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北京華力方元科技有限公司 – 基于北斗的集裝箱位置服務(wù)平臺解決方案

發(fā)布時(shí)間：2020-05-20 11:44:49 中國物流與采購網(wǎng)

1.公司簡介

北京華力方元科技有限公司成立于2016年，是深交所上市公司北京華力創(chuàng)通科技股份有限公司（證券代碼：300045）旗下專門從事軌道交通行業(yè)業(yè)務(wù)的國家高新技術(shù)企業(yè)，公司堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動、合作共贏，致力于為軌道交通行業(yè)提供先進(jìn)技術(shù)、解決方案及服務(wù)。

公司業(yè)務(wù)聚焦衛(wèi)星應(yīng)用、基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測、智能裝備，涉及仿真測試、虛擬現(xiàn)實(shí)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域，目前公司已通過高新技術(shù)企業(yè)認(rèn)證、ISO9001認(rèn)證、進(jìn)出口權(quán)備案，技術(shù)上不斷積累，擁有多項(xiàng)軟件著作權(quán)。

2.項(xiàng)目建設(shè)背景和解決的問題

（一）建設(shè)背景

自2008年中歐班列首次試運(yùn)行，至2018年10月中旬統(tǒng)計(jì)，中歐班列已經(jīng)累計(jì)開行了1.1萬列，累計(jì)運(yùn)送貨物92萬標(biāo)箱，運(yùn)行線路已達(dá)65條，覆蓋了歐洲15個(gè)國家的44個(gè)城市，產(chǎn)生了巨大的社會效益。隨著中歐班列開行線路的增加和歐洲回程貨流市場的培育成長，使得更多城市能通過鐵路直通歐亞國家，但在市場容量有限的情況下，多條線路必將產(chǎn)生同質(zhì)競爭、重量輕質(zhì)和去回失衡等問題，嚴(yán)重阻礙了各地中歐班列的資源共享、互聯(lián)互通、貨運(yùn)接續(xù)和運(yùn)輸組織優(yōu)化。

近年來，國家發(fā)改委、交通部等部門先后出臺了一系列支持多式聯(lián)運(yùn)發(fā)展政策措施，以鐵水聯(lián)運(yùn)、國際聯(lián)運(yùn)為重點(diǎn)，積極推進(jìn)多式聯(lián)運(yùn)示范項(xiàng)目、工程建設(shè)。2017年4月國家發(fā)改委、交通運(yùn)輸部、中國鐵路總公司印發(fā)的《“十三五”鐵路集裝箱多式聯(lián)運(yùn)發(fā)展規(guī)劃》中明確提出，要構(gòu)建信息共享服務(wù)平臺，加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、 RFID、EDI、鐵路 TMIS 等技術(shù)應(yīng)用，加快集裝箱鐵水聯(lián)運(yùn)公共信息服務(wù)平臺、全程貨物追蹤信息系統(tǒng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)集裝箱多式聯(lián)運(yùn)物流信息交換、開放、共享。

（二）解決的問題

過去，鐵路集裝箱管理所使用的全路集裝箱管理信息系統(tǒng)主要依托鐵路車號自動識別系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了集裝箱在運(yùn)輸途中節(jié)點(diǎn)式追蹤管理，但該系統(tǒng)目前存在很大的局限性：

一是不能連續(xù)動態(tài)對集裝箱進(jìn)行追蹤，車號系統(tǒng)采用節(jié)點(diǎn)式追蹤方法，通過某些固定位置時(shí)才會通過鐵路線路上預(yù)設(shè)的識別裝置識讀到車載標(biāo)簽，進(jìn)而得到車輛或箱子的位置；

二是集裝箱位置信息相對滯后，絕大多數(shù)情況下箱子的位置不能及時(shí)更新，特別是集裝箱位于堆場內(nèi)堆放或者未經(jīng)過識別地點(diǎn)時(shí)，就無法實(shí)時(shí)掌握集裝箱在站堆存情況，影響集裝箱周轉(zhuǎn)；

三是無法追蹤公鐵、水鐵聯(lián)運(yùn)及中歐班列境外集裝箱位置信息，對鐵路集裝箱的資產(chǎn)管理來說是非常不利的；

四是集裝箱在站場管理依靠人工錄入、導(dǎo)致箱車匹配信息差錯(cuò)率高。

3.系統(tǒng)推進(jìn)過程

（一）方案論證

集裝箱定位監(jiān)控系統(tǒng)是為一帶一路中歐班列運(yùn)輸?shù)募b箱而提出的綜合性的解決方案。該系統(tǒng)中的定位終端相較于市面上其它產(chǎn)品，重點(diǎn)要突破的有：一是適應(yīng)一代一路線路上眾多國家通訊制式的限制；二是適應(yīng)亞歐大陸從城市到平原、從沙漠到草原、從山區(qū)高高原等多樣的環(huán)境；三是要在任何惡劣情況下，不管是寒冷地區(qū)、高溫地區(qū)、潮濕地區(qū)，設(shè)備都能穩(wěn)定的工作；四是設(shè)備既要功耗低而且還得結(jié)實(shí)耐用，在不更換電源的情況下要至少保證5年以上的正常運(yùn)行時(shí)間。

國內(nèi)外在集裝箱追蹤方面用到的技術(shù)主要有人工識別、圖像識別、RFID識別、有源定位等多種方式，其中人工識別無需外部設(shè)備，但是人力成本高、出錯(cuò)率也高，不適合作業(yè)量較大的集裝箱堆場；圖像識別、RFID掃描識別等非接觸類的技術(shù)，適合作業(yè)量較大的場站，適合做出入場識別，建設(shè)周期長、場站改造費(fèi)用高，并且對于物流來說只能做節(jié)點(diǎn)式追蹤；有源主動定位建設(shè)工程量少，周期短、見效快，但需要更換電池。

隨著低功耗芯片技術(shù)、節(jié)能控制技術(shù)、高性能電池技術(shù)的進(jìn)步，以及我國北斗衛(wèi)星大規(guī)模商業(yè)化推廣運(yùn)用，追蹤器的穩(wěn)定性更好、工作時(shí)間更長、價(jià)格成本更進(jìn)一步降低，使得大規(guī)模運(yùn)用成為可能。綜合以上各種因素，最終選定了“4G全網(wǎng)通+多頻點(diǎn)GNSS”的解決方案。

（二）技術(shù)驗(yàn)證

在確定地位終端基本思路后，公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)快速搭建了測試軟件系統(tǒng)、并定制開發(fā)了定位終端產(chǎn)品的原型樣機(jī)，隨即展開了一系列的試驗(yàn)：

為了在一代一路沿線的各個(gè)國家設(shè)備采集的數(shù)據(jù)均可以穩(wěn)定可靠的回傳給數(shù)據(jù)中心，項(xiàng)目組還開展了一帶一路沿線國家網(wǎng)絡(luò)制式、頻段、信號強(qiáng)度等一系列的測試實(shí)驗(yàn)，最終確定的通訊方案可以滿足亞歐大陸絕大部分地區(qū)的數(shù)據(jù)要求，支持未來5-10年內(nèi)移動通信制式的升級；

考慮到設(shè)備隨箱運(yùn)輸，要在各種惡劣環(huán)境下使用5年以上，除了在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)模擬各種惡劣環(huán)境進(jìn)行測試外，公司還通過真實(shí)的中歐班列運(yùn)輸環(huán)境，在實(shí)際線路上進(jìn)行了多批多次的實(shí)際檢驗(yàn)，證明了產(chǎn)品各項(xiàng)指標(biāo)均能很好的滿足要求。

（三）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

結(jié)合設(shè)備的基本功能，云端系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了從設(shè)備生產(chǎn)、配送、領(lǐng)用、裝箱、維修、報(bào)廢等各個(gè)過程的管理，解決了設(shè)備遠(yuǎn)程控制和遠(yuǎn)程監(jiān)管的難題，系統(tǒng)主要特點(diǎn)有：

①使用低功耗、高性能、高可靠的物料設(shè)計(jì)產(chǎn)品，包括MCU、電源管理PMIC、2G/3G/4G全網(wǎng)通通信模組等，實(shí)現(xiàn)uA級待機(jī)電流及較低的工作電流；

②硬件架構(gòu)采用高性能的物聯(lián)網(wǎng)電池包，選用高容量、大脈沖電流、低自放電率的容量型物聯(lián)網(wǎng)電池

③集成GIS技術(shù)，提供一張圖位置服務(wù)，方便終端用戶使用；

④從設(shè)備生產(chǎn)、出廠、運(yùn)輸、裝箱、維修、報(bào)廢整個(gè)過程，系統(tǒng)均提供了相應(yīng)的管理功能，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期的管理；

⑤根據(jù)集裝箱運(yùn)動狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)信號、箱子GPS位置等動態(tài)調(diào)整集裝箱定位終端的工作狀態(tài)，同時(shí)還會將上述信息主動上報(bào)給云端系統(tǒng)；

⑥基于定位信息的運(yùn)營大數(shù)據(jù)分析，方便使用者按地域、按轄區(qū)、按狀態(tài)等不同維度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，生成運(yùn)營大數(shù)據(jù)，方便箱資產(chǎn)管理決策；

⑦提供更嚴(yán)格的安裝及更換流程管理，系統(tǒng)通過多種手段嚴(yán)格控制設(shè)備安裝和拆卸的流程，避免錯(cuò)號亂號現(xiàn)象發(fā)生；

⑧系統(tǒng)存儲采用緩存庫、臨時(shí)庫、歸檔庫多種機(jī)制，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分級存儲管理，提升了系統(tǒng)的效率；

⑨軟硬件通訊采用特有的數(shù)據(jù)加密和解析機(jī)制，采用非阻塞式多線程多隊(duì)列設(shè)計(jì)等，極大的提升了系統(tǒng)的安全性和可靠性；

⑩提供與第三方軟件平臺的API接口，方便系統(tǒng)對接。

4.主要效益分析與評估

（一）提高鐵路集裝箱運(yùn)輸市場競爭力

提供盯控技術(shù)手段，保證貨物運(yùn)到時(shí)限，提前推斷貨物到達(dá)時(shí)間，提前安排裝卸及生產(chǎn)，提高客戶滿意度；

（二）提升集裝箱資產(chǎn)管理水平

提供位置查詢、軌跡回放、區(qū)域分布、監(jiān)控報(bào)警、流量流向分析等功能，防止集裝箱丟失；

（三）掌握場站集裝箱保有量，提高調(diào)撥效率

實(shí)現(xiàn)位置信息自動采集，可根據(jù)需要及時(shí)將集裝箱調(diào)撥到有需要的最近場站；

（四）準(zhǔn)確掌握集裝箱路外停留時(shí)間，加速站外周轉(zhuǎn)效率

通過定位信息，自動判斷集裝箱路外滯留時(shí)間，有效督促貨主及時(shí)還箱；

（五）促進(jìn)集裝箱國際聯(lián)運(yùn)和多式聯(lián)運(yùn)發(fā)展

追蹤公鐵聯(lián)運(yùn)、水鐵聯(lián)運(yùn)及離開國境的集裝箱位置進(jìn)行，滿足了國際聯(lián)運(yùn)、多式聯(lián)運(yùn)和現(xiàn)代物流對貨物實(shí)時(shí)追蹤的要求。

5.系統(tǒng)下一步改進(jìn)方向

當(dāng)前，中歐鐵路合作日益緊密，中歐班列快速發(fā)展，已累計(jì)開行超過14000列，覆蓋中國60個(gè)城市與歐洲15個(gè)國家50個(gè)城市，成為“一帶一路”建設(shè)的標(biāo)志性成果，可以預(yù)計(jì)的是未來集裝箱運(yùn)輸將會進(jìn)一步擴(kuò)大規(guī)模。

近年來，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的興起及發(fā)展進(jìn)一步顛覆了以往通行近百年的資源配置優(yōu)化的傳統(tǒng)，數(shù)字技術(shù)開始脫穎而出，數(shù)字技術(shù)帶來的信息完整性和決策支持給多式聯(lián)運(yùn)帶來了新的思路。作為智能集裝箱配套系統(tǒng)生產(chǎn)廠商，華力方元將緊跟時(shí)代步伐，在當(dāng)前技術(shù)產(chǎn)品基礎(chǔ)上進(jìn)一步挖掘信息化潛力：

一是繼續(xù)挖掘智能硬件的潛力，打造多元化產(chǎn)品線，除了普通箱外將繼續(xù)擴(kuò)展針對其它罐箱、冷藏箱等特種集裝箱的信息化支持能力；

二是結(jié)合大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等技術(shù)，進(jìn)一步擴(kuò)展平臺支持能力，將最大程度的滿足集裝箱企業(yè)業(yè)務(wù)鏈及業(yè)務(wù)系統(tǒng)的對接需求，為集裝箱多式聯(lián)運(yùn)提供快速、準(zhǔn)確的時(shí)空位置信息支持。