物联网的铁路集装箱发展现状分析

    王丹

    物联网是利用互联网等通信技术把传感控制器、机器设备、工作人员和货物等之间连接在一起，实现数据化、信息化、智能化和远程管理控制的网络。物联网技术运用到铁路集装箱运输中，可实现对集装箱物流的全程跟踪和追溯，并能显著提高铁路集装箱物流运输过程中的透明度和安全性，对促进集装箱多式联运的发展，实现整个运输过程的透明化、供应链流程简约化和运输进程的高效化。因此如何将物联网很好的融入铁路集装箱中去，已经成为政府、企业、研究机构所关注的热点之一，促进国民经济可持续发展的一项重要课题。

    一、物联网发展现状

    近年来，随着物联网的RFID技术、传感器技术、近程通信以及计算等技术的不断发展，物联网技术的研发广泛应用于环境监测、生物医疗、智能基础等领域。起初物联网的研发方向只是应用于商业零售、物流领域，运用的技术也主要是条形码、RFID技术。总的来说在研发和应用方面，美国、欧盟、日本等一部分的少数国家总体实力较强，起步较早。

    我国发展物联网技术较早，在制定标准和技术研发等方面也具有一定实力。目前我国物联网标准体系已经初步形成框架，《国家中长期科学与技术发展规划（2006-2020年）》和“新一代宽带移动无线通信网”等重大项目中都将“传感网”列入重点研究领域，向国际标准化组织提交的多项标准提案也已经被采纳，中科院为此先后投入了数亿资金用于标准制定、技术开发等工作。以上这些说明我国在此领域已走在世界前端，与德国等一些发达国家一起成为引领“物联网”国际标准制度制定的主导国。

    二、铁路集装箱运输现状

    铁路集装箱最早起源于20世纪初的英国，对于其他一些国家例如美国、日本则在20世纪80年代就实现了运用集装箱运输来取代零散货物运输。90年代初美国的铁路集装箱运量达到340.8万TEU，占国家总运输量的一半以上。法国、德国等欧洲国家集装箱运量也都占有较大比重，均可达到国家货运总量的1/5左右，并以每年6～9%的速度增长。近些年来，集装箱运输已成为国际贸易中最重要的运输方式，并且许多发达国家继续保持增长的势头，并且这些国家铁路适箱货物的范围也在不断扩大。例如日本铁路把全部适箱货物都纳入集装箱来运输，其他很多国家铁路适箱货物范围也不断扩大，件杂货物由原来的零担、整车适箱货实现了集装箱化，而且纳入箱内货物种类由原来的普通货物扩展到一些特种货物。

    我们国家铁路集装箱运输起源于20世纪60年代，在90年代得到了高速发展，在管理水平、服务质量、运输效率上都得到了空前發展，初步形成了我国的铁路集装箱运输系统。中国铁路集装箱运输大体经历了起步、徘徊、调整和快速发展四个阶段。尤其是进入了20世纪90年代，中国铁路集装箱运输设备发展、场站布局优化、技术革新、运输组织水平发展等方面有了很大的提高，取得了瞩目的成就。

    近年来，随着国际化运输服务水平的整体提高，我国的铁路集装箱运输虽然实现快速增长，然而与其他发达国家的铁路集装箱运输相比，还仍然存在明显的差距与问题。从集装箱运量上看，目前我国大量适合用集装箱装载的货物仍然以整车的方式进行铁路运输，而发达国家铁路集装箱运输占铁路运输的比重远远超过我们，我国铁路适箱货物入箱率低于国际平均水平，应有巨大发展空间。从集装箱保有量看，按国际标准箱和自然箱计算，我国集装箱的持有率也不占优势，此现状显然不利于长远发展和参与市场竞争，因此大力发展我国铁路集装箱运输是必然趋势。

    三、物联网在我国铁路运输领域的早期应用

    在2001年物联网的主要技术RFID技术就已经运用到铁路系统当中，其中铁路车号自动识别系统成为物联网应用于我国铁路运输领域的先行成熟典范。铁路车号自动识别系统是指在铁路机车安装电子标签的基础上，在所有编组站、区段站、大型货运站的出入口、分界站等安装设置地面识别设备。建立铁路车号车次信息自动实时集中采集报告管理体系，实现全路程车次自动识别，运输点到点的成本精确计算，实时跟踪的动态管理等功能。除此之外，物联网技术在我国铁路运输领域的应用还远不止这些，近年更有突破性的发展。

    铁路运输近年在系统安防技术方面也有比较广泛的应用。由于各铁路沿线站点较多又分散，铁道部门一般会把各客运站、货运站作为路局的分控点。把系统前端监控到的信号，包括客、货运站和铁路沿线范围内的监控信息传输到分控站点的监控终端，并完成传输信息的管理和存储。铁路客、货运站的监控信息通过铁路内部的专网继续传输到上一级铁路局的监控管理中心。铁路局通过监控主机还原各分控点的监控图像，实现调度、指挥等各项任务，并能针对突发事件，完成预警和应急机制。

    铁路集装箱堆场管理系统也可以利用物联网的RFID技术，利用数据自动识别和互联网等技术，可实现无人干预下的集装箱堆场管理，包括铁路集装箱堆场内的箱体自动识别、定位跟踪和智能管理，减少集装箱在堆存过程中的翻箱倒箱率， 提高自动化程度，减少人为因素影响集装箱运输，进而提高箱位分配的效率。

    物联网技术大大提高了车辆利用水平和运输组织效率，同时也为我国铁路探索更加科学化、现代化、智能化的管理模式提供了有参考价值的实践经验，为其在我国铁路运输领域的普遍推广奠定了良好基础。

    四、物联网技术在我国集装箱领域的应用实例

    2012年3月开始，在大连集装箱码头的大连铁路集装箱中心站，随港口航线布局调整集装箱海铁联运全面采用RFID。作业现场虽然繁忙但井然有序，正是因为使用了应用物联网原理的无线调度指挥系统。中心站的设施控制布局机构场所与集装箱码头间只有一线之隔。贴在单个商品、包装箱或托盘上的RFID标签，可以提供供应链管理中产品流和信息流的双向通信，并通过互联网传输从标签采集到的数据。再利用高效的装卸搬运设备龙门吊将集装箱从班列上吊起装载到集卡上，集卡拖运集装箱进入中心站与集装箱码头共用的全自动化大门通道后，箱号识别系统自动识别箱号，RFID车号识别系统自动识别车号，所有数据在系统内与码头、车站、客户的作业计划进行核对，确认无误后自动放行。大连中心站如此高效的运作大幅度提高了作业效率和准确性。

    铁路运输作为亚欧大陆桥的纽带，较海运相比具有时间短、安全等优势，越来越多的客户愿意通过集装箱铁路国际联运将商品运送到中亚及欧洲地区。我国于2013年提出“一带一路”构想，随着丝绸之路经济带的推进发展，铁路在此经济带中具有重要的作用和地位，借此中欧集装箱货运班列数量迅猛增长。我国铁路与国外尚未建立成熟完善的集装箱国际联运信息跟踪系统，导致集装箱从口岸离境后，只能依赖国外代理商来查询其运行踪迹。此状态长期继续下去不利于我国铁路集装箱的持续健康发展。

    物联网可以实现与铁路系统进行跨平台的信息整合，建立简单操作、快速反应的铁路高效率的流通网络，优化铁路集装箱运输。基于物联网的铁路集装箱作为一种可持续发展高信息交换率的物流方式，利用现代科学技术，提高铁路集装箱运输过程的更优化，并实现对铁路运输的可视化，使物流资源得到最充分的利用。物联网的铁路集装箱发展分析研究不仅可以促进物联网技术在民生领域的广泛应用，还为提升铁路集装箱运输的管理水平，改变铁路物流中心信息流的现状奠定基础，优化我国铁路集装箱运输业务流程和组织结构的整合，加快铁路集装箱运输系统改革发展的步伐。虽然目前建立的物联网铁路集装箱运输还存在技术不成熟，不完善等问题，但是随着技术的进一步开发，新产品的出现，相信经过实践应用的不断改进和科研人员的不懈努力必将形成一个业务敏捷、可持续性发展的现代运输模式，能为我国铁路集装箱中心站自动化运营提供一定的决策依据。

    （作者单位：大连科技学院）