铁路智能货场生产组织管理系统设计与研究

周宝宪，丁伟，周子凯

（1.中国铁路兰州局集团有限公司货运部，甘肃 兰州 730000；2.中国铁路设计集团有限公司运输规划研究院，天津 300000；3.北京交通大学土木建筑工程学院，北京 100044）

1 现状

随着市场需求变化以及货物运输渠道方式多样化，对铁路货物运输质量提出了较高要求的同时，也对客户服务、货物装卸车质量、安全卡控、信息共享、报表自动统计提出了更高的要求。目前我国铁路管理手段不适应铁路现代化发展，货运运营工作也做了大量的信息化管理，比如货运站系统的实施，货票电子化功能的部分实现，但仍然基本处于经验管理阶段，生产台帐报表仍然采用手工登记，信息化管理系统的支撑不够，很多信息传输仍靠电话、电报，信息的准确性、及时性和完整性很难得到保证，监管上各货物线作业缺少视频监控，货运管理人员很难对现场装卸车作业质量进行实时监控等，主要表现在以下方面。

1.1 客户服务功能缺失

客户发货时通过95306平台办理发货需求，车站受理后，通过电话通知客户，安排进站送货。到货时车站通过电话通知客户办理取货，客户需到车站营业厅办理取送货凭证，办理流程繁琐复杂，需要一套办理软件让客户了解铁路运输办理流程的同时，既能为客户在网上自助完成铁路运输办理提供方便快捷方式，又能反馈办理进度，客户可实时掌握审核批准进度。

1.2 货场导航功能缺失

货运站一般地处偏远，新客户和司机难以在常用导航地图中准确定位，就算司机进入货场内，由于货场内部道路错综复杂，常用导航系统缺失货场内部线路地图采集，无法准确引导司机顺利到达取送货地点，故需要提供货场内部准确导航线路及货区货位，将司机导向准确的位置。

1.3 门卫过衡管理手段落后

汽车到达货场大门取送货前需停车办理出入证、登记车牌信息，签订入场需知项，车辆才能放行入场、过磅称重，司磅员手工输入货物品名、到站、收发货人等信息，打印磅单，管理手段落后且效率低下，常常造成货场大门车辆拥堵，影响市政道路通行，所以急需一套系统对自动验证进出汽车、货物，整合车辆、重量等信息。客户通过提前预约，车牌自动识别，集装箱箱号自动识别，集装箱残损自动检测，过磅自动称重，验证通过后闸机自动抬杆放行，提高车辆通行效率。

1.4 货场装卸车作业管理手段落后

货场货区货位没有完善的货物进出货管理系统，货物管理不够规范，存放信息全部依赖工人手工登记。装卸车时，装车重量及存量统计特别困难，目前外勤货运员通过手工登记存货单、装卸车作业登记簿，每天处于满负荷工作状态，劳动强度特别大，容易出差错，所以需一套移动管理设备及配套系统，获取进门汽车信息、到达列车信息，将汽车、火车、货物、货区货位状态统一进行管理。

1.5 平过道口安全管理功能缺失

由于货场改建及扩建，货场平过道的数量增加，货物运输大量增加，进出货场的汽车、行人密度加大，列车调车作业频繁，货场平过道道口调车作业时通过简易道闸隔断汽车及行人通行，人工现场防护，货场平过道道口安全管理及应急处理手段落后，所以需要安装一套自动感应装置，调车自动提前感应，可通过声音、红绿灯等方式提前警示平过道道口通行汽车及行车，道口清空后道闸机自动落杆，确保列车安全通行，调车作业结束道闸机自动抬杆，汽车及行人可安全通行。

1.6 作业环节卡控不严谨

铁路货运规章制度相对较为繁杂，危险货物、鲜活货物、超限超重货物、集装箱、装载加固、劳动安全、机械作业等专业性强，涉及面广，当前规章制度的落实，通过现场人工盯控多，生产过程中技术监管力度小，各作业环节卡控不全面不系统。

1.7 统计报表无法自动生成

当前统计报表通过人工每日手工统计，在各上报系统中手工输入再上报，工作量大，差错率高。需要通过信息共享、信息整合方式，将各岗位完成的生产作业数据分析处理，自动生成、上传统计报表。

1.8 设施设备台帐管理落后

目前建立了货运设施、装卸设备、信息设备、计量设备、照明设备、消防设备等各类设施设备纸质台帐，也有个别建立了电子台账，但管理不规范，单打一，查阅难度大，无检修、大修、运维、检测、报废自动提醒功能和分析功能，对安全生产和设备管理带来不便，需要建立电子台帐，具备检修、运维、检测等自动提醒功能。

1.9 视频监控技术落后

各货场基本实现了作业场所视频监控全覆盖，但目前应用还停留在“存”和“看”上，无智能分析、识别、处理功能,仅实现事后追查。为了提高安全管理，利用智能分析技术，能自动识别各种违规场景（例如，未按规定穿戴反光黄马甲作业，未按规定穿戴头盔吊装作业，钻车，火灾及烟雾识别等）并自动警示，变被动为主动，及时消除安全隐患。

1.10 集团公司、货运中心等无监管平台

货运中心、集团公司等管理部门无监督及管理平台，只能通过人员到达车站现场检查，发现问题事后处理，监管力度小，问题处理反馈难度大，所以建立一套货运中心、集团公司监控平台非常必要，通过监管平台实现货运中心、集团公司等管理部门对货运站监管。

综上所述，为了提高客户服务质量、提升管理水平、实现票据电子管理，发挥新技术、新设备的精确检测性能。明确的两级分工模式和综合自动化处理功能，实现科技和人工两种生产力的密切配合，急需进一步完善货运站生产管理系统。

2 系统设计

2.1 系统总体架构

按照“管理创新、流程优化、信息共享、系统集成”思路，在全路统一软件《货运站安全监控与管理系统》基础上，增加了网上办理、取送货卡控、称重检斤、智能导航、装卸作业、移动办公、平过道安全防护、智能视频监控等功能，利用互联网+铁路运输技术、物联网技术、人工智能技术、大数据分析决策技术、安全生产卡控融合等技术，开发一套智能货场生产组织管理系统。

智能货场生产组织管理系统应用软件架构采用从系统的可靠性、扩展性、可用性、完整性和可管理性考虑，本系统采用三层结构，含表现层、逻辑层、数据访问层，实现三层之间的数据连接和指令传达。表现层实现系统数据的传入与输出，用户界面功能，将用户的需求传达和反馈，保证用户体验；逻辑层是表现层与数据层的桥梁，实现三层之间的数据连接和指令传达，对接收数据进行逻辑处理，实现数据的修改、获取、删除等功能；数据访问层包含所建立的数据库、存储过程、公共数据访问代码等，如图1所示。

2.2 系统功能结构

智能货场生产组织管理系统技术性能和功能充分考虑铁路货运安全专业管理和现场作业的需要，所采用的技术和设备建立在我国铁路现有成熟技术和装备的基础上，考虑信息通道能力、信息共享、技术发展的前瞻性等，适度超前规划设计。按照先进、成熟、经济、适用、可靠的原则配置现场检测监控设备，设备安装地点利于检测监控全覆盖，能够保证检测监控质量，便于故障处理、维修养护和检定。

依据资源共享、统筹兼顾、考虑冗余的原则配置计算机设备、门禁设备、手持设备、平过道道口感应及控制设备、视频智能分析设备等，满足数据集成、综合应用、决策支持需要。

综合考虑既有设备设施、信息等资源的整合和共享，按照统一规范，进行工程设计和施工管理。主要划分为如下几个部分：网上办理、取送货卡控、称重检斤、智能导航、装卸作业、平过道安全防护、智能视频监控等主要部分，系统结构图如图2所示。

3 系统功能

3.1 客户服务

智能货场生产组织管理系统开发铁路货运微信公众号，客户关注微信公众号后，当车站受理完需求信息后，系统自动将受理信息推送给客户，客户预约进门送货汽车信息。到达重车，车站完成卸车后，系统自动将货物及货区货位信息自动推送给客户，客户预约进门取货汽车信息，简化客户办理流程，客户随时随地通过手机完成取送货办理，方便快捷。

3.2 智能导航

客户通过铁路货运公众号办理完取送货流程后，将取送货信息、取送货货区货位信息转发给司机，司机通过智能导航APP高效准确定位，自动导航，顺利到达货场指定位置，导航可实现市政线路与货场线路自动切换，突破货场内部线路无导航的先例。

3.3 取送货验证

智能货场生产组织管理系统简化进场流程，系统通过智能门禁系统自动提取客户在铁路货运微信公众号中预约取送信息，汽车进门自动验证汽车车牌号、箱号、箱损验残、称重检斤、拍照存查、验证通过，自动抬杆放行。外勤货运员通过手持机接收汽车进门信息，安排装卸工组装卸作业，完成汽车送货。出门自动验证汽车车牌号、箱号、箱损验残、称重检斤、拍照存查、验证通过，自动抬杆放行。

3.4 作业过程管控

智能货场生产组织管理系统通过手持机接收货调装卸车作业计划，装车时，外勤货运员通过手持机完成接车对位、车前会、防护牌安撤、装车前三检、后三检操作及拍照。卸车时，外勤货运员通过手持机完成车前会、防护牌安撤、卸车前三检、后三检操作及拍照。实现作业过程安全卡控，影像资料一车一案，自动上传到服务器，有据可查。专用线货运员通过手持机进出线交接，安排装卸车作业，拍照存查。手持机功能实现了替代办公电脑功能，同时手持机具备对讲、拍照、录像功能，替代外勤货运员和专用线货运员原作业过程中随身携带的照相机、执法仪、对讲机等。手持机通过安全平台，实现互联网与铁路网互通，摆脱了基站方式的地域限制，保障网络安全。

3.5 平过道安全自动防护

智能货场生产组织管理系统与物联网结合，采用列车接近感应装置自动判断来车，经逻辑处理服务器分析处理，控制红绿灯、语音报警等装置警示通行车辆及行人撤离至安全区域，道闸杆自动落杆。列车通行至安全距离后，道闸自动抬杆放行，实现平过道道口安全智能化、自动化管理。

3.6 关键作业环节卡控

智能货场生产组织管理系统建立规章制度电子台帐，在生产作业过程中，加入规章作业卡控：一是实现规章随机学习和查阅，二是实时提醒，三是关键环节卡控，实现流程管理。从源头上按制度约束、按规章卡控，确保有序作业的同时提升效率，防止作业漏项，简化作业。比如货运员未车前三检，未组织召开车前会，装卸人员未设置防护设施，就不能进入装卸环节。未进行影像化拍照、上传就不能关闭车门、起票装车。集装箱没有进行过衡、磅单未上传、影像化拍照未上传就不能施封装车，将作业环节卡控融合到系统管理中，未完成相关签认，无法进入下一步流程，将安全落实到作业过程中。

3.7 统计报表管理

智能货场生产组织管理系统在装卸车作业完成后，系统自动生成装车日况表、卸车日况表、货报一、货报二等各项报表。按货运站、货运中心（货运站段）、集团公司分日、月、旬、季、年自动生成报表，可长时间保存、方便查阅。也可根据实际需求，生成相应的报表。

3.8 货场设施设备台帐管理

智能货场生产组织管理系统建立货运设施、装卸设备、信息设备、计量设备、照明设备、消防设备、托盘、施封篷布管理，登记维保周期，制定检修、大修、运维、检测、报废自动提醒、实时分析，实现设施设备台帐电子化、管理规范化、网络化。

3.9 智能视频监控

智能货场生产组织管理系统整合货场既有视频监控，自动理解监控作业场景中发生的行为或事件，如在货场内抽烟、钻车、跳车、翻越车辆、未按规定过道口、线路、设置防护区、检查防溜等，通过对作业行为识别、分析和理解，实现安全事件抓拍、违章行为识别、风险隐患分析等功能，及时发现问题、分析问题、处理问题，消除安全隐患。

3.10 货场综合管理平台

利用大数据及数字化技术，对铁路生产系统数据、货场资源数据以及历史作业数据进行深度整合，建立统一的数据交互平台。优化智能终端设备，自动采集各作业环节信息，搭建信息提取、分析层，分析作业瓶颈，为货运站管理提供由主观决策向数据决策的转变。

4 系统实现

客户端开发语言使用C#语言，稳定性、安全性、扩展性和可靠性均可得到有效保证；采用负载均衡、动静分离等技术，支持多用户在线和系统在线更新。通过2D技术，实现货区货位、箱区箱位的动态展示。系统后台采用群集服务器作为数据库服务器，使用Oracle 11g 64位数据库，管理和处理数据，互联网数据通过安全平台与铁路网数据互通，对收发信息实行双向加密，实现内外网互通。关键技术有以下几点：智能导航精准定位、互联网与专网互通、货位自动分配设计、物联网与智能分析结合、视频智能分析。

5 系统应用及效果

智能货场生产组织管理系统的实施，全面改进了传统的作业方式和管理模式。通过智能货场生产组织管理系统，实现客户办理流程简单化、货场导航智能化、取送货流程快捷化、装卸作业信息化、货场调车安全化、规章制度电子化、报表统计自动化、货场设施设备台帐电子化、视频监控智能化，提高货运经营质量和管理水平，从而适应现代化货场发展需求。

一是实现作业便捷化，以客户服务为目标，客户随时随地通过手机就可实现业务办理、货物运输过程追踪，改善了客户体验，汽车根据导航直达取送货地点，取消纸质票据及统计报表打印及传递，降低了成本；二是作业管理自动化，门卫、司磅员、外勤货运员、专用线货运员、内勤、货调等各岗位信息自动流转，数据整合，效率得到了提升；三是安全管理水平得到提升。通过对生产过程进行安全卡控，让安全在源头得到了把控；四是减少人员管理成本，节约人员。科技替代人工，实现岗位合并（门卫和司磅员，取消了道口防护人员）；五是降低劳动强度。人工报表可实现电子化，影像化资料自动随机上传。

6 结语

本文结合铁路货运的实际需求，设计了智能货场生产组织管理系统。系统实现后，有利于解决目前铁路货场作业在安全生产、安全管理方面存在的难点和重点，实现货场管理制度化、制度流程化、流程数据化、数据智能化，提高铁路货场管理效率和提升安全防护等级。