貨物狀態(tài)異常時，鐵路部門也需要同步掌握電子施封鎖車輛的追蹤及報警信息，以便于發(fā)站、途中貨檢站監(jiān)控及到站責任劃分，可以實現(xiàn)鐵路由靜態(tài)監(jiān)管向動態(tài)跟蹤，由事后處理向事前預防的轉(zhuǎn)變，以提高管理水平。目前電子施封鎖信息管理系統(tǒng)并沒有覆蓋全路各貨運站，應進一步擴大電子施封鎖的試用和擴大系統(tǒng)使用范圍，使其覆蓋全路各貨運站，形成完整、智能、自動監(jiān)管網(wǎng)絡，發(fā)揮全路的網(wǎng)絡化、規(guī)模化效應，避免因信息不對稱等情況造成的電子施封鎖異常報警，同時使得貨物狀態(tài)信息被沿途各站和鐵路局集團公司貨運管理部門及時掌握。此外，應優(yōu)化完善電子施封鎖信息管理系統(tǒng)的信息平臺條件[6]，在系統(tǒng)標準化和統(tǒng)一化方面與鐵路的既有鐵路貨運生產(chǎn)系統(tǒng)靠攏，使其與目前的鐵路貨運系統(tǒng)、貨檢系統(tǒng)、保價系統(tǒng)實現(xiàn)信息互通，實現(xiàn)電子施封鎖的全生命周期管理和數(shù)據(jù)信息的共享。

3.4 發(fā)展鐵路綠色物流

鐵路運輸與公路運輸相比，一直有著節(jié)能低耗的優(yōu)點，自國務院發(fā)布《推進運輸結(jié)構(gòu)調(diào)整三年行動計劃(2018—2020)》后，“藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”“公轉(zhuǎn)鐵”等政策號召發(fā)展綠色物流體系。鐵路作為綜合交通運輸體系的重要組成部分，不僅要在運輸結(jié)構(gòu)調(diào)整上做出響應，也應在發(fā)展鐵路綠色物流各環(huán)節(jié)上采取措施，具體到類似鎖具等消耗性產(chǎn)品的應用管理也應盡量做到綠色物流，建立循環(huán)使用機制。電子施封鎖雖是一次性鎖具，但主要元器件都集中在鎖體，破鎖后，并不破壞鎖體，仍有較高的回收再利用價值。目前，供應商只在到站解鎖數(shù)量較大的站點回收，回收利用率低。貨運部門也應加入到回收管理的工作中，組織其余解鎖量少的到站相應作業(yè)人員在電子施封鎖破鎖后直接進行回收。幫助產(chǎn)品供應商逐步打通各地專用線和車站的電子施封鎖回收渠道，與供應商商談回收管理的獎勵機制，對舊鎖具進行折算，既能夠提高電子施封鎖主要元器件的循環(huán)使用率，也能夠節(jié)約采購成本[7]。

4 結(jié)束語

我國鐵路系統(tǒng)覆蓋面廣，站點分散，周圍環(huán)境復雜，貨運車輛達10萬輛之多[8]，電子施封鎖解決了無法掌握途中貨運安全狀態(tài)的難題，其定位追蹤能力和破鎖報警功能為鐵路貨運安全提供了有力的技術支持，取得較好的效果。目前，鐵路電子施封鎖已經(jīng)進入擴大試用范圍的階段，隨著鐵路貨運對安全可靠性的要求不斷提高，以及客戶對貨物實時動態(tài)掌握的需求，電子施封鎖還需要進一步驗證產(chǎn)品的功能和適用性，加快推動電子施封鎖的推廣應用。