基于超偏載檢測裝置的中歐班列安全質量監控方案探討

王艷波，鄭 婷，王華偉，劉宗洋

(1.中國國家鐵路集團有限公司 貨運部，北京 100844；2.中國鐵道科學研究院集團有限公司 電子計算技術研究所，北京 100081)

中歐班列是指按照固定車次、線路、班期和全程運行時刻開行，運行于中國與歐洲以及“一帶一路”沿線各國的集裝箱國際鐵路聯運列車[1]。2020 年，在共建“一帶一路”倡議推動下，中歐班列年開行數量突破1 萬列，開行數量和質量持續穩步提升，形成了西、中、東三大鐵路運輸通道，開行范圍已拓展到超過20 個歐洲國家[2-3]。中歐班列具有貨值高、運行里程長、途經國家多、沿線環境復雜、作業環節多等特點，因此加強中歐班列的安全質量監控迫在眉睫。多年來，全路安裝的超偏載檢測裝置、軌道衡等一系列貨運安全檢測監控及生產作業管理相關設備覆蓋了主要的貨檢站和裝車作業站，形成覆蓋全路的貨運計量安全檢測監控系統，實現了對貨物裝載狀態的動態全過程檢測監控[4-5]。經統計，除部分口岸鐵路局集團公司開行的班列因不經過超偏載測點設備無法被監測外，98%以上的中歐班列均會途經超偏載檢測裝置，貨運計量安全檢測監控等相關系統的運用為研究中歐班列安全質量監控提供了技術條件。

1 基于超偏載檢測裝置的中歐班列安全質量監控解決方案

基于超偏載檢測裝置和軌道衡等設備的貨運計量安全檢測監控系統可以實現對鐵路貨車裝載狀態的檢測和監控，獲取貨車的發到站、品名、編組和超偏載狀態等信息。通過車次信息識別中歐班列，提取中歐班列安全檢測數據；基于中歐班列檢測數據，通過途中甩車評判算法，獲取甩車信息，監控中歐班列運行安全；通過設置班列與測點對應關系和統計方法獲取中歐班列開行信息；以開行信息為基礎，計算中歐班列評價指標，對中歐班列的質量進行評價分析，以此提出基于超偏載檢測裝置的中歐班列安全質量監控方案。

1.1 班列識別

中歐班列在固定的發到站間有固定車次和運行線、明確的開行周期和運行時刻，按客車化模式組織開行，因而與旅客列車類似，固定的班列車次是識別貨運班列的關鍵要素。

中歐班列的開行方案劃分為圖定開行方案和臨時開行方案。圖定開行方案是中歐班列線路經過一定市場培育期、開行較為穩定后，納入列車運行圖保障。臨時開行方案是針對市場培育期以及圖定開行方案無法滿足開行需求的班列線路而制定的臨時開行方案[6]。列車經過超偏載檢測裝置時，根據中歐班列圖定班列與臨時班列相結合的運輸組織特點以及固定的車次規則，識別中歐班列，提取中歐班列超偏載檢測數據。其中，由于班列運行方向上下行變化等原因引起的車次變化，依據中歐班列車次的變化規則和檢測數據中的車次信息識別中歐班列。

1.2 測點選擇與維護

中歐班列經過超偏載檢測設備時，其檢測數據由測點設備采集上傳，經過加工處理，形成貨運計量安全檢測監控信息集合。依托已經在全路成熟運用的貨運計量安全檢測監控系統，利用主測點與備選測點相結合的方式獲取班列開行信息，彌補單一測點統計的缺陷，有效提高開行信息的完整率。當主測點信息采集有誤時，備選測點進行補充采集，可以有效補充完善中歐班列的開行信息。

由于圖定班列在固定的發到站間有固定車次和運行線，分析超偏載檢測裝置測點和固定運行線的分布關系，擇優選擇干線上穩定的超偏載測點作為獲取圖定班列開行信息的主測點和備選測點，建立中歐圖定班列開行車次與出入境途經測點設備的對應關系。臨時班列在固定的發到站間有固定運行線，分析超偏載檢測裝置測點和出入境口岸站的分布關系，擇優選擇運行線上的通道咽喉作為獲取臨時班列開行信息的主測點和備選測點，建立中歐臨時班列出入境口岸站與途經測點設備的對應關系。

隨著中歐班列業務的變化，每年進行多次運行圖調整，增加、取消或調整部分運行線路；當班列運行圖發生變化時，根據超偏載檢測裝置測點和新運行線的分布關系，調整中歐班列與出入境途經測點設備的對應關系，保證開行信息的完整率。

1.3 安全質量監控

根據中歐班列的運輸組織特點，對已提取的中歐班列超偏載檢測數據進行加工清洗，實現中歐班列檢測數據的實時采集。通過研究檢測數據的潛在價值[7]，采用途中甩車智能評判算法和開行信息自動統計方法，計算中歐班列質量指標，完成中歐班列的動態監控、開行信息統計和質量評價。

（1）途中甩車評判。基于超偏載檢測數據對中歐班列的超偏載狀態進行實時監控，采用途中甩車智能評判算法判斷班列是否中途甩車。中歐班列經過超偏載測點時，由超偏載檢測信息和班列確報信息獲取班列的車次、發到站、首尾車號和其他測點信息；選取時間間隔最近的超偏載檢測數據作為參考標準，根據車次、發到站、首尾車號信息，判斷是否是同一次運輸，依據同一次運輸的班列編組數量變化情況判斷班列的甩車情況。

（2）開行信息自動統計。通過自動統計的方法獲取中歐班列的開行信息，包括編組站、口岸站、編組數、箱型和空重箱數量等開行信息。基于中歐班列超偏載檢測數據，獲取中歐班列的車次、發到站、貨物名稱和集裝箱等信息，判斷班列種類并得到班列的空重集裝箱情況，依據不同班列種類與超偏載測點的對應關系，通過主測點與備選測點結合的方式，智能選取一次運輸中的1 個超偏載檢測數據進行開行統計，進而自動獲取中歐班列的開行信息。

（3）質量評價。2018 年中歐班列運輸協調委員會建立了旨在引導各地中歐班列高質量、可持續發展的《中歐班列質量指標評價體系》，設置了開行列、發送箱、重箱率、月度開行方案兌現率、班列線利用率、安全問題等12 項質量指標[8]。基于獲取的中歐班列開行信息，依據開行列、發送箱、重箱率和回程占比等質量指標的定義，進而可以實現中歐班列質量指標的自動統計，對中歐班列運行狀況進行質量評價。開行列是指按照開行方案開行的班列列次數，為圖定班列與臨時班列的列次數之和，反映班列的整體開行情況；發送箱是中歐班列運輸集裝箱的換算標準箱，是國際通用的集裝箱發送量統計標準，單位為TEU；重箱率為發送箱中重箱所占比率，反映班列運力利用和收益高低、貨源充足程度；開行方案兌現率是中歐班列重要質量指標，指實際開行列數與計劃開行列數的比例；回程占比為回程班列數與往返總列數的比例，反映境外回程貨源組織能力。發送箱、重箱率和回程占比的計算公式如下。

通過中歐班列開行列、重箱率、回程占比等信息，實時掌握中歐班列整體開行動態，根據質量指標和業務需求調整中歐班列運行圖，可以促進中歐班列更安全更快速地發展。

2 實例分析

采用中歐班列安全質量監控方案對班列的安全質量進行評價和分析，以固定時間范圍T(2021 年1 月31 日至2 月2 日)內的中歐班列為例，時間范圍T內部分中歐班列超偏載檢測數據如表1 所示。

2.1 安全監控

基于中歐班列的超偏載檢測數據，可以通過車號實時追蹤中歐班列車輛信息。以中歐班列X8006為例，利用途中甩車智能評判方法判斷班列是否中途甩車。

由表1 數據可知，中歐班列X8006 陸續經過超偏載測點5、測點6、測點9、測點11 和測點12，根據檢測信息可知，班列的車次為X8006，發到站均為阿拉山口和圃田，首尾車號均為5253266 和5465991；根據車次、發到站和首尾車號信息，可以推斷表1 中的班列X8006 為同一次運輸；由表中檢測數據可知，班列在經過測點12 時，編組數量減少，可以判斷班列X8006 在測點11 處甩車；結合班列X8006 的超偏載情況可以初步判斷甩車原因為車輛嚴重偏載。

表1 時間范圍T 內部分中歐班列超偏載檢測數據Tab.1 Overload and unbalanced load detection data of China-Europe Railway Express within T

2.2 開行統計

基于中歐班列檢測數據，通過班列超偏載檢測信息獲取車次、發到站和品名等信息，進而判斷班列種類和集裝箱的空重箱狀態。對不同車次的中歐班列，基于班列與測點設備的對應關系，選取2 個超偏載測點作為該班列的主測點和備選測點，依據測點設備的停用情況和班列的通過情況，通過主測點與備選測點結合的方式，智能選取一次運輸中1 個測點的超偏載檢測數據進行開行統計，進而自動獲取中歐班列開行信息中的班列種類、班列車次、發到站、編組數量和集裝箱空重狀態等信息。

由表1 數據可知，中歐班列X8006 陸續經過超偏載測點5、測點6、測點9、測點11 和測點12，根據檢測信息可推斷表1 中的班列X8006 為同一次運輸；通過班列與測點設備的對應關系，獲取其中1個測點上的檢測信息，進而智能轉化成X8006 的開行信息。對表1 中的過車信息進行統計，得到中歐班列開行信息如表2 所示。

表2 中歐班列開行信息Tab.2 Operation information of China-Europe Railway Express

2.3 質量評價與輔助決策

根據表2 中歐班列開行信息，計算時間范圍T內中歐班列質量指標，分別為開行列9 列，發送箱887.75 TEU，重箱率90.48%，回程占比44.44%，不足50%，反映了時間范圍T內中歐班列的境外回程貨源組織能力有待提升。通過開行列、發送箱和重箱率的變化情況，可以反映中歐班列的運力高低、貨源充足程度和境外回程貨源組織能力問題。

根據中歐班列質量指標數據，可以輔助決策中歐班列運輸組織。根據運量變化情況，可合理安排運力資源，更好滿足各地發運需求；根據班列線利用率情況，結合中歐通道實際運輸能力和開行情況，可優化中歐班列開行方案，保證運力資源充分利用。

3 結束語

中歐班列作為承擔“一帶一路”沿線各國物流營運的重要載體，是暢通國際合作物資運輸的重要物流通道。基于超偏載檢測裝置的中歐班列安全質量監控方案，可以實現中歐班列運行安全質量監控和分析，促進中歐班列健康發展。在此方案基礎上，增加中歐班列的月班期、周班期和日班期研究，結合檢測數據獲取的實際開行信息，得到開行方案兌現率，進而評價分析中歐班列組織能力、運力利用率和客戶誠信度。同時，特快班列、快速班列、多式聯運快速/普快班列、普快班列也可基于此研究方案對班列的安全質量進行監控研究，進而完善我國貨運班列的安全質量評價研究。