1.公司简介

北京华力方元科技有限公司成立于2016年，是深交所上市公司北京华力创通科技股份有限公司（证券代码：300045）旗下专门从事轨道交通行业业务的国家高新技术企业，公司坚持创新驱动、合作共赢，致力于为轨道交通行业提供先进技术、解决方案及服务。

公司业务聚焦卫星应用、基础设施监测、智能装备，涉及仿真测试、虚拟现实、云计算、大数据等领域，目前公司已通过高新技术企业认证、ISO9001认证、进出口权备案，技术上不断积累，拥有多项软件著作权。

2.项目建设背景和解决的问题

（一） 建设背景

自2008年中欧班列首次试运行，至2018年10月中旬统计，中欧班列已经累计开行了1.1万列，累计运送货物92万标箱，运行线路已达65条，覆盖了欧洲15个国家的44个城市，产生了巨大的社会效益。随着中欧班列开行线路的增加和欧洲回程货流市场的培育成长，使得更多城市能通过铁路直通欧亚国家，但在市场容量有限的情况下，多条线路必将产生同质竞争、重量轻质和去回失衡等问题，严重阻碍了各地中欧班列的资源共享、互联互通、货运接续和运输组织优化。

近年来，国家发改委、交通部等部门先后出台了一系列支持多式联运发展政策措施，以铁水联运、国际联运为重点，积极推进多式联运示范项目、工程建设。2017年4月国家发改委、交通运输部、中国铁路总公司印发的《“十三五”铁路集装箱多式联运发展规划》中明确提出，要构建信息共享服务平台，加强物联网、云计算、大数据、 RFID、EDI、铁路 TMIS 等技术应用，加快集装箱铁水联运公共信息服务平台、全程货物追踪信息系统建设，实现集装箱多式联运物流信息交换、开放、共享。

（二） 解决的问题

过去，铁路集装箱管理所使用的全路集装箱管理信息系统主要依托铁路车号自动识别系统，实现了集装箱在运输途中节点式追踪管理，但该系统目前存在很大的局限性：

一是不能连续动态对集装箱进行追踪，车号系统采用节点式追踪方法，通过某些固定位置时才会通过铁路线路上预设的识别装置识读到车载标签，进而得到车辆或箱子的位置；

二是集装箱位置信息相对滞后，绝大多数情况下箱子的位置不能及时更新，特别是集装箱位于堆场内堆放或者未经过识别地点时，就无法实时掌握集装箱在站堆存情况，影响集装箱周转；

三是无法追踪公铁、水铁联运及中欧班列境外集装箱位置信息，对铁路集装箱的资产管理来说是非常不利的；

四是集装箱在站场管理依靠人工录入、导致箱车匹配信息差错率高。

3.系统推进过程

（一）方案论证

集装箱定位监控系统是为一带一路中欧班列运输的集装箱而提出的综合性的解决方案。该系统中的定位终端相较于市面上其它产品，重点要突破的有：一是适应一代一路线路上众多国家通讯制式的限制；二是适应亚欧大陆从城市到平原、从沙漠到草原、从山区高高原等多样的环境；三是要在任何恶劣情况下，不管是寒冷地区、高温地区、潮湿地区，设备都能稳定的工作；四是设备既要功耗低而且还得结实耐用，在不更换电源的情况下要至少保证5年以上的正常运行时间。

国内外在集装箱追踪方面用到的技术主要有人工识别、图像识别、RFID识别、有源定位等多种方式，其中人工识别无需外部设备，但是人力成本高、出错率也高，不适合作业量较大的集装箱堆场；图像识别、RFID扫描识别等非接触类的技术，适合作业量较大的场站，适合做出入场识别，建设周期长、场站改造费用高，并且对于物流来说只能做节点式追踪；有源主动定位建设工程量少，周期短、见效快，但需要更换电池。

随着低功耗芯片技术、节能控制技术、高性能电池技术的进步，以及我国北斗卫星大规模商业化推广运用，追踪器的稳定性更好、工作时间更长、价格成本更进一步降低，使得大规模运用成为可能。综合以上各种因素，最终选定了“4G全网通+多频点GNSS”的解决方案。

（二）技术验证

在确定地位终端基本思路后，公司研发团队快速搭建了测试软件系统、并定制开发了定位终端产品的原型样机，随即展开了一系列的试验：

为了在一代一路沿线的各个国家设备采集的数据均可以稳定可靠的回传给数据中心，项目组还开展了一带一路沿线国家网络制式、频段、信号强度等一系列的测试实验，最终确定的通讯方案可以满足亚欧大陆绝大部分地区的数据要求，支持未来5-10年内移动通信制式的升级；

考虑到设备随箱运输，要在各种恶劣环境下使用5年以上，除了在实验室内模拟各种恶劣环境进行测试外，公司还通过真实的中欧班列运输环境，在实际线路上进行了多批多次的实际检验，证明了产品各项指标均能很好的满足要求。

（三） 系统实现

结合设备的基本功能，云端系统实现了从设备生产、配送、领用、装箱、维修、报废等各个过程的管理，解决了设备远程控制和远程监管的难题，系统主要特点有：

①使用低功耗、高性能、高可靠的物料设计产品，包括MCU、电源管理PMIC、2G/3G/4G全网通通信模组等，实现uA级待机电流及较低的工作电流；

②硬件架构采用高性能的物联网电池包，选用高容量、大脉冲电流、低自放电率的容量型物联网电池

③集成GIS技术，提供一张图位置服务，方便终端用户使用；

④从设备生产、出厂、运输、装箱、维修、报废整个过程，系统均提供了相应的管理功能，实现产品全生命周期的管理；

⑤根据集装箱运动状态、网络信号、箱子GPS位置等动态调整集装箱定位终端的工作状态，同时还会将上述信息主动上报给云端系统；

⑥基于定位信息的运营大数据分析，方便使用者按地域、按辖区、按状态等不同维度进行统计分析，生成运营大数据，方便箱资产管理决策；

⑦提供更严格的安装及更换流程管理，系统通过多种手段严格控制设备安装和拆卸的流程，避免错号乱号现象发生；

⑧系统存储采用缓存库、临时库、归档库多种机制，对数据进行分级存储管理，提升了系统的效率；

⑨软硬件通讯采用特有的数据加密和解析机制，采用非阻塞式多线程多队列设计等，极大的提升了系统的安全性和可靠性；

⑩提供与第三方软件平台的API接口，方便系统对接。

4.主要效益分析与评估

（一）提高铁路集装箱运输市场竞争力

提供盯控技术手段，保证货物运到时限，提前推断货物到达时间，提前安排装卸及生产，提高客户满意度；

（二） 提升集装箱资产管理水平

提供位置查询、轨迹回放、区域分布、监控报警、流量流向分析等功能，防止集装箱丢失；

（三） 掌握场站集装箱保有量，提高调拨效率

实现位置信息自动采集，可根据需要及时将集装箱调拨到有需要的最近场站；

（四）准确掌握集装箱路外停留时间，加速站外周转效率

通过定位信息，自动判断集装箱路外滞留时间，有效督促货主及时还箱；

（五）促进集装箱国际联运和多式联运发展

追踪公铁联运、水铁联运及离开国境的集装箱位置进行，满足了国际联运、多式联运和现代物流对货物实时追踪的要求。

5.系统下一步改进方向

当前，中欧铁路合作日益紧密，中欧班列快速发展，已累计开行超过14000列，覆盖中国60个城市与欧洲15个国家50个城市，成为“一带一路”建设的标志性成果，可以预计的是未来集装箱运输将会进一步扩大规模。

近年来，大数据、云计算、移动互联网和物联网的兴起及发展进一步颠覆了以往通行近百年的资源配置优化的传统，数字技术开始脱颖而出，数字技术带来的信息完整性和决策支持给多式联运带来了新的思路。作为智能集装箱配套系统生产厂商，华力方元将紧跟时代步伐，在当前技术产品基础上进一步挖掘信息化潜力：

一是继续挖掘智能硬件的潜力，打造多元化产品线，除了普通箱外将继续扩展针对其它罐箱、冷藏箱等特种集装箱的信息化支持能力；

二是结合大数据、云计算、人工智能等技术，进一步扩展平台支持能力，将最大程度的满足集装箱企业业务链及业务系统的对接需求，为集装箱多式联运提供快速、准确的时空位置信息支持。