铁路物流基地智能化运营管理平台设计研究

　　摘要：铁路物流基地是铁路物流要素集聚的重要场所，是铁路提供现代物流服务的重要载体，通过铁路物流基地智能化的需求分析，以生产指挥中心、商务运作中心、园区管理中心和信息交互枢纽为目标，探讨“顶层设计+平台建设+装备创新+底层技术”的铁路物流基地智能化实现路径。在此基础上，提出铁路物流基地智能化运营管理平台设计思路，构建“三板块六系统”的铁路物流基地智能化运营管理平台功能架构，形成了以时空定位、图像识别、智能感知、智能优化四大智能化底层技术架构，为铁路物流基地智能化提供技术支撑。

　　关键词：铁路物流基地;智能化;运营管理;平台设计;信息源点;信息对称

　　根据国务院办公厅、交通运输部等部门发布的运输结构调整系列政策规划，要求大幅提升铁路货运量比重，推进多式联运型和干支衔接型货运枢纽(物流园区)建设。中国国家铁路集团有限公司大力推进铁路物流基地建设，已经建成130余个物流基地，为实现铁路货运增量行动计划发挥了重要作用。

　　目前，铁路物流基地的供应链管理、商贸金融服务功能等现代物流业务模式暂未形成，其根本原因在于支撑现代物流业务运营的智能化技术手段不足，无法实现资源配置的信息对称。为此，铁路物流基地亟需引入先进智能化技术，使其运营管理具备智能化三大特征，即信息自主感知、生产自主组织、管理数据决策[1]。

　　由于现有铁路物流基地尚未实现真正的智能化，相关研究成果[2-11]主要集中在信息系统、物流服务系统等层面，因而针对铁路物流基地运营管理实际需求，以实现信息对称为主线，亟需探索先进智能技术的集成应用，研发智能化运营管理平台，加快推动运营管理模式创新，不断提升铁路物流基地运作效率和经营效益。

　　1铁路物流基地智能化需求分析

　　1.1需求分析

　　《国家物流枢纽布局和建设规划》(发改经贸[2018]1886号)将国家物流枢纽分为6种类型，分别是陆港型物流枢纽、港口型物流枢纽、空港型物流枢纽、生产服务型物流枢纽、商贸服务型物流枢纽和陆上边境口岸型物流枢纽。根据铁路物流基地不同的核心定位，铁路物流基地也相应地划分为6种类型。

　　陆港型铁路物流基地面向区域产业布局，提供以转运或公铁联运业务为核心的物流服务;港口型铁路物流基地分别以铁水联运、铁空联运为核心;空港型铁路物流基地主要面向高速铁路物流基地，以高端快递物流为目标市场;生产服务型和商贸服务型铁路物流基地分别面向产业链上下游市场，而生产服务型铁路物流基地以仓储管理、产线配送为核心，商贸服务型铁路物流基地以仓配一体化为核心;陆上边境口岸型铁路物流基地主要以跨境货物集散为主。

　　不同类型的铁路物流基地，尽管主要业态模式存在较大差别，但其运营管理上是以生产及经营管理为核心。围绕生产和经营管理需求，铁路物流基地智能化需求表现为生产指挥精细化、经营管理市场化、园区管理数字化和信息交互标准化4类。

　　生产指挥精细化需求表现为以供应链物流服务方案设计为核心，整合各类社会物流资源和基地物流资源，实现多式联运、仓储管理、车货匹配、配送管理、流通加工、报关报检、金融担保等业务的高效、顺畅运转;经营管理市场化需求表现为以构建铁路物流基地生态圈为核心，改善铁路的物流价值链管理功能，为各类客户提供信息交互、商品展示、资金结算、交易担保、投资贷款、交易撮合等服务，支撑铁路物流基地新型业态发展。

　　园区管理数字化需求表现为以物联网、视频监控、卫星定位等现代信息技术为支撑，实现园区人员、装备、物业管理智能化，为铁路物流基地顺畅、高效、绿色运行提供基础保障;信息交互标准化需求表现为实现各种交通方式、政府金融海关、物流合作伙伴、商贸生产企业等相关方信息的互联互通，促进物流、商贸、金融业务协同发展。

　　1.2主要问题

　　物流基地是铁路物流的核心，承担着营销、生产和经营职能。通过对已经投入运营的136个铁路物流基地现状进行调研分析，现有铁路物流基地基本属于大货场模式。由于智能化技术创新应用体系性不足，造成铁路物流基地运营管理信息难以对称，无法支撑铁路物流基地协同内外部物流资源，进而无法推动铁路现代物流业务发展。

　　总体来看，现有铁路物流基地智能化存在顶层设计不足、信息采集质量不高、业务功能开发不足、装备现代化水平不高4个方面的问题。

　　(1)顶层设计思考不足。物流企业缺乏对延伸服务链条、拓展经营领域的认识，铁路物流基地定位没有统筹考虑铁路物流业务专业化、商贸化、金融化发展，主要业态模式不够明确，导致物流基地智能化发展方向不够清晰。

　　(2)信息采集质量不高。目前，铁路物流基地主要采用人工采集、视频采集，以及少量电子标签采集的形式进行运营管理信息的采集，铁路物流信息系统与政府、客户等参与方的信息系统暂未实现对接，信息采集质量普遍较低，难以适应铁路物流基地精细化的信息管理要求。

　　(3)业务功能开发不足。目前，铁路物流基地信息系统或平台主要面向铁路内部，对于物流方案优化、资源调配优化、数据智能分析等业务功能开发不足，难以适应铁路物流基地运营管理业务要求。

　　(4)装备现代化水平不高。物流基地的信息采集、生产控制和安全防护设备，机械化、自动化水平较低，以满足基础生产作业需要为目标，造成生产效率、服务质量、安全水平均不高。

　　1.3实现路径

　　运营管理的本质，是通过汇聚生产、经营、管理等相关信息，根据业务需求，进行资源配置的数据化决策。铁路物流基地智能化的关键，是设计能够通过信息采集、数据管理和业务应用的整套解决方案。

　　铁路物流基地智能化立足破解物流经营管理信息不对称的突出问题，以顶层设计为指引，平台建设为核心，装备创新为抓手，集成应用时空定位、图像识别、智能感知、智能优化四大底层技术，构建铁路物流基地运营管理智能平台，打通铁路物流内部生产、外部经营及政府、客户各参与方信息通道，实现信息自主感知、生产自动组织、管理数据决策，将铁路物流中心建设成为生产指挥中心、商务运作中心、园区管理中心和信息交互枢纽。

　　其中，铁路物流基地智能化运营管理平台，是顶层设计落地应用的功能载体，也是经营管理数据化决策的中枢。因此，科学、可靠的铁路物流基地智能化运营管理平台，是铁路物流基地智能化实现的基础与关键。

　　铁路物流基地智能运营管理平台的总体设计以“三中心一枢纽”为建设目标，以统一信息源点、统一管理平台、统一业务应用“三统一”为主线，以主要生产要素时空定位为核心构建主数据链，整合铁路内部生产系统，通过数据交换平台实现外部系统信息融合，构建铁路物流基地运营管理数据库，按照“数据汇集、数据处理、数据应用”的逻辑架构，面向生产、经营、安全三大业务管理领域，构建生产指挥、商务运作、园区管理和信息交互四大板块和六大系统的功能架构，支撑铁路物流在细分市场服务链条纵向延伸、业务领域横向拓展，实现铁路物流基地运营管理智能化，推动铁路物流基地高质量发展。

　　2铁路物流基地智能化运营管理平台设计

　　2.1功能架构设计

　　为有效支撑铁路物流专业化、商贸化、金融化的业务发展思路，铁路物流基地智能化运营管理平台由铁路内部应用平台、智能物流服务平台、电子商务交易平台、物流金融与创新服务平台、园区智能化管理平台和公共服务信息平台六大系统共同构成。根据生产指挥中心、商务运作中心、园区管理中心和信息交互枢纽的平台定位，可划分为生产指挥类功能、商务运作类功能、园区管理类功能和配套保障类功能。

　　(1)生产指挥类功能。

　　生产指挥类功能的核心，是物流生产相关资源的整合、调配，涉及铁路内部信息应用平台和智慧物流服务平台2个板块。铁路内部信息应用平台是以既有货运站安全监控与管理系统、现在车系统、集装箱运输管理系统等系统为载体，重点满足运输生产、办公管理和安全管理需求。智能物流服务平台是以智能运输、智能仓储、智能配送和国际联运为重点，满足客户对国内、国际物流高质量服务的需求。

　　(2)商务运作类功能。

　　商务运作类功能主要包括电子商务交易平台、物流金融与创新服务平台2个板块。电子商务交易平台是以线上产品展示、物流资源匹配、电子支付结算为重点，满足客户便捷化商贸交易需求。物流金融与创新服务平台是以物流金融、供应链管理为重点，向客户提供在线金融担保、方案咨询、报关报检等综合物流服务，并根据企业供应链实际需要创新其他延伸服务。

　　(3)园区管理类功能。

　　园区管理类功能主要面向园区内车辆、人员、设施设备、楼宇等要素，向入驻客户提供便捷化物业服务，营造铁路物流基地内安全、便捷、绿色的办公环境。

　　(4)配套保障类功能。

　　发挥物流基地的信息交互枢纽重要作用，向客户提供市场监测预警、物流指数、物流征信等信息，还提供全平台的合同管理、结算支付、生产配套、设备租赁等生产配套服务，以及其他生活配套服务。

　　2.2物理架构设计

　　铁路物流基地智能化按照数据汇集、信息处理、信息应用的总体物理架构设计思路，实现生产要素、物流需求、物流供给等信息的实时追踪，开通铁路物流智能化相关业务，支撑铁路物流基地生产指挥、商务运作和园区管理的业务高质量运转。

　　(1)数据汇集层。

　　通过内部数据采集或外部数据交换，以人员、货物、设备、车辆和设施等物流要素为信息采集对象，通过视频、图像、数据、文字等形式对物流要素状态信息进行采集。基础数据主要通过定位设备、工业相机、射频识别设备、传感设备、手持机等设备进行采集。

　　(2)信息处理层。

　　通过信息匹配、数据挖掘、数据分析、预测预警等方式方法，对汇集的数据进行加工处理，打造信息交互枢纽。信息处理层主要是以工作站、服务器为载体，实现信息处理与分析，形成的决策结果通过基站控制器、电机控制器、温度控制器、运动控制器等进行智能操作，规模化数据考虑运用铁路大数据中心进行数据云处理。

　　(3)信息应用层。

　　信息应用层是指围绕铁路物流基地业务需要，开发的智能化系统及功能，主要包括运输管理系统、仓储管理系统、物流信息系统等生产调度信息系统，交易、商贸、车货匹配、报关报检等商务运作系统，以及物业管理、智能楼宇管理、人员管理等园区管理系统。

　　在使用者层面充分考虑生产企业、商贸企业、物流企业、仓储企业、个体车主等参与者，在物流环节层面覆盖物流交易、物流执行、金融结算、物流配套的全业务流程，构建产业生态链平台。考虑铁路内外网均与平台有数据交互业务，造成网络信息安全风险，应分别通过互联网信息共享平台和铁路内外网安全平台实现数据交互，提升数据安全等级。

　　3铁路物流基地智能化技术支撑

　　3.1底层技术支撑

　　根据铁路物流基地业态定位及发展思路，铁路物流基地智能化关键技术是时空定位、图像识别、智能感知和智能优化四大技术，以破解状态信息采集与分析的基础难题，在此基础上对生产指挥、商务运作、园区管理、配套保障四大功能形成应用技术支持。

　　(1)时空定位技术。时空定位技术是实现铁路物流基地内人、车、货物、装卸设备高精度定位的技术手段之一，其难点在于高精度定位信息实时获取，需要破解厘米级定位技术和高精度时间同步技术两大技术难题，以电子地图和时空数据库为基础，实现实时高精度位置状态信息采集。

　　(2)图像识别技术。图像识别技术是以图像为载体，获取物流要素作业状态信息的技术手段，其难点在于实现图像数据的结构化，需要以机器视觉技术对运动对象进行定位，通过使用快速捕获技术、图像增强技术提升运动对象特征值精度，以图像智能识别算法提取图像数据特征，进而转化为结构化、可分析的数据。

　　(3)智能感知技术。智能感知技术是指通过接触式或非接触式感知，采集物流要素状态信息的技术手段。该类技术内容较多、涉及范围较广，根据信息采集要求的不同，可实现对距离、温湿度、相对位置等进行采集，主要包括射频信号自动识别技术、目标检测跟踪技术、激光测距技术和温湿度感知技术等内容。

　　(4)智能优化技术。智能优化技术是指通过智能化手段，对物流资源进行调度与配置，提升生产效率的技术手段，主要包括数据分析、资源配置、功能集成和远程控制等技术，其核心是数据分析与资源配置技术。数据分析技术通过运用大数据技术实现数据挖掘和预测预警功能，是信息交互枢纽的重要技术支撑;资源配置技术可以实现需求与供给间的协调配置，如智能调度、车货匹配、智能仓储、货区货位管理等技术。

　　3.2智能装备技术研发

　　铁路物流基地智能化的实施，需要将传统铁路设备升级为新型技术装备。根据铁路物流基地装卸、搬运、暂存等主要环节作业需求，可将铁路物流装备划分为安全设备、生产设备2类。

　　(1)安全设备。安全设备是指以服务运输安全管理为主的安全设备，主要包括安检设备、货检设备、安全防护设备等，通过图像识别、物联网等技术集成应用，提升铁路货运安全管理效率。以安检仪为例，利用先进的图像识别技术与设备综合集成技术，将安检、检斤、物品清单核对等功能融为一体，实现安检设备一体化集成与货运场站危险货物的快速识别与判断。

　　(2)生产设备。生产设备是指以满足铁路运输生产管理为主的生产设备，主要包括装卸设备、搬运设备等，通过应用智能感知、远程控制等技术，提升铁路运输生产作业效率。以智能轨道式龙门吊为例，利用图像识别、激光测距与远程控制等技术，实现车号、箱号自动识别，轨道式龙门吊大车、小车走行位置实时监测，吊具集装箱抓、放箱动作远程控制。

　　3.3智能软件系统开发铁路物流基地智能化运营管理平台的构建，在充分应用社会成熟的软件系统的同时，对具备铁路作业场景特征的生产、安全、经营管理系统，应进行专项研发。

　　(1)生产系统。面向物流业务精益化生产、一体化运营和敏捷化组织的管理需求，以四大底层技术为支撑，研发智能仓储、智能配送、智能装卸、国际物流等管理系统，保证“外集内配”、仓配一体化、物流总包等业务与模式的顺畅运作。智能仓储、智能配送和智能装卸等物流环节管理系统，是为了从操作层实现生产要素资源的高效配置;国际物流管理系统是以跨境运输、保税物流等业务需求为导向，通过与海关、工商、税务等系统建立信息交互，提供一站式报关通关、保税仓储、保税加工等服务。

　　(2)安全系统。面向安全防护智能化管理需求，在传统铁路运输安全管理信息系统基础上，以车务安全、运输安全和物流安全为重点，研发安检查危、装卸防护、货车装载状态监控、非集中区道岔、货物状态监控等系统，保障人员、货物、装备等生产要素作业安全。以安检查危为例，安检查危管理系统是根据铁路成托货物、成件货物和集装箱货物的物流特性，以谱系化铁路安检查危设备为载体，以安检图像智能识别技术为核心，实现货物类型、数量等特征的不开包核查。

　　(3)经营系统。面向效益最大化经营需求，重点研发服务方案设计、车货匹配、商贸交易、设施设备开发、市场监测与预警、物流指数发布等系统，支撑物流业务延伸。服务方案设计系统是以物流服务方案设计技术为核心，通过物流需求与供给特征匹配，为客户提供科学的物流服务方案;车货匹配系统是面向铁路全程物流服务，提供载运设备与货物属性智能撮合的信息系统。

　　商贸交易系统是以铁路运输为主，面向客户提供在线交易、信用担保等服务的信息系统;设施设备开发系统是面向入驻企业提供设施设备租赁、设施设备维修维护等服务的信息系统;市场监测与预警系统、物流指数发布系统是面向合作企业经营需求，运用大数据、数据挖掘等技术，提供可靠的市场预判与预警信息的信息系统。

　　4结束语

　　铁路物流基地智能化发展是铁路支撑我国经济高质量发展，落实国家运输结构调整的重要举措。通过明确铁路物流基地发展定位，构建了以信息融合为基础的铁路物流基地智能化运营管理平台架构，明确了铁路物流基地智能化技术支撑，为铁路物流基地高质量发展提供了理论支撑和决策支持。

　　铁路现代物流发展不仅仅与铁路物流节点高质量发展相关，更是与现代企业管理能力、铁路通道能力、集疏运能力等密切相关，因而在加快铁路物流基地智能化运营管理平台研发试点应用，进一步研究解决铁路物流顶层设计问题，有利于提升铁路物流服务能力，加快铁路与交通物流融合发展。

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