铁路智能化货场信息平台设计与研究

马敬东，冉雄英，吕一博

(中国铁路北京局集团有限公司 北京货运中心，北京 100860)

0 引言

目前铁路货场多是基于原有货运组织模式下建成，建设时间较早，其布局、功能、基础设施配置等已经不能适应铁路货运向现代化物流转型的发展需求，其存在问题有：服务功能单一，货场的功能大多以车流集结和货物的定点到发为主，缺少仓储、配送、加工、包装等多样化的现代物流服务功能，货主无法第一时间获得准确的物流信息；技术装备滞后，机械化、自动化和智能化的先进设备应用不足，多部门之间信息流转不通畅，易造成货物积压；管理成本高，运营效率偏低、服务体验不佳；安防薄弱，无法实时监控货物、装卸人员情况，作业效率低[3]。

综上所述，亟需加快铁路货场智能化建设，建立满足现代物流需求的铁路智能化货场信息平台，以实现铁路货场信息的综合管理，为货主提供更方便、快捷、安全的货物运输服务与其他增值物流服务，从而提高铁路货物运输在市场中的核心竞争力。

1 铁路智能化货场信息平台架构设计

1.1 建设需求

《交通强国建设纲要》提出打造绿色高效的现代物流系统，大力发展智慧交通，加速交通基础设施网、运输服务网、能源网与信息网络融合发展[4]，《新时代交通强国铁路先行规划纲要》提出要全面提升铁路货运场站信息化、数字化、智能化水平，推动铁路货运枢纽向综合物流枢纽转型[5]。中国铁路北京局集团有限公司(以下简称“北京局集团公司”)积极研究推进城市绿色物流体系建设，由传统以铁路车站为中心的“设计、建设、经营”模式，向以市场为中心的城市物流配送中心模式转变，实现城市综合物流体系整体效益最大化。以大红门铁路货场为典型代表，开展铁路智能化货场信息平台研究，提出铁路智能化货场需求主要有以下方面。

（1）货主服务智能化。货主服务智能化需求主要是指货主对物流信息及时、准确、全面等方面的需求。这种需求可通过“线上”和“线下”2种方式来提供，其中“线上”方式是货主通过中国铁路的95306货运平台及手机APP，实时掌握自己提报需求的受理进度、发运货物运行轨迹、取送货物通知等信息。铁路智能化货场信息平台，可通过智能终端为货主提供相关业务办理条件、流程及动态，通过货场车载服务终端或APP为货主提供预约、排队、指引等多元化服务，从而将铁路智能化货场的货主服务由“被动服务”升级为“主动服务”，整体提升货主服务水平，实现货主服务智能化。

（2）决策组织智能化。充分利用大数据技术，结合各个铁路生产部门作业系统交换来的数据，搭建智能化货场信息平台。通过推算、分析及展示目前及未来一段时间内车站内装卸车数量、空重车数量、发送货物量、发送品类、车站收入、作业繁忙程度以及场内外来车辆数量等一系列指标，监控各类指标的完成情况，为决策人员提供依据。同时，还可根据现车信息、货运站生产信息、箱管信息、快运信息、货调信息及18点信息，结合场站电子地图，全面掌握各环节、各场所的作业状态，自动分配作业计划，合理安排作业任务。

（3）货场管理智能化。利用物联网技术手段，实现对铁路货场内固定和移动设施管理的自动化、信息化、智能化。将货场的货区、货位、装卸线等所有作业资源全部电子化、图形化，方便货场作业人员对货场作业资源的掌握和管理。结合货运生产作业中关键节点数据与物联网设备采集数据相结合，对重点作业进行实时监控，实现作业过程可查询、可追溯。

（4）货场安全智能化。充分利用图像模式识别、定位及机器学习等技术，通过提取货运订单数据与图像识别数据进行对比，判断货场内货物的变化情况。同时，利用定位技术、图像识别、车载控制等技术，对货场内的装卸机械、作业人员进行定位，实现线路规划及作业安全防护。

1.2 设计原则

坚持创新、协调、绿色、开放、共享发展理念，依托物联网、大数据、云计算、虚拟仿真、定位等信息技术，将智能化货场功能设计与铁路货场经营业务相结合，构建铁路智能化货场信息平台，以便更好为铁路货主提供优质服务，对智能化货场信息平台提出以下设计原则[6]。

社会公平感知不仅包含整体社会公平感知，也包含个体层面的公平感知。个人公平感知中收入是很重要的影响因素之一，因此用个人收入公平感知可以较为准确、简洁且全面地衡量个体层面公平感知。采用二分类logistic回归模型对本研究所选各变量进行回归，结果见表4。

（1）先进性原则。加快构建铁路智能化货场信息平台，打造智能化货场核心竞争力，采用信息化和数字化技术，保证货场具有先进性和领先性，促进、引导、规范、创新货场的业务发展模式。

（2）可操作性原则。智能化货场信息平台应与现有的各类铁路运输生产作业及应用系统紧密衔接，具备数据导入和采集功能，确保所有数据输入和采集数据共享，便于现场人员操作。

（3）可扩展性原则。智能化货场信息平台设计应为新系统、新业务的扩展需求预留接口，为有效发挥指挥货场作用提供保障，避免铁路运输生产信息资源浪费。

1.3 总体架构

铁路智能化货场信息平台设计采用车站货场集中式架构。基础采集系统采用智能摄像头、门禁等设备，数字平台涵盖业务平台、数据平台、智能视频分析平台、集成平台、物联网设备IOT平台、地理信息管理GIS平台，以及融合通信平台等。业务场景主要包括综合安防、资产管理、设施管理、人员管理、货场车辆管理、智能立体库管理、生产安全管理、智能存储管理等。对外采用前台应用功能，以智能货场运营中心IOC、门户网站、综合态势研判、IOC应用以及手机货主端APP应用方式提供服务。铁路智能化货场信息平台设计架构示意图如图1所示。

2 铁路智能化货场信息平台主要功能模块设计

基于智能化货场信息平台总体设计架构思路，北京局集团公司在大红门车站进行了试点，对智能化货场信息平台的主要功能进行设计，重点包括货主服务功能、决策组织功能、货场管理功能、货场安全功能。铁路智能化货场信息平台主要功能示意图如图2所示。

2.1 货主服务功能

（1）前台受理。货主通过铁路货票系统或到营业大厅下单，营业部获取货物订单信息后上传至铁路智能化货场信息平台，平台作为前台对订单信息进行受理，将提货信息下达到货场内作业班组和货场外的分中心货场，其中平台各子系统模块为货场生产作业提供保障，并且平台中所有信息可通过铁路信息网上传至京铁云平台。

（2）数据分析。铁路智能化货场信息平台的运营中心，汇聚各个子系统的数据，通过数据分析，针对不同货主和角色解决货场业务，将铁路货场的货物仓储、视频监控、设备、人员、车辆等信息进行可视化处理和展现，实现数字化管理和运营。

（3）一站式办理。以业务场景、通用场景和具体的业务应用形态来构建货场一站式运营平台，根据前期数据分析结果，针对不同货主提供相应的应用视图，设计个性化一站式办理服务，解决货主多元化服务需求，有效提高货主服务水平，实现货主服务智能化。

2.2 决策组织功能

（1）数据交互。数据交互是铁路智能化货场信息平台的核心，也是平台的数据支持，主要负责为各个应用提供数据交换与整合服务。通过对货场的业务流程进行集成整合，利用数据技术对铁路货场的各类基础数据整合，统一规划数据语言，通过平台或已接入子系统应用的数据集成接口，把对应的源数据转换成为结构化数据，保存在平台组件的相应数据库中，进而为业务集成提供数据接入、数据分析存储、通用工具、业务逻辑服务等。

（2）决策分析。以货运站系统、货票系统、票据电子化综合应用等货运生产系统为基础，实现业务数据的大集中。通过大数据智能分析，提供装卸分析、运量分析、运力分析、安全分析等，为货场生产与管理提供多种类、多渠道的可视化信息服务与决策辅助手段；同时，结合数据分析结果，计算生成最优工作方案，合理分配作业计划、作业任务，有效减轻货运人员的工作量，提高作业准确度和安全性。

2.3 货场管理功能

（1）货场车辆管理。货场车辆管理包括货场车辆导引和预约排队叫号管理2个功能。其中货场车辆导引功能，是根据货场入场车辆的属性、预约排队的顺序，以及其提货仓库的位置及库门，结合精准定位数据，在微信小程序端或APP端对入场承运司机进行园区地图导航，并对每辆入场车辆进行交通线路规划，还可判断该车辆是否在交通线路规划范围内，对违规的车辆进行系统语音电话提示；预约排队叫号管理功能，是通过微信小程序端或APP端查询排队和预计装货的时间，使承运人有效判断和管理自己的承运和待装时间，从而在货场及仓库管理人员、提货货主、承运商调度员和承运司机之间建立一套完整的系统沟通机制，提高沟通效率。

（2）资产管理。资产管理涵盖从资产采购、登记管理，到报废的资产状态进行监控、报修、转移调拨、处置直至报废整个生命周期的管理。通过使用RFID扫描枪等移动设备对资产扫描盘点，可以提高盘点效率；详细记录资产登记、录入、转借、报废等历史操作流程；设有操作日志，记录使用人员的所有操作，实现资产管理操作有迹可查，防止不当操作造成的不必要损失。

（3）设施管理。设施管理主要用于管理设备类型和设备卡片，管理设备日常点检、调拨、维护及报废工作。通过对企业维护制度进行结构化、标准化处理，形成知识型维护标准，建立设备点检、保养、润滑“依据标准、自动计划、预先提醒、及时反馈”的PDCA闭环受控管理。

（4）人员管理。人员管理主要是提供人员基础信息管理和校验通信服务等。人员基础信息包括一卡通、身份证、工卡号及人脸图像等。货场业务应用或第三方系统，可以通过调用数据库中的人脸信息来搜索人员实例的接口，获取当前对应的人员信息，来校验通行的人脸是否可以通行当前设施。如访客从场外进入货场时，需提前在相关网站中进行登记预约，预约成功后通过人脸识别进入，工作人员则直接通过人脸识别系统直接进入货场。

（5）智能存储管理。智能存储管理主要包括智能储物柜管理、智能档案回转柜管理、智能办公用品管理柜管理3方面。其中智能储物柜管理为智能人脸识别储物柜，结合先进的人脸面部识别生物技术，利用人脸面部特征作为储物凭证，从而让存取物品更快捷、更安全、更放心；智能档案回转柜管理是存放档案的一种智能型存储柜，可以实现从档案的生产，入盒、上架、下架、借阅、归还、销毁等环节的闭环管理；智能办公用品管理柜管理利用AI技术智能识别身份和领取物品，开柜自动下单，关柜自动结算，并将领取人的身份和领取物品等信息自动登记，而信息也会自动反馈到预算管理系统中，进行预算跟踪。

2.4 货场安全功能

（1）综合安防管理。通过平台化的设计，采用统一的数据管理和数据交换平台，实现各子系统的无缝融合和一体化，提高系统可扩展性，从而简化操作和提高管理效率。同时可针对不同的场景进行智能化分析，提升货场安防的效率和实用性，降低人员投入和劳动强度，提升安防系统整体效率；利用周界监控，对出入口、运输通道、装卸点、仓库等区域全范围无死角覆盖管理，实现与现场作业切换联动，提高可视化效果[8]。

（2）生产安全管理。通过视频监控，对货场入场人、车、设备高精度定位，对不同的场景采用智能化分析应用，实现安全着装监测、货运人员值守监测、库区货物异动监测、火灾及烟雾监测等功能。其中安全着装监测，可以通过作业人员面部和安全帽的对比识别，快速检测出作业人员是否有佩戴安全帽，及时提醒管理人员处理；货运人员值守监测，是通过面部识别、面部跟踪等精准识别，与货运站系统进行比对，判断是否为专职人员；库区货物异动监测，是通过算法判断是否存在货物异动、货物跟踪等情况，精准识别货物异常运动，及时向仓库管理人员发出提醒；火灾及烟雾监测，可及时检测出火苗烟雾，降低火灾损失。

3 结束语

铁路智能化货场信息平台是对既有货运生产要素进行充分的整合、优化，以满足现代物流基地运输组织和管理的功能需求，为货主提供准确、及时、安全、高品质的物流服务，全面提高运输效率、货运管理水平和服务质量。铁路智能化货场信息平台的建设，有利于提高铁路货运的市场竞争力，促使铁路货场向以市场为中心的城市物流配送中心模式转变，从而实现城市综合物流体系整体效益最大化。未来，随着人工智能、大数据技术、5G网络的快速发展，铁路智能化货场建设还需进一步探索和完善，为铁路运输经济效益最大化、业务处理效率最大化提供支持。