乌鲁木齐局集团公司电子施封锁应用探讨

刘 怡

(中国铁路乌鲁木齐局集团有限公司 货运部，新疆 乌鲁木齐 830011)

棚车、集装箱是目前我国铁路运输高附加值货物的主要运输工具，其运输过程中盗窃案现象频发，暴露出铁路运输在途实时监控管理方式的不足。原有的施封锁功能单一，交接检查仍采用手工作业方式，存在作业效率低、劳动强度大、反馈不及时等问题，在一定程度上影响了铁路货物运输改革步伐。电子施封锁是应运输需求而研发的一种新型锁具，适应铁路货物运输信息化管理需求，能够实现快速响应的全程追踪和异常报警，其应用对于提升铁路运输的服务水平具有重要意义。目前，中国铁路乌鲁木齐局集团有限公司(以下简称“乌鲁木齐局集团公司”)作为第一批试用单位对高附加值货物运输使用了有源电子施封锁。

1 电子施封锁特性

1.1 电子施封锁结构

铁路电子施封锁分为无源和有源2种，无源电子施封锁采用超高频RFID天线，与现有车号系统相结合来实现全程节点的安全监控；有源电子施封锁采用卫星或公共无线基站定位、霍尔传感、无线通信等技术，能够实现全程实时追踪和破锁及时报警，可以全面覆盖铁路棚车和集装箱运输的安全监控需求[1]。

无源电子施封锁是由锁头、锁杆、锁体3部分构成，与施封锁相比，仅在锁杆尾部增加了一个盒体，其余结构和重量基本保持不变。无源电子施封锁锁头为钢制镀锌，一次性锁闭结构，锁杆为镀锌钢管，头部安装可读写RFID芯片，用于存储站名、车号、锁号等各类信息，并通过锁杆通孔中的高频通信线连接锁体内的天线；锁体为长方体盒体，材质为银色喷塑的ABS工程塑料，阻燃、质量轻且具有较高的强度。无源电子施封锁结构图如图1所示。

图1 无源电子施封锁结构图Fig.1 Configuration of unpowered electronic lock

相比无源电子施封锁，有源的锁体盒体积更大，整体重量也略重。锁头和锁杆在外形上与无源一致，现场使用步骤也完全一致。有源锁头在插孔内增加了一枚永磁铁用作霍尔开关感应，锁杆为黑色喷塑钢管，与锁头之间以机械锁锁扣连接，采用一次性剪断设计。在锁杆内穿有检测线，锁杆端头有霍尔开关与检测线相连，锁杆被破坏后能检测出状态的改变。锁体为黑色长方体盒体，盒内安装功能模块，包括基站定位、无线通信、嵌入式控制、电源管理、可充电锂电池等[2]。有源电子施封锁结构如图2所示。

图2 有源电子施封锁结构图Fig.2 Configuration of powered electronic lock

1.2 电子施封锁特点

（1）全程跟踪定位。目前的铁路有源电子施封锁与汽运、航运等其他运输方式的大节点定位监控的方式不同，可以通过无线基站定位等技术实现运输全程节点跟踪和实时跟踪。在互联网查询平台上，可通过锁号或车号便捷地查询到已施封车辆的当前位置和运行轨迹，方便货运监控和货主查询。

（2）破锁自动报警。在途中，当异常破封发生时，铁路电子施封锁可及时获取时间和位置信息并上传信息管理系统，可以为路段划责和公安破案提供有力依据，并能有效打击铁路盗窃犯罪行为，提高运输服务质量[3]。

（3）价格便宜。相比其他行业的定位监控设备少则几百多则几千的设备价格，铁路有源电子施封锁价格相对较低，非常适用于铁路运输这种大范围大批量的应用条件；无源电子施封锁则与施封锁价格相差无几，可以完全替代。

（4）安装灵活。铁路对于相关车辆及集装箱管理都有极为严格的要求，除固定设计位置有箱门把手、锁具孔外，不能在其他部位安装任何设备。电子施封锁结构设计简单，安装和管理方式与现有施封锁差异不大，可灵活安装于各类棚车和集装箱上。

（5）安全稳定。无论是运输途中还是场站停留，铁路车辆大部分都是处于露天的环境。铁路运输过程中存在西北风沙大、昼夜温差大、震动冲击等恶劣因素，电子施封锁能够适应各种恶劣气候环境，并且利用稳定可靠的移动互联网进行数据传递，可以保证功能和数据的安全稳定。

（6）扩展性强。电子施封锁系统可以与铁路运输其他管理系统进行数据交换，为货运、货检管理提供非常重要的位置和状态信息，可以将其功能扩展到更多领域。

2 乌鲁木齐局集团公司电子施封锁应用分析

2.1 应用现状

乌鲁木齐局集团公司作为第一批试用单位，自2015年起对特定快运产品进行了铁路电子施封锁的试用。2018年2月，奎屯站在独山子专用铁路对中国石油天然气股份有限公司西北化工销售分公司(以下简称“西北化工销售分公司”)首次装运的化工产品使用了电子施封锁，并于2018年5月由三方单位就独山子石化公司专用铁路发运的棚车全面启用电子施封锁事宜，进行了沟通和协商。自2018年6月开始在独山子石化公司铁路专用线发运的化工产品，全面使用电子施封锁(每月约5 000只)。

电子施封锁的操作流程分为领取、安装、检查和拆卸4个关键步骤。外勤人员领锁后在仓库或者前往装车现场加锁；途中发生破锁后，电子施封锁信息管理系统自动发送短信通知铁路局集团公司货运处保价人员，再由保价人员通知中间站货检人员外出检查；货物到站后，外勤人员将电子施封锁锁杆剪断后拆除。在使用过程中，作业人员、现场操作和锁的状态都在发生变化，电子施封锁信息管理系统需要根据这些状态变化，提供相应的信息管理功能，以便各方作业人员有序地进行工作[4]。电子施封锁使用操作流程如图3所示。

图3 电子施封锁使用操作流程图Fig.3 Operation workflow of electronic lock

电子施封锁使用期间，货检人员及专用线货运人员不再需要花大量时间核对封印站名、号码，而将主要精力放在装载加固等安全重点工作上，对保证行车安全起到了积极作用[5]，实现了全程实时定位追踪和状态监控，破封实时报警，根据电子施封锁信息，发现并打掉了多个盗窃铁路物资的团伙，挽回经济损失近百万元。电子施封锁的应用，不但降低了货检员劳动强度，提高了货运检查效率和准确率，还大幅度提高了货运的安全可靠性。

2.2 存在问题

尽管电子施封锁与原始施封锁相比有着多种功能性优点，但在试用期间也出现因应用不熟悉和管理不到位产生的一些问题。

（1）电子施封锁应用管理不完善。目前的电子施封锁应用主要依靠电子施封锁使用说明手册，很难完全适应电子施封锁的应用要求，出现了人员分工不明确和使用不良锁的问题。根据乌鲁木齐局集团公司统计，自2019年第一季度已配备到现场施封锁20 000只，使用16 911只，装车数为8 456车，使用不良锁共计128只，导致部分货物在运输过程中处于信息丢失的状态，未达到货物状态及定位等信息实时反馈的效果。

（2）作业人员操作不及时。在电子施封锁使用期间出现了未及时录入系统，造成查询不到追踪信息的情况。西北化工销售分公司在电子施封锁使用过程中，未将锁号与车号匹配信息录入电子施封锁信息管理系统，致使其他站查询不到追踪信息；电子施封锁信息管理系统和货运保价系统都在不断升级，一些新增功能，如电子施封锁管理登记簿，存在到站无法在电子施封锁管理登记簿录入到达的电子施封锁信息的情况。该问题产生的原因为西北化工销售分公司在收到电子施封锁后未及时在系统中做收货确认，导致奎屯站电子施封锁管理登记簿无法正常录入。

（3）系统使用范围受限。电子施封锁信息管理系统需要在一定范围内的车站试用。前期乌鲁木齐局集团公司有源电子施封锁试用流向为中国铁路兰州局集团有限公司银川南站，中国铁路西安局集团有限公司宝鸡东站，中国铁路成都局集团有限公司洪安乡站、团结村站，中国铁路昆明局集团有限公司王家营站，试用到站仅在4个铁路局集团公司5个车站之间使用。但据现场统计，奎屯站独山子专用线月聚乙烯发运到站涉及全路16个铁路局集团公司共计109个车站，聚丙烯发运到站(1—9月)涉及15个铁路局集团公司共计92个车站。因电子施封锁使用需操作相应系统，否则会造成大量异常破锁报警，目前暂不具备全路使用条件。

（4）电子施封锁不能有效回收。电子施封锁是一次性锁具，一次货运到达作业完成后被破锁，即剪断锁头与锁体之间的连接杆，失去锁具作用。然而，锁体中的芯片与主体部分不会因破锁遭到破坏，仍然具有利用价值。在目前的使用中，回收工作由供应商负责，粗略统计仅达到50%，回收利用率低。

3 电子施封锁应用优化对策分析

3.1 采取全生命周期管理

结合电子施封锁应用实际，积极组织产品相关管理和操作人员对产品应用全生命周期开展讨论，使人员分工更加明确，产品使用操作更加具体，形成电子施封锁应用的全周期管理机制，做好从需求、应用到监管各环节，提高工作效率，保证电子施封锁发挥其最大效能。此外，为解决电子施封锁应用出现的问题，应制定电子施封锁产品应用管理制度，明确各环节负责人员，促使相关管理人员及时了解电子施封锁需求，制定需求计划，建立健全使用台账，建立入库、调拨、在用、报废等明细，积极掌握使用动态，每月用量提前掌握，配备一定数量库存，并按照先进先出的原则进行使用；做好入库检验工作，并督促生产厂家严把电子施封锁的质量关，由每批抽检改为每只检测，提高使用质量。

3.2 加强现场人员培训

电子施封锁作为新型锁具，加强电子施封锁人员培训是加快产品操作速度、强化管理的重要手段。在使用前应对相关人员进行功能及操作培训，无论是现场装车人员还是车站值班的相关人员及货物安全管理人员，都应在对电子施封锁相关知识有一定的理解后进行相关操作的培训。以授课和实操模拟演练相结合的方式，提高相关作业人员的安全责任意识和专业操作水平，并以考核的形式检验培训内容，合格后方可上岗。在使用期间，也应与供应商和研发单位建立定期的使用回访机制，职工遇到问题及时记录，待产品研发人员深入现场沟通交流，及时解决现场问题。通过使用前培训和使用期间回访交流的方式，避免电子施封锁使用过程中因人员操作失误而出现信息误报等情况，达到不断提高货物安全管理的目的。

3.3 扩大系统使用范围

信息化是实现铁路货运现代化的重要手段之一，货运信息化主要包含营销服务信息化、运输组织信息化、综合安全保障信息化。电子施封锁作为保障货物安全的信息化产品，其信息管理系统是提供货物状态信息的重要平台，是损失处理、责任划分的重要依据。在货物状态异常时，铁路部门也需要同步掌握电子施封锁车辆的追踪及报警信息，以便于发站、途中货检站监控及到站责任划分，可以实现铁路由静态监管向动态跟踪，由事后处理向事前预防的转变，以提高管理水平。目前电子施封锁信息管理系统并没有覆盖全路各货运站，应进一步扩大电子施封锁的试用和扩大系统使用范围，使其覆盖全路各货运站，形成完整、智能、自动监管网络，发挥全路的网络化、规模化效应，避免因信息不对称等情况造成的电子施封锁异常报警，同时使得货物状态信息被沿途各站和铁路局集团公司货运管理部门及时掌握。此外，应优化完善电子施封锁信息管理系统的信息平台条件[6]，在系统标准化和统一化方面与铁路的既有铁路货运生产系统靠拢，使其与目前的铁路货运系统、货检系统、保价系统实现信息互通，实现电子施封锁的全生命周期管理和数据信息的共享。

3.4 发展铁路绿色物流

铁路运输与公路运输相比，一直有着节能低耗的优点，自国务院发布《推进运输结构调整三年行动计划(2018—2020)》后，“蓝天保卫战”“公转铁”等政策号召发展绿色物流体系。铁路作为综合交通运输体系的重要组成部分，不仅要在运输结构调整上做出响应，也应在发展铁路绿色物流各环节上采取措施，具体到类似锁具等消耗性产品的应用管理也应尽量做到绿色物流，建立循环使用机制。电子施封锁虽是一次性锁具，但主要元器件都集中在锁体，破锁后，并不破坏锁体，仍有较高的回收再利用价值。目前，供应商只在到站解锁数量较大的站点回收，回收利用率低。货运部门也应加入到回收管理的工作中，组织其余解锁量少的到站相应作业人员在电子施封锁破锁后直接进行回收。帮助产品供应商逐步打通各地专用线和车站的电子施封锁回收渠道，与供应商商谈回收管理的奖励机制，对旧锁具进行折算，既能够提高电子施封锁主要元器件的循环使用率，也能够节约采购成本[7]。

4 结束语

我国铁路系统覆盖面广，站点分散，周围环境复杂，货运车辆达10万辆之多[8]，电子施封锁解决了无法掌握途中货运安全状态的难题，其定位追踪能力和破锁报警功能为铁路货运安全提供了有力的技术支持，取得较好的效果。目前，铁路电子施封锁已经进入扩大试用范围的阶段，随着铁路货运对安全可靠性的要求不断提高，以及客户对货物实时动态掌握的需求，电子施封锁还需要进一步验证产品的功能和适用性，加快推动电子施封锁的推广应用。