程文明 满足现代智慧化需求，发展铁路货运新格局

文 / 马 晨

西南交通大学机械工程学院教授、《起重运输机械》杂志编委 程文明

改革开放以来，中国铁路取得了世界瞩目的成就，路网规模快速扩大，高速铁路里程占世界2/3以上，运输能力大幅提升，总体技术水平已步入世界先进行列，部分技术达到世界领先水平，铁路旅客周转量、货运发送量、换算周转量、运输密度等主要运输经济指标稳居世界第一，已成为名副其实的铁路大国。当前，铁路作为国民经济的大动脉正处在由“铁路大国”向“铁路强国”转变的关键时期。随着国家“一带一路”倡议深入实施，国内集装箱吞吐量持续增长，对铁路站场服务能力提出更高要求。目前我国铁路站场生产调度、装卸过程还是以人工操作模式为主，存在效率低、成本高、安全性不高的问题，为提升铁路集装箱站场装卸作业效率及管理水平，开展铁路集装箱站场装卸自动化的开发研究是铁路集装箱站场发展的必然趋势。因此，我们带着疑问，借参加“铁路集装箱智能场站关键技术应用研讨会”召开之际，我们采访到《起重运输机械》杂志编委、轨道交通运维技术与装备四川省重点实验室常务副主任、西南交通大学机械工程学院程文明教授，同广大《起重运输机械》杂志读者一同来了解铁路集装箱智能场站关键技术当前的应用情景以及在我国铁路货运智能化未来的发展方向。

《起重运输机械》：从宏观上讲，您认为铁路运输未来的发展需求以及交通强国铁路的发展目标是什么？

程文明：《新时代交通强国铁路先行规划纲要》中首次提出2035年、2050年铁路发展目标和主要任务，描绘了新时代现代化铁路强国发展的新蓝图，开启了交通强国铁路先行新篇章，同时开启了交通强国铁路先行新篇章。

随着我国经济转向高质量发展新阶段，铁路作为国家重要的基础设施，其运输的整体水平必然会向更高层次方向发展，推动我国由铁路大国向铁路强国转变。一方面，随着中国经济总量的持续增长，未来全社会对铁路客货运输依然保持强劲的发展需求；另一方面，新时代人民群众对美好生活和美好出行的渴望将更加强烈，对铁路运输的多样化、个性化、品质化、智慧化需求显著提升；产业结构调整及相应的生产和消费结构的调整，将对货运的业务结构调整优化和服务质量提升提出新的要求；随着“一带一路”建设的不断推进，铁路在完善国际运输布局、提供更具竞争力的产品和服务方面将面临更多的挑战。与此同时，随着目前运能紧张状况的明显缓解，中国铁路自身也已经具备了由量的积累向质的提升的现实基础。

交通强国铁路发展目标的要立足点事面向新时代，以全新视野重新审视和把握中国铁路发展的历史方位和使命担当。当前铁路发展的重心已由关注大规模建设的同时，依靠创新提高发展质量、提升运营效率效益上来，更加重视对现有铁路基础设施存量进行优化、完善，加快与其他运输方式的融合，大幅提升中国综合交通运输效率，进一步降低全社会物流成本。

铁路场站处于综合交通运输网络的节点，是制约现代物流发展的重要一环，对现代物流体系有着十分重要的影响和战略作用。国家“一带一路”发展战略的推进，已使铁路作为经济发展战略中的关键一环获得了历史性的发展机遇，极大地带动了铁路集装箱运输的发展。铁路集装箱站场作为“一带一路”和“中欧班列”的桥头堡，随着铁路集装箱运营量的提升，将对集装箱站场作业效率及吞吐容量有更高的要求，因此铁路货运站场集装箱自动化装卸作业将是未来发展的必然方向。为提升铁路集装箱场站装卸作业的技术和管理水平，顺应“国家2025智能制造行动计划”的发展，有必要开展铁路集装箱场站装卸自动化智能控制系统的研究。这也是我们本次研讨会组织的初衷和目的。

《起重运输机械》：当前铁路集装箱智能场站技术在应用方面有哪些特点，在实际的应用中产生哪些积极的影响？

铁路集装箱智能场站应用环境

程文明：铁路集装箱智能场站技术，着眼于现代铁路集装箱站场装卸作业的智能化流程再造，采用自动化堆场技术，对铁路集装箱站场装卸作业自动控制中的箱管系统、远程控制、精确定位、防摇减摆、网络通讯、视频传输、智能识别、安全系统等技术进行研究，将控制系统集成设计，构建一个完整有效的远程智能自动化控制系统，实现站场自动化远程智能控制，提升铁路集装箱站场装卸作业的技术和管理水平。铁路集装箱站场装卸自动化远程智能控制系统的建设实施，能够实现装卸作业的远程智能控制自动化，是智慧铁路站场发展的必要条件，承载着中国铁路集装箱站场向自动化站场演化的期望。

当前铁路集装箱站场装卸自动化远程智能控制系统的应用，有助于提高铁路站场自动化、作业效率及安全管理水平，减轻作业人员劳动强度，缓解人力不足，降低作业成本，提升安全保障。随着科学技术的高速发展，集装箱站场装卸自动化远程智能控制系统将结合实际需求，不断完善、成熟，推动装卸自动化作业方式发展成为铁路常态化装卸作业方式。

《起重运输机械》：我们了解到铁路集装箱智能场站技术有着如此多的优势，那当前我国铁路集装箱场站的发展现状是怎样的？

程文明：首先从规模上来讲，近年铁路集装箱运量始终保持30%以上的高速增长态势，随着铁路服务网络、质量、能力的不断提升，铁路集装箱运量将进一步大幅提升，这对铁路物流节点服务水平与效能提出了更高要求。面对外部日益增长的运输需求和内部管理精细化的服务需要，由于国家对现代流通体系建设和客户以及市场的需要，便将智能化技术装备在铁路集装箱场站的应用课题提高到新的高度。

从现状上来看，目前我国铁路集装箱场站需要提升的主要现状表现在如下几个方面，第一，现场作业信息化程度有待提高。首先随着运输需求的提升、运输产品的不断丰富，目前铁路集装箱堆场管理以人工管理为主的方式已经不能满足高质量发展要求；其次作业信息交互渠道仍需优化建设；最后是，大部分门吊虽然已经加装了超偏载传感器，但缺乏对采集信息的分析决策，导致集装箱箱态仍以人工管理为主，存在空重误挂的安全隐患。第二，智能运营管理支撑不足。尤其在具体生产作业过程中，仍存在信息化、智能化程度不够导致作业效率与准确度较低的问题；表现在铁路货运场站缺乏相对面向现场作业的智能管理系统，现场作业报表仍以纸质人工填报为主，作业效率和质量有待提升，而且并未对作业数据进行有效统计分析，不能充分发挥统计指标对现场方案决策的支撑作用；并且铁路集装箱场站多式联运比重仍然相对较低，不能实现与其他运输方式信息的实时交互，无法实现船期、班列时刻表的协同优化，制约了铁路场站的联运能力。

铁路集装箱场站关键技术与应用研讨会会议现场

中国机械工程学会物流工程分会年会现场，程文明教授与《起重运输机械》杂志张韦微合影

因此，为了适应集装箱运输的快速发展要求，针对铁路集装箱场站现状，以系统提升铁路集装箱堆场运营管理智能化水平为目标，要加快推进铁路集装箱站场远程智能数控技术的应用，为铁路集装箱堆场高质量运营管理、建设铁路现代流通体系提供支撑。

《起重运输机械》：请您简述一下铁路集装箱智能场站都有哪些具体技术特点。

中鼎物流园集装箱智能场站后台工作场景

程文明：铁路集装箱智能场站借助于先进的智能调度技术、先进数控技术、传感检测技术、精确定位技术、网络通信技术、智能识别技术，与集装箱管理信息系统深度融合，实现集卡、铁路车辆、集装箱等设备位置和信息的智能识别，达到对集装箱场站实时、准确的感知和控制，实现全自动或者远程半自动控制装卸设备，形成一个高效的、智能的、装卸过程无人化的铁路集装箱智能场站，即达到真正意义上的“无人站场”全自动运行。

铁路集装箱智能场站除防摇、通讯、监控、防撞、箱位管理、箱号设别、起重机定位等通用技术以外，应重点解决智能调度、车列定位、集卡定位、落箱状态监测、F-TR锁智能防卡等铁路场站特有的关键技术。铁路集装箱智能场站的本质是遵循铁路运营的规章，通过优化算法和控制调度实现各设备之间协同工作，针对铁路集装箱场站装卸任务和计划，根据火车、集卡、集装箱、装卸设备的位置信息和作业状态，按照堆码优化、路径优化、作业排队、设备使用均衡和任务紧急等原则，自动生成装车、卸车和倒箱等装卸作业指令，合理分配集装箱的装卸工作和存储位置，提供准确完整的作业指令信息,支持与远程控制系统进行数据交互，并将作业指令信息及时发送给装卸设备系统，从而高效地完成铁路、集卡和集装箱堆场之间的集装箱装卸和转运任务。

《起重运输机械》：围绕铁路集装箱堆场关键设备应用技术方面，您认为应该如何推进新技术的应用发展？

程文明：为更进一步推动铁路集装箱场站装卸自动化、智能化及新技术的应用发展，此次西南交通大学联合了武汉港迪集团公司，召开“铁路集装箱场站关键技术与应用研讨会”，就是要将深入探讨铁路集装箱堆场关键设备应用技术，为铁路货运供给侧改革、提升铁路集装箱堆场服务运作效能提供重要支撑。并邀请到山西中鼎物流集团有限公司，北京局、沈阳局、哈尔滨局等全国18个铁路局以及5个铁路相关设计院代表参加会议，共同围绕铁路集装箱智能场站关键技术展开为期两天的集中研讨。研讨内容将涉及《铁路集装箱场站智能装卸系统》、《铁路集装箱场站龙门吊自动控制系统》、《国内物流园智能场站应用》、《铁路集装箱门式起重机的创新发展》等内容，也希望借助《起重运输机械》杂志的平台，让更多关心关注中国铁路集装箱智能场站发展的行业同仁，加入到研讨中来，一同为我国奋力从“铁路大国”向“铁路强国”迈进贡献才智。

和程文明教授的采访是短暂的，但沟通学习的过程令人印象深刻。从采访中我们了解到，合理应用智能化技术装备有助于提升铁路集装箱堆场运作效率、助力铁路站场向着智能高效方向发展。未来更可以借助5G通讯、数据发掘、人工智能等新技术，优化铁路场站作业流程与人员岗位，进一步提升集装箱场站对铁路集装箱运输发展的支撑作用，助力构建我国现代流通体系发展新格局。