基于物联网技术的海铁联运物流作业流程优化研究

边 可，张志荣，孙海云

BIAN Ke1, ZHANG Zhi-rong2, SUN Hai-yun1

（1.大连交通大学 交通运输工程学院，辽宁 大连 116028；2.大连交通大学 经济管理学院，辽宁大连 116028）

(1. School of Traffic and Transport Engineering, Dalian Jiaotong University, Dalian 116028, Liaoning, China; 2. School of Economics and Management, Dalian Jiaotong University, Dalian 116028, Liaoning, China)

基于物联网技术的海铁联运物流作业流程优化研究

边 可1，张志荣2，孙海云1

BIAN Ke1, ZHANG Zhi-rong2, SUN Hai-yun1

（1.大连交通大学 交通运输工程学院，辽宁 大连 116028；2.大连交通大学 经济管理学院，辽宁大连 116028）

(1. School of Traffic and Transport Engineering, Dalian Jiaotong University, Dalian 116028, Liaoning, China; 2. School of Economics and Management, Dalian Jiaotong University, Dalian 116028, Liaoning, China)

在阐述我国海铁联运作业流程现状的基础上，针对现有作业流程存在的主要问题，运用价值链理论分析作业流程的核心价值活动，提出可增值环节。结合海铁联运作业流程的特点，利用物联网技术优化海铁联运作业流程，分析优化后的作业流程优势。采用模糊综合评价法与有无对比法相结合的方法，评价应用物联网技术前后海铁联运的作业流程。通过比较结果，进一步优化物联网对海铁联运作业流程，提高海铁联运物流作业效率。

物联网技术；海铁联运；作业流程；优化

海铁联运物流模式以其运量大、成本低、安全、快速、经济的特点成为国际多式联运的经典模式[1]，近年来随着物流业的不断崛起，海铁联运物流得到快速发展。因此，我国对于海铁联运的重视程度越来越高，国内专家学者为此进行大量的研究。孙文乐等[2]在分析既有口岸站作业流程存在问题的基础上，通过整列到发和换装优化、信息资源共享研究等对作业流程进行优化，提高作业效率。崔艳萍等[3]通过分析港站相关业务主体及职责，以铁路卸车装船和卸船铁路装车为例，探讨港站的进出口作业流程，在此基础上提出港航企业和铁路在作业层面上的信息需求。虽然上述研究为海铁联运发展提供重要借鉴，但我国的海铁联运在海铁衔接、运输协作、运价保障、运输管理等方面仍然存在诸多问题[4]。物联网技术是继计算机、互联网和移动通信之后人们所关注的科技发展热点之一[5]，近年来在运输智能化方面应用较为广泛。针对海铁联运物流作业流程中存在的问题，基于物联网技术，通过信息传感设备，将承运物品与互联网相连接进行信息通信和交互，实现对集装箱货物的智能化识别、定位跟踪和监控管理，进而优化海铁衔接作业流程，提高海铁联运作业效率，最终实现集装箱海铁联运物流信息化管理。因此，物联网技术在海铁联运物流作业流程优化方面的应用研究具有十分重要的意义。

1 基于价值链的海铁联运物流作业流程分析

1.1 铁路物流中心海铁联运作业流程现状

我国海铁联运作为一种复杂的联合运输方式，其作业流程包括铁路运输、海铁衔接、船舶运输 3个阶段。3 个阶段具体作业流程如下[6]。

（1）铁路运输阶段。①客户通过铁路物流中心网上办理平台或到铁路物流中心提交运输需求订单；②铁路物流中心对客户提交的订单进行审核；③客户在规定日期将货物送至铁路物流中心，并填写托运单；④装箱完毕后称重施封，形成详细托运单；⑤客户持托运单至制票窗口，制票员制票，托运程序完毕；⑥客户缴费后，货物被送往铁路物流中心暂时保管；⑦制票员制票同时将票计划发给铁路局，铁路局根据票计划进行配车至铁路编组场；⑧铁路物流中心工作人员在指定日期按照装车计划进行装车，装车完毕后填写装车清单，制票丁联和装车清单一起形成运输凭证，交由列车工作人员进行运输；⑨列车经过铁路正线运输到达铁路港口站，进入海铁衔接阶段。

（2）海铁衔接阶段。港口装卸部门准备堆场和器械进行卸车作业，同时列车工作人员需要与港口工作人员进行票据交接，港口安排集装箱卡车等待接货，并在卸货完成后运输至堆场，港口装卸机械完成堆码作业，港口暂时保管货物。然后，按照装船日期进行装船作业，进入船舶运输阶段。

（3）船舶运输阶段。船舶靠港前会向码头发出到达确报，码头向货主发出催领通知。同时，船舶与码头进行运输票据交接，然后卸车作业，卸车完毕后，集装箱堆码至港口堆场，由港口暂时保管货物。对于自备箱的货主，缴费后可以直接进行验证交付，而对于采用铁路集装箱的货主，先进行掏箱作业，然后验证交付，完毕后将空箱回送铁路物流中心。

1.2 海铁联运现有作业流程问题分析

目前，海铁联运现有作业流程只需要进行“一次申报、一次查验、一次放行”[7]，极大地方便了客户，降低物流成本，节省时间，提高效率。然而，在作业流程方面仍然存在着不足，主要表现如下。

（1）海铁联运班列开行密度较低，作业办理效率偏低，与公路的灵活性和时效性相比还有差距。

（2）当列车从内陆铁路车站行驶至铁路港口站后，需要先将集装箱卸下再重新装船，这一过程在很大程度上存在重复作业，降低作业效率。

（3）从办理承运到交付验证，所有信息通过单据传递，单据的填写、保管、传递容易出现纰漏，产生差错。

（4）海铁联运的流程复杂、操作繁琐，需要经过多次装卸和运输作业，容易出现货物漏装、装错车、下错站、过站未下车等情况，而且受目前信息化程度限制，出错后货物运输信息无法跟踪，导致丢货和延时交付。

（5）部分港口的港站分离，铁路系统尚未进入港区。1.3 海铁联运作业流程核心价值链分析

1985年，迈克尔·波特提出“价值链”的概念，“每一个企业都是在设计、生产、销售、发送和辅助其产品的过程中进行种种活动的集合体。所有这些活动可以用一个价值链表明。”因此，企业的创造价值过程分解为一系列互不相同但又相互关联的“增值活动”，其总和构成企业的“价值链”。

基于上述对海铁联运作业流程的阐述，海铁联运的核心价值活动包括：承运、装卸、运输、交付和仓储。海铁联运价值链基本结构如图1 所示。

图1 海铁联运价值链基本结构

根据图1 的海铁联运核心价值链分析，主要包括以下可增值环节。

（1）承运环节。该环节客户通过铁路物流中心或到铁路物流中心提交货运需求订单后，铁路物流中心需要对客户提交的订单进行审核，这一过程需要时间较长、手续冗杂，降低整个运输过程的效率。因此，这一环节有待优化。

（2）装卸环节。这一环节以“装”为例，通常分为装箱、装车 2 个过程，装箱又分为客户自备箱和铁路所属集装箱 2 类，作业过程种类较多，流程较为复杂，应加以简化、统一。

（3）仓储环节。铁路物流中心仓储设施的利用方式、费用计算等有待完善，从而为铁路企业赢得更大的利益。

（4）流通加工环节。铁路的业务范围不仅局限于简单的运输和仓储，应充分挖掘潜力、根据客户需求增加相应的增值环节。以流通加工环节为例，铁路物流中心可以根据客户需求，完成货物包装整理、换装、加固、条形码印制等功能。

（5）配送环节。货物运达后，铁路物流中心向客户发出催领通知，列车与车站的票据交接、卸车作业后的集装箱堆码、货物仓储等一系列作业过程的安全监管缺乏保障，有可能出现丢货、漏货的现象。

2 基于物联网技术的海铁联运物流作业流程优化

2.1 物联网环境下的海铁联运物流作业流程

针对海铁联运物流作业流程中存在的不足，通过分析海铁联运核心价值链中的可增值环节，以物联网技术为基础，对海铁联运作业流程进行优化分析，可以将电子标签、车厢识别器、机械识别器等物联网技术应用于海铁联运物流作业流程的各项关键环节，实现海铁联运物流信息的现代化管理，进一步提升其核心竞争力。

（1）铁路运输阶段。在承运环节添加电子标签。客户送货至铁路物流中心指定地点或铁路物流中心上门取货，同时询问客户是否需要提供增值服务。如果需要，则由铁路工作人员办理报关、仓储、流通加工等业务；如果不需要，则完成托运单填写，并且交由铁路内部审查。提交详细托运单后，利用储存货物信息的电子标签替代传统纸质条形码货签，即客户利用计算机填写托运单，提交制签处制签，制票处缴费最终生成运单。单据不再手动传递，每一个环节的货物信息均通过网络传递，既提高作业效率，又确保货物安全。在装车环节应用车厢识别器技术，装车时车厢识别器与电子标签保持信息同步，从而确保装车作业的准确性。铁路运输阶段作业流程优化如图2 所示。

（2）海铁衔接阶段。在卸车环节应用机械识别器技术，利用安装在集装箱装卸设备上的机械识别器，识别核对车厢识别器内信息。在集装箱堆码环节应用站场识别器技术，在完成卸车和堆码工作后，利用站场识别器再一次进行信息核对，以确保货物安全。海铁衔接阶段作业流程优化如图3 所示。

（3）船舶运输阶段。在堆码环节采用站场识别器技术，利用站场识别器识别堆场内集装箱信息，以确保货物最终能够顺利、准确、安全地交付到客户手中。船舶运输阶段作业流程优化如图4 所示。

2.2 海铁联运物流作业流程优化的优势分析

利用物联网技术，在铁路物流中心海铁联运原有作业流程基础上对其进行优化后，优势主要体现在以下 3 点。

（1）通过添加电子标签实现物流实时追踪，使整个海铁联运物流过程中的信息更加透明化，保证物流在去向、数量等方面的安全性和准确性。另外，通过使用电子标签替代传统的纸质货票，票据不再需要人为交接，既节省人力资源，又大大降低错误出现的几率，在一定程度上提高了海铁联运的物流作业效率。

（2）通过添加车厢识别器和机械识别器，可以实现集装箱装车、卸车和堆码作业信息的同步录入、读写和核对，有效提高装卸环节的作业效率和准确性，促进海铁联运物流作业过程的顺利衔接。

（3）在集装箱堆场安装站场识别器，能够实时、准确地记录各集装箱在堆场的存放位置、所装货物信息、集装箱重量和长度等相关信息，以方便工作人员再次装卸时能够及时、准确地找到货物，并且采用合适的装卸设备进行装卸操作。

3 海铁联运物流作业流程优化评价验证

图2 铁路运输阶段作业流程优化

图3 海铁衔接阶段作业流程优化

图4 船舶运输阶段作业流程优化

3.1 业务流程评价

模糊综合评价法是通过构造等级模糊子集将反映被评价事物的模糊指标进行量化(即确定隶属度)，然后利用模糊变换原理对各指标综合[8]。评价过程包括：①建立评判因素集 U，因素集为各种指标体系的集合；②建立决策评语集 V，决策评语集为评价者对评价对象可能做出的各种评价结果所组成的集合；③建立因素评判矩阵 R，因素评判矩阵 R 为评判因素集 U 与决策评语集 V 之间的模糊隶属关系；④确定评判权重系数矩阵 ；⑤对因素评判矩阵 R 进行加权，得出模糊综合评价结果，通过相应的准则决策该方案的等级。综合考虑影响海铁联运物流作业流程的各项因素，建立海铁联运物流作业流程评价指标体系如图5 所示。

图5 海铁联运物流作业流程评价指标体系

利用层次分析法确定评价指标体系中指标的权重，得出各层元素的权重集为 A = ( 0.146，0.031，0.014，0.068，0.011，0.027，0.067，0.164，0.067，0.405 )T。分发调查问卷确定各元素的隶属度矩阵，一共选取 100 个调查对象，每个调查对象分别针对铁路物流中心站应用物联网前后 2 种情况填写，共发出 200 份调查问卷，收回 200 份问卷。根据应用物联网之前的调查问卷统计结果，通过模糊概率法得出各目标层的单因素评价矩阵，再经过多级模糊综合评价，最终得到综合评价等级向量 B = [ 0.059，0.119，0.349，0.287，0.186 ]。查阅文献得到评判标准：{差，较差，一般，较好，好} = { [ 0，0.2 ]，( 0.2，0.4 ]，( 0.4，0.6 ]，( 0.6，0.8 ]，( 0.8，1 ] }。根据最大隶属度原则，评价等级向量中最大值为 0.349。因此，在尚未应用物联网技术的情况下海铁联运物流业务流程的综合评价等级为“较差”。

同理，重复上述计算过程，整理分析应用物联网情况下的海铁联运业务流程评价的100 份调查问卷，得到评价结果为 B = [ 0.148，0.655，0.115，0.056，0.026 ]。结果表明，评价等级向量中最大值为 0.655。因此，在应用物联网技术后海铁联运物流业务流程的综合评价等级为“较好”。

3.2 比较分析

“有无对比法”是将项目实际发生的情况与项目没有发生的情况相比较，以度量项目带来影响和作用。利用“有无对比法”对上述海铁联运物流业务流程评价进行比较分析，即比较在“有”与“无”物联网技术条件下，对海铁联运物流业务流程评价的不同结果，分析这2种情况之间的差异，借以体现物联网技术对海铁联运物流业务流程的影响和作用。

通过模糊综合评价可知，在尚未应用物联网技术的条件下，对海铁联运物流作业流程的评价结果为“较差”，而在海铁联运物流应用物联网技术之后，其作业流程评价结果上升为“较好”。比较 2个评价结果可知，应用物联网技术对于促进海铁联运物流的发展起到积极的作用，不仅优化其业务流程，还进一步保证运输安全，同时极大地提高海铁联运物流效率，增加海铁联运方式在物流市场的占有率。

4 结束语

通过分析我国铁路物流中心现有的海铁联运物流核心作业流程，针对目前海铁联运物流作业流程中存在的不足，遵循物联网应用的技术特点，构建基于物联网技术的海铁联运物流业务流程。运用模糊综合评价法，对应用物联网技术前后的海铁联运物流作业流程进行分析，通过比较新旧流程，物联网技术不仅可以优化海铁联运物流作业流程，而且提高了海铁联运物流作业效率，从而进一步促进海铁联运物流的发展。

[1] 徐春远. 政府推进深圳港海铁联运发展策略研究[D]. 大连：大连海事大学，2012. XU Chun-yuan. The Research on the Strategy for the Government to Promote Sea-rail Transportation Development in Shenzhen Port[D]. Dalian：Dalian Maritime University，2012.

[2] 孙文乐，张 凌. 口岸站运输作业流程优化研究[J]. 铁道运输与经济，2011，33(6)：22-26.SUN Wen-le，Zhang Ling. Optimization of Transport Process in Port Station[J]. Railway Transport and Economy，2011，33(6)：22-26.

[3] 崔艳萍，程文毅. 集装箱港站作业流程及信息需求研究[J]. 铁道货运，2014，32(1)：29-34. CUI Yan-ping，CHENG Wen-yi. Study on the Workflow and Information Requirement of Container Terminal[J]. Railway Freight Transport，2014，32(1)：29-34.

[4] 孙 迪. 物联网技术在海铁联运中的应用[J]. 物流技术：装备版，2013(9)：94-98. SUN Di. The Application of Internet of Things in Sea-rail Transportation[J]. Logistics Technology：Equipment，2013(9)：94-98.

[5] 张小伟. 论物联网技术在上海港海铁联运中的应用[J]. 中国水运，2012，12(1)：33-34. ZHANG Xiao-wei. The Application of Internet of Things in the Sea-rail Transportation of Shanghai Port[J]. China Water Transportation，2012，12(1)：33-34.

[6] 黄浚源. 海铁联运合理运距及运输组织优化研究[D]. 北京：北京交通大学，2011. HUANG Jun-yuan. Study on Reasonable Distance and Transport Organization Optimization of Sea-rail Transport by Railway Container[D]. Beijing：Beijing Jiaotong University，2011.

[7] 陈 韬，周敬祥，王晓明. 海铁集装箱多式联运物联网应用现状及发展思考[J]. 水运工程，2011(9)：205-209. CHEN Tao，ZHOU Jing-xiang，WANG Xiao-ming. Study on the Present Situation and Development of Internet of Things in Sea-rail Container Intermodal[J]. Water Transport Engineering，2011(9)：205-209.

[8] 李 成，盖宇仙. 基于模糊层次分析法的铁路客运枢纽换乘评价[J]. 铁道运营技术，2009，15(2)：6-9. LI Cheng，GAI Yu-xian. Transfer Evaluation of Railway Passenger Terminal based on Fuzzy Analytic Hierarchy Process[J]. Railway Operation Technology，2009，15(2)：6-9.

责任编辑：冯姗姗

吉图珲客运专线进入联调联试阶段

2015年 6月26日，吉林—珲春客运专线进入联调联试阶段。

吉图珲客运专线位于吉林省境内，西起吉林市，东至延边朝鲜族自治州珲春市，途经吉林、蛟河、珲春等 8 个市县区，其中珲春市是吉林省最东端的城市。

这条客运专线于 2011 年 8月16日正式开工建设，设计最高运营时速 250 km，线路全长360.967 km，全线共设吉林、蛟河西等 9 座车站。全线共有桥梁115座，累计长度 91 km，占线路总长的 25%；新建隧道 85 座，累计长度155.7 km，占线路总长的 43.5%。

吉图珲客运专线建设过程中大量采用“以桥代路”的施工设计，既节省了大量耕地，又降低了行人和车辆跨线通行带来的安全风险。同时，该线还大量采用“以隧穿山”的施工设计，极大缩短了全线长度。

开始联调联试后，沈阳铁路局和建设单位将以达到设计速度为目标，在工程完成静态验收及相关问题整改完毕并且确认合格后，采用检测列车、测试动车组、综合检测列车和相关检测设备在规定测试速度下对吉图珲客运专线各子系统及相关系统间接口、匹配关系进行综合测试，使各子系统和整体系统的功能及性能达到设计要求，为全线顺利开通运营提供科学依据。

该客运专线正式开通运营后，将与长吉城际铁路、哈大高速铁路等共同构成东北地区铁路快速客运网，东北重要口岸城市珲春将告别不通旅客列车的历史。

同时，作为东北地区又一条主要铁路通道，吉图珲客运专线将成为带动图们江区域合作开发的 “新引擎”，对促进吉林省融入“一带一路”战略，推动地方经济社会发展，特别是对增进少数民族地区经贸、旅游、文化等交流具有十分重要的意义。

（摘自《人民铁道》报）

Study on Optimizing Logistic Operation Process of Sea-rail Intermodal Transportation based on IOT Technology

Based on expounding status of operation process of sea-rail intermodal transportation in China, targeting with main problems existing in current operation process, this paper, by using value chain theory, analyzes the core value activities of the operation process and puts forward the value-added links. Combining with characteristics of the operation process of sea-rail intermodal transportation, the operation process was optimized by using IOT (Internet of Things) technology, and then the advantages of the process after optimizing was analyzed. By using the method of combining fuzzy comprehensive evaluation method with contrast (no contrast) method, the operation process of sea-rail intermodal transportation before and after applying IOT technology were evaluated. Through comparing the results, the operation process of sea-rail intermodal transportation based on IOT was optimized and the logistic operation efficiency of the transportation was increased.

IOT (Internet of Things) Technology; Sea-rail Intermodal Transportation; Operation Process; Optimization

1003-1421(2015)07-0001-06

U294.1；F530.84

A

2015-03-02

中国铁路总公司科技研究开发计划课题( 2013X009-B )