鐵路智能貨場生產組織管理系統設計與研究

周寶憲，丁偉，周子凱

（1.中國鐵路蘭州局集團有限公司貨運部，甘肅 蘭州 730000；2.中國鐵路設計集團有限公司運輸規劃研究院，天津 300000；3.北京交通大學土木建筑工程學院，北京 100044）

1 現狀

隨著市場需求變化以及貨物運輸渠道方式多樣化，對鐵路貨物運輸質量提出了較高要求的同時，也對客戶服務、貨物裝卸車質量、安全卡控、信息共享、報表自動統計提出了更高的要求。目前我國鐵路管理手段不適應鐵路現代化發展，貨運運營工作也做了大量的信息化管理，比如貨運站系統的實施，貨票電子化功能的部分實現，但仍然基本處于經驗管理階段，生產臺帳報表仍然采用手工登記，信息化管理系統的支撐不夠，很多信息傳輸仍靠電話、電報，信息的準確性、及時性和完整性很難得到保證，監管上各貨物線作業缺少視頻監控，貨運管理人員很難對現場裝卸車作業質量進行實時監控等，主要表現在以下方面。

1.1 客戶服務功能缺失

客戶發貨時通過95306平臺辦理發貨需求，車站受理后，通過電話通知客戶，安排進站送貨。到貨時車站通過電話通知客戶辦理取貨，客戶需到車站營業廳辦理取送貨憑證，辦理流程繁瑣復雜，需要一套辦理軟件讓客戶了解鐵路運輸辦理流程的同時，既能為客戶在網上自助完成鐵路運輸辦理提供方便快捷方式，又能反饋辦理進度，客戶可實時掌握審核批準進度。

1.2 貨場導航功能缺失

貨運站一般地處偏遠，新客戶和司機難以在常用導航地圖中準確定位，就算司機進入貨場內，由于貨場內部道路錯綜復雜，常用導航系統缺失貨場內部線路地圖采集，無法準確引導司機順利到達取送貨地點，故需要提供貨場內部準確導航線路及貨區貨位，將司機導向準確的位置。

1.3 門衛過衡管理手段落后

汽車到達貨場大門取送貨前需停車辦理出入證、登記車牌信息，簽訂入場需知項，車輛才能放行入場、過磅稱重，司磅員手工輸入貨物品名、到站、收發貨人等信息，打印磅單，管理手段落后且效率低下，常常造成貨場大門車輛擁堵，影響市政道路通行，所以急需一套系統對自動驗證進出汽車、貨物，整合車輛、重量等信息?？蛻敉ㄟ^提前預約，車牌自動識別，集裝箱箱號自動識別，集裝箱殘損自動檢測，過磅自動稱重，驗證通過后閘機自動抬桿放行，提高車輛通行效率。

1.4 貨場裝卸車作業管理手段落后

貨場貨區貨位沒有完善的貨物進出貨管理系統，貨物管理不夠規范，存放信息全部依賴工人手工登記。裝卸車時，裝車重量及存量統計特別困難，目前外勤貨運員通過手工登記存貨單、裝卸車作業登記簿，每天處于滿負荷工作狀態，勞動強度特別大，容易出差錯，所以需一套移動管理設備及配套系統，獲取進門汽車信息、到達列車信息，將汽車、火車、貨物、貨區貨位狀態統一進行管理。

1.5 平過道口安全管理功能缺失

由于貨場改建及擴建，貨場平過道的數量增加，貨物運輸大量增加，進出貨場的汽車、行人密度加大，列車調車作業頻繁，貨場平過道道口調車作業時通過簡易道閘隔斷汽車及行人通行，人工現場防護，貨場平過道道口安全管理及應急處理手段落后，所以需要安裝一套自動感應裝置，調車自動提前感應，可通過聲音、紅綠燈等方式提前警示平過道道口通行汽車及行車，道口清空后道閘機自動落桿，確保列車安全通行，調車作業結束道閘機自動抬桿，汽車及行人可安全通行。

1.6 作業環節卡控不嚴謹

鐵路貨運規章制度相對較為繁雜，危險貨物、鮮活貨物、超限超重貨物、集裝箱、裝載加固、勞動安全、機械作業等專業性強，涉及面廣，當前規章制度的落實，通過現場人工盯控多，生產過程中技術監管力度小，各作業環節卡控不全面不系統。

1.7 統計報表無法自動生成

當前統計報表通過人工每日手工統計，在各上報系統中手工輸入再上報，工作量大，差錯率高。需要通過信息共享、信息整合方式，將各崗位完成的生產作業數據分析處理，自動生成、上傳統計報表。

1.8 設施設備臺帳管理落后

目前建立了貨運設施、裝卸設備、信息設備、計量設備、照明設備、消防設備等各類設施設備紙質臺帳，也有個別建立了電子臺賬，但管理不規范，單打一，查閱難度大，無檢修、大修、運維、檢測、報廢自動提醒功能和分析功能，對安全生產和設備管理帶來不便，需要建立電子臺帳，具備檢修、運維、檢測等自動提醒功能。

1.9 視頻監控技術落后

各貨場基本實現了作業場所視頻監控全覆蓋，但目前應用還停留在“存”和“看”上，無智能分析、識別、處理功能,僅實現事后追查。為了提高安全管理，利用智能分析技術，能自動識別各種違規場景（例如，未按規定穿戴反光黃馬甲作業，未按規定穿戴頭盔吊裝作業，鉆車，火災及煙霧識別等）并自動警示，變被動為主動，及時消除安全隱患。

1.10 集團公司、貨運中心等無監管平臺

貨運中心、集團公司等管理部門無監督及管理平臺，只能通過人員到達車站現場檢查，發現問題事后處理，監管力度小，問題處理反饋難度大，所以建立一套貨運中心、集團公司監控平臺非常必要，通過監管平臺實現貨運中心、集團公司等管理部門對貨運站監管。

綜上所述，為了提高客戶服務質量、提升管理水平、實現票據電子管理，發揮新技術、新設備的精確檢測性能。明確的兩級分工模式和綜合自動化處理功能，實現科技和人工兩種生產力的密切配合，急需進一步完善貨運站生產管理系統。

2 系統設計

2.1 系統總體架構

按照“管理創新、流程優化、信息共享、系統集成”思路，在全路統一軟件《貨運站安全監控與管理系統》基礎上，增加了網上辦理、取送貨卡控、稱重檢斤、智能導航、裝卸作業、移動辦公、平過道安全防護、智能視頻監控等功能，利用互聯網+鐵路運輸技術、物聯網技術、人工智能技術、大數據分析決策技術、安全生產卡控融合等技術，開發一套智能貨場生產組織管理系統。

智能貨場生產組織管理系統應用軟件架構采用從系統的可靠性、擴展性、可用性、完整性和可管理性考慮，本系統采用三層結構，含表現層、邏輯層、數據訪問層，實現三層之間的數據連接和指令傳達。表現層實現系統數據的傳入與輸出，用戶界面功能，將用戶的需求傳達和反饋，保證用戶體驗；邏輯層是表現層與數據層的橋梁，實現三層之間的數據連接和指令傳達，對接收數據進行邏輯處理，實現數據的修改、獲取、刪除等功能；數據訪問層包含所建立的數據庫、存儲過程、公共數據訪問代碼等，如圖1所示。

2.2 系統功能結構

智能貨場生產組織管理系統技術性能和功能充分考慮鐵路貨運安全專業管理和現場作業的需要，所采用的技術和設備建立在我國鐵路現有成熟技術和裝備的基礎上，考慮信息通道能力、信息共享、技術發展的前瞻性等，適度超前規劃設計。按照先進、成熟、經濟、適用、可靠的原則配置現場檢測監控設備，設備安裝地點利于檢測監控全覆蓋，能夠保證檢測監控質量，便于故障處理、維修養護和檢定。

依據資源共享、統籌兼顧、考慮冗余的原則配置計算機設備、門禁設備、手持設備、平過道道口感應及控制設備、視頻智能分析設備等，滿足數據集成、綜合應用、決策支持需要。

綜合考慮既有設備設施、信息等資源的整合和共享，按照統一規范，進行工程設計和施工管理。主要劃分為如下幾個部分：網上辦理、取送貨卡控、稱重檢斤、智能導航、裝卸作業、平過道安全防護、智能視頻監控等主要部分，系統結構圖如圖2所示。

3 系統功能

3.1 客戶服務

智能貨場生產組織管理系統開發鐵路貨運微信公眾號，客戶關注微信公眾號后，當車站受理完需求信息后，系統自動將受理信息推送給客戶，客戶預約進門送貨汽車信息。到達重車，車站完成卸車后，系統自動將貨物及貨區貨位信息自動推送給客戶，客戶預約進門取貨汽車信息，簡化客戶辦理流程，客戶隨時隨地通過手機完成取送貨辦理，方便快捷。

3.2 智能導航

客戶通過鐵路貨運公眾號辦理完取送貨流程后，將取送貨信息、取送貨貨區貨位信息轉發給司機，司機通過智能導航APP高效準確定位，自動導航，順利到達貨場指定位置，導航可實現市政線路與貨場線路自動切換，突破貨場內部線路無導航的先例。

3.3 取送貨驗證

智能貨場生產組織管理系統簡化進場流程，系統通過智能門禁系統自動提取客戶在鐵路貨運微信公眾號中預約取送信息，汽車進門自動驗證汽車車牌號、箱號、箱損驗殘、稱重檢斤、拍照存查、驗證通過，自動抬桿放行。外勤貨運員通過手持機接收汽車進門信息，安排裝卸工組裝卸作業，完成汽車送貨。出門自動驗證汽車車牌號、箱號、箱損驗殘、稱重檢斤、拍照存查、驗證通過，自動抬桿放行。

3.4 作業過程管控

智能貨場生產組織管理系統通過手持機接收貨調裝卸車作業計劃，裝車時，外勤貨運員通過手持機完成接車對位、車前會、防護牌安撤、裝車前三檢、后三檢操作及拍照。卸車時，外勤貨運員通過手持機完成車前會、防護牌安撤、卸車前三檢、后三檢操作及拍照。實現作業過程安全卡控，影像資料一車一案，自動上傳到服務器，有據可查。專用線貨運員通過手持機進出線交接，安排裝卸車作業，拍照存查。手持機功能實現了替代辦公電腦功能，同時手持機具備對講、拍照、錄像功能，替代外勤貨運員和專用線貨運員原作業過程中隨身攜帶的照相機、執法儀、對講機等。手持機通過安全平臺，實現互聯網與鐵路網互通，擺脫了基站方式的地域限制，保障網絡安全。

3.5 平過道安全自動防護

智能貨場生產組織管理系統與物聯網結合，采用列車接近感應裝置自動判斷來車，經邏輯處理服務器分析處理，控制紅綠燈、語音報警等裝置警示通行車輛及行人撤離至安全區域，道閘桿自動落桿。列車通行至安全距離后，道閘自動抬桿放行，實現平過道道口安全智能化、自動化管理。

3.6 關鍵作業環節卡控

智能貨場生產組織管理系統建立規章制度電子臺帳，在生產作業過程中，加入規章作業卡控：一是實現規章隨機學習和查閱，二是實時提醒，三是關鍵環節卡控，實現流程管理。從源頭上按制度約束、按規章卡控，確保有序作業的同時提升效率，防止作業漏項，簡化作業。比如貨運員未車前三檢，未組織召開車前會，裝卸人員未設置防護設施，就不能進入裝卸環節。未進行影像化拍照、上傳就不能關閉車門、起票裝車。集裝箱沒有進行過衡、磅單未上傳、影像化拍照未上傳就不能施封裝車，將作業環節卡控融合到系統管理中，未完成相關簽認，無法進入下一步流程，將安全落實到作業過程中。

3.7 統計報表管理

智能貨場生產組織管理系統在裝卸車作業完成后，系統自動生成裝車日況表、卸車日況表、貨報一、貨報二等各項報表。按貨運站、貨運中心（貨運站段）、集團公司分日、月、旬、季、年自動生成報表，可長時間保存、方便查閱。也可根據實際需求，生成相應的報表。

3.8 貨場設施設備臺帳管理

智能貨場生產組織管理系統建立貨運設施、裝卸設備、信息設備、計量設備、照明設備、消防設備、托盤、施封篷布管理，登記維保周期，制定檢修、大修、運維、檢測、報廢自動提醒、實時分析，實現設施設備臺帳電子化、管理規范化、網絡化。

3.9 智能視頻監控

智能貨場生產組織管理系統整合貨場既有視頻監控，自動理解監控作業場景中發生的行為或事件，如在貨場內抽煙、鉆車、跳車、翻越車輛、未按規定過道口、線路、設置防護區、檢查防溜等，通過對作業行為識別、分析和理解，實現安全事件抓拍、違章行為識別、風險隱患分析等功能，及時發現問題、分析問題、處理問題，消除安全隱患。

3.10 貨場綜合管理平臺

利用大數據及數字化技術，對鐵路生產系統數據、貨場資源數據以及歷史作業數據進行深度整合，建立統一的數據交互平臺。優化智能終端設備，自動采集各作業環節信息，搭建信息提取、分析層，分析作業瓶頸，為貨運站管理提供由主觀決策向數據決策的轉變。

4 系統實現

客戶端開發語言使用C#語言，穩定性、安全性、擴展性和可靠性均可得到有效保證；采用負載均衡、動靜分離等技術，支持多用戶在線和系統在線更新。通過2D技術，實現貨區貨位、箱區箱位的動態展示。系統后臺采用群集服務器作為數據庫服務器，使用Oracle 11g 64位數據庫，管理和處理數據，互聯網數據通過安全平臺與鐵路網數據互通，對收發信息實行雙向加密，實現內外網互通。關鍵技術有以下幾點：智能導航精準定位、互聯網與專網互通、貨位自動分配設計、物聯網與智能分析結合、視頻智能分析。

5 系統應用及效果

智能貨場生產組織管理系統的實施，全面改進了傳統的作業方式和管理模式。通過智能貨場生產組織管理系統，實現客戶辦理流程簡單化、貨場導航智能化、取送貨流程快捷化、裝卸作業信息化、貨場調車安全化、規章制度電子化、報表統計自動化、貨場設施設備臺帳電子化、視頻監控智能化，提高貨運經營質量和管理水平，從而適應現代化貨場發展需求。

一是實現作業便捷化，以客戶服務為目標，客戶隨時隨地通過手機就可實現業務辦理、貨物運輸過程追蹤，改善了客戶體驗，汽車根據導航直達取送貨地點，取消紙質票據及統計報表打印及傳遞，降低了成本；二是作業管理自動化，門衛、司磅員、外勤貨運員、專用線貨運員、內勤、貨調等各崗位信息自動流轉，數據整合，效率得到了提升；三是安全管理水平得到提升。通過對生產過程進行安全卡控，讓安全在源頭得到了把控；四是減少人員管理成本，節約人員。科技替代人工，實現崗位合并（門衛和司磅員，取消了道口防護人員）；五是降低勞動強度。人工報表可實現電子化，影像化資料自動隨機上傳。

6 結語

本文結合鐵路貨運的實際需求，設計了智能貨場生產組織管理系統。系統實現后，有利于解決目前鐵路貨場作業在安全生產、安全管理方面存在的難點和重點，實現貨場管理制度化、制度流程化、流程數據化、數據智能化，提高鐵路貨場管理效率和提升安全防護等級。