文 / 馬 晨

西南交通大學(xué)機械工程學(xué)院教授、《起重運輸機械》雜志編委 程文明

改革開放以來，中國鐵路取得了世界矚目的成就，路網(wǎng)規(guī)模快速擴大，高速鐵路里程占世界2/3以上，運輸能力大幅提升，總體技術(shù)水平已步入世界先進(jìn)行列，部分技術(shù)達(dá)到世界領(lǐng)先水平，鐵路旅客周轉(zhuǎn)量、貨運發(fā)送量、換算周轉(zhuǎn)量、運輸密度等主要運輸經(jīng)濟(jì)指標(biāo)穩(wěn)居世界第一，已成為名副其實的鐵路大國。當(dāng)前，鐵路作為國民經(jīng)濟(jì)的大動脈正處在由“鐵路大國”向“鐵路強國”轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時期。隨著國家“一帶一路”倡議深入實施，國內(nèi)集裝箱吞吐量持續(xù)增長，對鐵路站場服務(wù)能力提出更高要求。目前我國鐵路站場生產(chǎn)調(diào)度、裝卸過程還是以人工操作模式為主，存在效率低、成本高、安全性不高的問題，為提升鐵路集裝箱站場裝卸作業(yè)效率及管理水平，開展鐵路集裝箱站場裝卸自動化的開發(fā)研究是鐵路集裝箱站場發(fā)展的必然趨勢。因此，我們帶著疑問，借參加“鐵路集裝箱智能場站關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用研討會”召開之際，我們采訪到《起重運輸機械》雜志編委、軌道交通運維技術(shù)與裝備四川省重點實驗室常務(wù)副主任、西南交通大學(xué)機械工程學(xué)院程文明教授，同廣大《起重運輸機械》雜志讀者一同來了解鐵路集裝箱智能場站關(guān)鍵技術(shù)當(dāng)前的應(yīng)用情景以及在我國鐵路貨運智能化未來的發(fā)展方向。

《起重運輸機械》：從宏觀上講，您認(rèn)為鐵路運輸未來的發(fā)展需求以及交通強國鐵路的發(fā)展目標(biāo)是什么？

程文明：《新時代交通強國鐵路先行規(guī)劃綱要》中首次提出2035年、2050年鐵路發(fā)展目標(biāo)和主要任務(wù)，描繪了新時代現(xiàn)代化鐵路強國發(fā)展的新藍(lán)圖，開啟了交通強國鐵路先行新篇章，同時開啟了交通強國鐵路先行新篇章。

隨著我國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展新階段，鐵路作為國家重要的基礎(chǔ)設(shè)施，其運輸?shù)恼w水平必然會向更高層次方向發(fā)展，推動我國由鐵路大國向鐵路強國轉(zhuǎn)變。一方面，隨著中國經(jīng)濟(jì)總量的持續(xù)增長，未來全社會對鐵路客貨運輸依然保持強勁的發(fā)展需求；另一方面，新時代人民群眾對美好生活和美好出行的渴望將更加強烈，對鐵路運輸?shù)亩鄻踊?、個性化、品質(zhì)化、智慧化需求顯著提升；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整及相應(yīng)的生產(chǎn)和消費結(jié)構(gòu)的調(diào)整，將對貨運的業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化和服務(wù)質(zhì)量提升提出新的要求；隨著“一帶一路”建設(shè)的不斷推進(jìn)，鐵路在完善國際運輸布局、提供更具競爭力的產(chǎn)品和服務(wù)方面將面臨更多的挑戰(zhàn)。與此同時，隨著目前運能緊張狀況的明顯緩解，中國鐵路自身也已經(jīng)具備了由量的積累向質(zhì)的提升的現(xiàn)實基礎(chǔ)。

交通強國鐵路發(fā)展目標(biāo)的要立足點事面向新時代，以全新視野重新審視和把握中國鐵路發(fā)展的歷史方位和使命擔(dān)當(dāng)。當(dāng)前鐵路發(fā)展的重心已由關(guān)注大規(guī)模建設(shè)的同時，依靠創(chuàng)新提高發(fā)展質(zhì)量、提升運營效率效益上來，更加重視對現(xiàn)有鐵路基礎(chǔ)設(shè)施存量進(jìn)行優(yōu)化、完善，加快與其他運輸方式的融合，大幅提升中國綜合交通運輸效率，進(jìn)一步降低全社會物流成本。

鐵路場站處于綜合交通運輸網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點，是制約現(xiàn)代物流發(fā)展的重要一環(huán)，對現(xiàn)代物流體系有著十分重要的影響和戰(zhàn)略作用。國家“一帶一路”發(fā)展戰(zhàn)略的推進(jìn)，已使鐵路作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略中的關(guān)鍵一環(huán)獲得了歷史性的發(fā)展機遇，極大地帶動了鐵路集裝箱運輸?shù)陌l(fā)展。鐵路集裝箱站場作為“一帶一路”和“中歐班列”的橋頭堡，隨著鐵路集裝箱運營量的提升，將對集裝箱站場作業(yè)效率及吞吐容量有更高的要求，因此鐵路貨運站場集裝箱自動化裝卸作業(yè)將是未來發(fā)展的必然方向。為提升鐵路集裝箱場站裝卸作業(yè)的技術(shù)和管理水平，順應(yīng)“國家2025智能制造行動計劃”的發(fā)展，有必要開展鐵路集裝箱場站裝卸自動化智能控制系統(tǒng)的研究。這也是我們本次研討會組織的初衷和目的。

《起重運輸機械》：當(dāng)前鐵路集裝箱智能場站技術(shù)在應(yīng)用方面有哪些特點，在實際的應(yīng)用中產(chǎn)生哪些積極的影響？

鐵路集裝箱智能場站應(yīng)用環(huán)境

程文明：鐵路集裝箱智能場站技術(shù)，著眼于現(xiàn)代鐵路集裝箱站場裝卸作業(yè)的智能化流程再造，采用自動化堆場技術(shù)，對鐵路集裝箱站場裝卸作業(yè)自動控制中的箱管系統(tǒng)、遠(yuǎn)程控制、精確定位、防搖減擺、網(wǎng)絡(luò)通訊、視頻傳輸、智能識別、安全系統(tǒng)等技術(shù)進(jìn)行研究，將控制系統(tǒng)集成設(shè)計，構(gòu)建一個完整有效的遠(yuǎn)程智能自動化控制系統(tǒng)，實現(xiàn)站場自動化遠(yuǎn)程智能控制，提升鐵路集裝箱站場裝卸作業(yè)的技術(shù)和管理水平。鐵路集裝箱站場裝卸自動化遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)的建設(shè)實施，能夠?qū)崿F(xiàn)裝卸作業(yè)的遠(yuǎn)程智能控制自動化，是智慧鐵路站場發(fā)展的必要條件，承載著中國鐵路集裝箱站場向自動化站場演化的期望。

當(dāng)前鐵路集裝箱站場裝卸自動化遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用，有助于提高鐵路站場自動化、作業(yè)效率及安全管理水平，減輕作業(yè)人員勞動強度，緩解人力不足，降低作業(yè)成本，提升安全保障。隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，集裝箱站場裝卸自動化遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)將結(jié)合實際需求，不斷完善、成熟，推動裝卸自動化作業(yè)方式發(fā)展成為鐵路常態(tài)化裝卸作業(yè)方式。

《起重運輸機械》：我們了解到鐵路集裝箱智能場站技術(shù)有著如此多的優(yōu)勢，那當(dāng)前我國鐵路集裝箱場站的發(fā)展現(xiàn)狀是怎樣的？

程文明：首先從規(guī)模上來講，近年鐵路集裝箱運量始終保持30%以上的高速增長態(tài)勢，隨著鐵路服務(wù)網(wǎng)絡(luò)、質(zhì)量、能力的不斷提升，鐵路集裝箱運量將進(jìn)一步大幅提升，這對鐵路物流節(jié)點服務(wù)水平與效能提出了更高要求。面對外部日益增長的運輸需求和內(nèi)部管理精細(xì)化的服務(wù)需要，由于國家對現(xiàn)代流通體系建設(shè)和客戶以及市場的需要，便將智能化技術(shù)裝備在鐵路集裝箱場站的應(yīng)用課題提高到新的高度。

從現(xiàn)狀上來看，目前我國鐵路集裝箱場站需要提升的主要現(xiàn)狀表現(xiàn)在如下幾個方面，第一，現(xiàn)場作業(yè)信息化程度有待提高。首先隨著運輸需求的提升、運輸產(chǎn)品的不斷豐富，目前鐵路集裝箱堆場管理以人工管理為主的方式已經(jīng)不能滿足高質(zhì)量發(fā)展要求；其次作業(yè)信息交互渠道仍需優(yōu)化建設(shè)；最后是，大部分門吊雖然已經(jīng)加裝了超偏載傳感器，但缺乏對采集信息的分析決策，導(dǎo)致集裝箱箱態(tài)仍以人工管理為主，存在空重誤掛的安全隱患。第二，智能運營管理支撐不足。尤其在具體生產(chǎn)作業(yè)過程中，仍存在信息化、智能化程度不夠?qū)е伦鳂I(yè)效率與準(zhǔn)確度較低的問題；表現(xiàn)在鐵路貨運場站缺乏相對面向現(xiàn)場作業(yè)的智能管理系統(tǒng)，現(xiàn)場作業(yè)報表仍以紙質(zhì)人工填報為主，作業(yè)效率和質(zhì)量有待提升，而且并未對作業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效統(tǒng)計分析，不能充分發(fā)揮統(tǒng)計指標(biāo)對現(xiàn)場方案決策的支撐作用；并且鐵路集裝箱場站多式聯(lián)運比重仍然相對較低，不能實現(xiàn)與其他運輸方式信息的實時交互，無法實現(xiàn)船期、班列時刻表的協(xié)同優(yōu)化，制約了鐵路場站的聯(lián)運能力。

鐵路集裝箱場站關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用研討會會議現(xiàn)場

中國機械工程學(xué)會物流工程分會年會現(xiàn)場，程文明教授與《起重運輸機械》雜志張韋微合影

因此，為了適應(yīng)集裝箱運輸?shù)目焖侔l(fā)展要求，針對鐵路集裝箱場站現(xiàn)狀，以系統(tǒng)提升鐵路集裝箱堆場運營管理智能化水平為目標(biāo)，要加快推進(jìn)鐵路集裝箱站場遠(yuǎn)程智能數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，為鐵路集裝箱堆場高質(zhì)量運營管理、建設(shè)鐵路現(xiàn)代流通體系提供支撐。

《起重運輸機械》：請您簡述一下鐵路集裝箱智能場站都有哪些具體技術(shù)特點。

中鼎物流園集裝箱智能場站后臺工作場景

程文明：鐵路集裝箱智能場站借助于先進(jìn)的智能調(diào)度技術(shù)、先進(jìn)數(shù)控技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、精確定位技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、智能識別技術(shù)，與集裝箱管理信息系統(tǒng)深度融合，實現(xiàn)集卡、鐵路車輛、集裝箱等設(shè)備位置和信息的智能識別，達(dá)到對集裝箱場站實時、準(zhǔn)確的感知和控制，實現(xiàn)全自動或者遠(yuǎn)程半自動控制裝卸設(shè)備，形成一個高效的、智能的、裝卸過程無人化的鐵路集裝箱智能場站，即達(dá)到真正意義上的“無人站場”全自動運行。

鐵路集裝箱智能場站除防搖、通訊、監(jiān)控、防撞、箱位管理、箱號設(shè)別、起重機定位等通用技術(shù)以外，應(yīng)重點解決智能調(diào)度、車列定位、集卡定位、落箱狀態(tài)監(jiān)測、F-TR鎖智能防卡等鐵路場站特有的關(guān)鍵技術(shù)。鐵路集裝箱智能場站的本質(zhì)是遵循鐵路運營的規(guī)章，通過優(yōu)化算法和控制調(diào)度實現(xiàn)各設(shè)備之間協(xié)同工作，針對鐵路集裝箱場站裝卸任務(wù)和計劃，根據(jù)火車、集卡、集裝箱、裝卸設(shè)備的位置信息和作業(yè)狀態(tài)，按照堆碼優(yōu)化、路徑優(yōu)化、作業(yè)排隊、設(shè)備使用均衡和任務(wù)緊急等原則，自動生成裝車、卸車和倒箱等裝卸作業(yè)指令，合理分配集裝箱的裝卸工作和存儲位置，提供準(zhǔn)確完整的作業(yè)指令信息,支持與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，并將作業(yè)指令信息及時發(fā)送給裝卸設(shè)備系統(tǒng)，從而高效地完成鐵路、集卡和集裝箱堆場之間的集裝箱裝卸和轉(zhuǎn)運任務(wù)。

《起重運輸機械》：圍繞鐵路集裝箱堆場關(guān)鍵設(shè)備應(yīng)用技術(shù)方面，您認(rèn)為應(yīng)該如何推進(jìn)新技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展？

程文明：為更進(jìn)一步推動鐵路集裝箱場站裝卸自動化、智能化及新技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展，此次西南交通大學(xué)聯(lián)合了武漢港迪集團(tuán)公司，召開“鐵路集裝箱場站關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用研討會”，就是要將深入探討鐵路集裝箱堆場關(guān)鍵設(shè)備應(yīng)用技術(shù)，為鐵路貨運供給側(cè)改革、提升鐵路集裝箱堆場服務(wù)運作效能提供重要支撐。并邀請到山西中鼎物流集團(tuán)有限公司，北京局、沈陽局、哈爾濱局等全國18個鐵路局以及5個鐵路相關(guān)設(shè)計院代表參加會議，共同圍繞鐵路集裝箱智能場站關(guān)鍵技術(shù)展開為期兩天的集中研討。研討內(nèi)容將涉及《鐵路集裝箱場站智能裝卸系統(tǒng)》、《鐵路集裝箱場站龍門吊自動控制系統(tǒng)》、《國內(nèi)物流園智能場站應(yīng)用》、《鐵路集裝箱門式起重機的創(chuàng)新發(fā)展》等內(nèi)容，也希望借助《起重運輸機械》雜志的平臺，讓更多關(guān)心關(guān)注中國鐵路集裝箱智能場站發(fā)展的行業(yè)同仁，加入到研討中來，一同為我國奮力從“鐵路大國”向“鐵路強國”邁進(jìn)貢獻(xiàn)才智。

和程文明教授的采訪是短暫的，但溝通學(xué)習(xí)的過程令人印象深刻。從采訪中我們了解到，合理應(yīng)用智能化技術(shù)裝備有助于提升鐵路集裝箱堆場運作效率、助力鐵路站場向著智能高效方向發(fā)展。未來更可以借助5G通訊、數(shù)據(jù)發(fā)掘、人工智能等新技術(shù)，優(yōu)化鐵路場站作業(yè)流程與人員崗位，進(jìn)一步提升集裝箱場站對鐵路集裝箱運輸發(fā)展的支撐作用，助力構(gòu)建我國現(xiàn)代流通體系發(fā)展新格局。