铁水联运集装箱货场运输管理系统结构及功能

李 瑞

(中铁武汉勘察设计研究院有限公司，武汉 430074)

1 概述

集装箱多式联运具有产业链长、高效快捷、集约经济、安全可靠等优势，是货物运输发展的重要方向。水铁联运、公铁联运已成为集装箱长距离门到门运输服务的主要形式，随着铁路集装箱运输量的增长，铁路集装箱列车中转及编组工作量显著增加。特别是铁水联运项目，一个铁路港前车站（港湾站）对应多个港口码头铁路集装箱场（港区、货区）时，到达的集装箱列车车辆排列顺序杂乱，无法满足多处港口专用线（港区）分类依次快速送达的要求，需重新按港口专用线（港区、货区）线别要求进行重新解体编组后分送到不同的港口专用线（港区）卸车，解编工作量十分繁重。

2 铁路既有信息系统

铁路信息系统按照不同的作业流程设置铁路货运站安全监控与管理系统、铁路集装箱管理系统。

2.1 铁路货运安全监控与管理系统

铁路货运站安全监控与管理系统在车站层面应用功能包括受理审核、生产组织、安全监控、物流服务、基础管理、经营管理6 个功能模块。为实现信息充分共享，尽量避免资源重复浪费，对铁路货车篷布管理等系统进行整合；对危险货物运输安全监控系统（车站级）进行部分功能整合；对确报、现车、货票等系统进行功能对接。

2.2 铁路集装箱管理系统

铁路集装箱管理系统是一个集生产管理、财务管理、经营分析等功能为一体的实时系统，由计算机管理系统（包括商务、堆场、门检、装卸、计费、统计、无线通信、维护、触摸屏等子系统）、无线数据通讯系统、视频监控系统等组成。各子系统和作业点通过站内局域网（有线网络和无线网络）相连接，以车站作业流程为基础、覆盖站内集装箱作业处理和运输组织所有业务，形成完整的能够独立作业的站内管理系统，又具备与海关、国检、银行等信息交换和物流业务需要的功能，是一个铁路集装箱货场区域范围内的封闭信息系统。

3 现有技术存在的问题

研究背景中的作业方式基本处于现场手工作业阶段，存在作业效率低，人工体力劳动强度大，数据误差大，自动化、信息化水平较低。

现行的铁路集装箱货场运输管理系统是一个用于铁路集装箱货场作业的封闭系统，与铁路货运信息系统、港口集装箱管理系统和水运集装箱信息之间没有数据交换，所有数据仍采用现场采集，人工确认。

为解决传统的铁路集装箱货物装卸效率低，列车编解作业工作量大，信息化、自动化程度低，效率不高的问题，本研究在基于集装箱铁水联运的运输方式下提出了一种新型的铁路集装箱货场运输管理系统，该系统适合一个铁路港湾站对应若干个集装箱货区（港区）情况下的集装箱装卸作业。基于集装箱轨道动力平车倒装系统作业方式的集装箱管理系统。

4 系统流程

4.1 列车到达

车站按铁路列车调度指挥系统（CTC/TDCS）指令排列接车进路，开放信号，列车进站。集装箱货场运输管理系统通过车号识别技术采集列车车号和排列顺序，并与计划接收的信息进行核对，确保车号与集装箱箱号绑定，同步将集装箱箱号、集装箱目的地信息传递给集装箱货场自动化控制系统。

4.2 集装箱倒装作业

集装箱货场自动化控制系统根据接收到计划信息、集装箱信息，根据列车定位、龙门吊定位、轨道动力平车定位下达作业指令。

多台集装箱装卸机具（龙门吊）根据铁路集装箱货场自动化控制系统指令，自动抓取待卸车辆上的集装箱，读取箱号，倒装到相邻的空轨道动力平车上。

轨道动力平车读取集装箱箱号，实施轨道动力平车车号ID 与集装箱箱号的数据关联绑定，确定其地理位置坐标上传至铁路集装箱货场自动化控制系统。

铁路集装箱货场自动化控制系统通过无线数据通信终端向轨道动力平车下达本轨道动力平车在同一股道中的排列顺序位置、运行目的地、运行许可指令。直至全部到达的集装箱列车全部倒装完毕。

4.3 轨道动力平车运行至堆场

轨道动力平车运载集装箱按照铁路集装箱货场自动化系统提供的指令，轨道动力平车按排列顺序逐车（同一货区车组）上传轨道动力平车位置及车号（ID），向铁路进路控制（信号）系统申请集装箱堆场位置进路的开通指令。

铁路进路控制（信号）系统开通进路，按顺序向轨道动力平车（车组）下发运行许可指令（TA）。轨道动力平车按开通进路运行至货区（港区）重车线确定的堆场货位指定位置。运行过程中不间断的向铁路集装箱货场自动化控制系统上报轨道动力平车位置、运行状态、运行方向、车辆状态（设备监控数据）等数据。

4.4 各堆场卸车作业

各堆场集装箱装卸机具（龙门吊）根据铁路集装箱货场自动化控制系统指令，自动运行至卸车货位抓取轨道动力平车上的集装箱，读取集装箱箱号，按照指令放置在指定堆场货位，并上传作业进度和最终位置。同时轨道动力平车车号与集装箱箱号解除关联绑定。

4.5 轨道动力平车返回

轨道动力平车卸车完毕，向铁路集装箱货场自动化控制系统报告空车状态和位置。按照系统运算策略和运行线路空闲情况，单车或集结成组向倒装场回送。

5 系统结构及功能

本系统利用互联网信息化技术和计算机运算功能，管理集装箱装车、卸车、中转、交接物流作业，铁水联运、铁公联运物流系统信息交换。结构如图1所示。系统具备如下功能。

图1 系统结构图Fig.1 System structure diagram

5.1 作业计划

列车到达前，铁路集装箱货场运输管理系统与铁路货运安全监控与管理系统进行数据交换，接收列车到达时间、车次号、车号、集装箱箱号、货物种类、货物重量、货物目的地、中转港口等信息。

根据接收到达列车车辆和集装箱信息安排铁水联运中转接车作业计划、龙门吊作业计划、轨道动力平车作业计划、倒装作业计划、集装箱堆场箱位计划。并具备变更作业计划的功能。

5.2 作业监控

1）装卸过程安全监控

实现对装卸过程的全程监控，系统对龙门吊及轨道动力平车作业进行安全提示，每一个环节作业完毕后，龙门吊及轨道动力平车需要向系统实时传送作业安全确认。

2）机检信息监控与预警

采集轨道动力平车安全检测信息，对轨道动力平车装载质量进行卡控和预警。

3）视频监控

通过视频对现场作业、轨道动力平车和货车装载状态、龙门吊作业状态进行综合监控。

5.3 集装箱及货物交接

铁路集装箱货场运输管理系统根据集装箱货场自动化控制系统提供的集装箱卸车作业完成指令，向港口集装箱管理系统提供交付信息，包括集装箱箱号、货物种类、货物重量、所在堆场位置信息。

5.4 信息查询

根据数据交换接口，提供港口集装箱管理系统、铁路货运信息系统的作业进程查询功能。

6 小结

该系统涵盖了车辆定位、车号（箱号）识别、视频监控、图像识别、车辆自动控制、道岔联锁系统等多项智能集控功能，并通过与铁路货运管理系统、港区集装箱管理系统进行数据交换，实现了集装箱的从到站、识别、装卸、交付等过程的全自动化管理，大大提高了生产效率。