基于RFID技術的列車座椅套智能管控平臺

張宇馳 白紅超

摘 要：在當今中國高鐵信息化迅猛發展的時代背景下，列車座椅套通過紙質表格、人工管控的管理方式弊端凸顯，其無法對座椅套進行全生命周期流程的管控，經濟、社會效益低下。為了解決原有落后的管理方式帶來的問題，創新的將柔性超高頻RFID（Radio Frequency Identification）芯片縫制在列車座椅套上，并通過相應的通道機、通道門、手持讀寫器等硬件設備對RFID芯片進行批量掃描與識別。同時結合物聯網技術，將所有的RFID芯片掃描設備與后臺軟件系統進行連接，共同組成了列車座椅套智能管控平臺。

關鍵詞：RFID;列車座椅套;列車臥具;列車備品;智能管控

0 引言

通過詳細的、大范圍的前期調研工作得知，目前列車（高鐵動車、普速列車）座椅套、臥具等布草類用品，均大量采用的是紙質表格、人工管控的管理方式。這種傳統方式無法適應當前中國高鐵行業高速發展這一時代背景，并且無法滿足精細化的管理需求。更加重要的是座椅套是與旅客直接接觸，它管理方式的現代化、規范化、精細化程度將直接影響到旅客的乘車體驗與服務質量。

近年來，RFID（射頻識別技術）技術在很多行業領域都被廣泛應用，其具有通過無線電波不接觸的快速交換和存儲信息的特性。這種特性應用到列車座椅套的智能管控中將會發揮極大的作用，它不僅可以標識每個座椅套，還可以通過高頻通訊的方式遠距離的和讀寫設備之間交換數據。通過定制專用參數與外形的RFID芯片并將其縫制在列車座椅套上，使得其可以隨著座椅套進行多次洗滌、烘干，而不會影響到芯片的使用壽命。同時結合物聯網技術，將所有RFID芯片配套的讀寫設備與后臺軟件系統進行連接，共同組成列車座椅套智能管控平臺。

1 平臺架構

列車座椅套智能管控平臺由三部分組成，分別是：柔性超高頻RFID芯片、RFID芯片讀寫硬件、后臺軟件系統。

1.1柔性超高頻RFID芯片

為了實現準確標識每一個列車座椅套的目的，采用了將RFID芯片縫制在列車座椅套上的方案，縫制的芯片采用了定制的無紡布，具有耐洗滌、抗高溫烘干的特性。為了適應在沒有網絡情況下的作業環境，在RFID芯片中除了存儲有唯一的編號外，還特別在加密區存儲了座椅套的基礎信息：車型、車種等，保證了在沒有網絡無法連接平臺的情況下還可以繼續進行作業，提高了平臺整體的可靠性與穩定性。芯片中的數據采用了自定義加密算法，保證芯片中信息不會被非法讀取與改寫，提高了平臺數據的安全性。

1.2 RFID芯片讀寫硬件

為了適應多種作業環境下RFID芯片的掃描，平臺采用了多種形式的讀寫器，用于適用不同的作業環境。各種形式的讀寫器均配置有物聯網無線連接模塊，可以直接與后臺軟件系統進行通訊。

1.2.1 RFID通道機

自動履帶式的RFID通道機，適用于列車座椅套批量生產的環節。通道機由自動傳送履帶、工控機、芯片讀寫器等構成。自動傳送履帶與座椅套生產線連接，用于直接將生產線上的座椅套傳送至芯片讀寫器的掃描范圍內。芯片讀寫器可以批量的掃描疊放在一起的座椅套，而無需要求座椅套單個、平整擺放，方便生產操作。

1.2.2 RFID通道門

針對倉庫等大型場地，可以在出入口安裝RFID通道門。在倉庫中，座椅套一般按照其所適用的車型進行分類集中打包，在這種作業模式下，如果使用通道機，則需要將已打包的座椅套依次放置在傳送履帶上，操作顯得極為不便。因此改用在倉庫出入口附近安裝帶有RFID芯片掃描功能的通道門，就可以使用叉車一次運送多個已打包的座椅套低速經過通道門，即可完成芯片批量掃描工作。

1.2.3 RFID手持讀寫器

在列車上無法使用通道機、通道門等大型機器，只能采用手持式的RFID讀寫器，其可以批量掃描5-10米范圍內的芯片信息，并安裝有列車座椅套智能管控平臺APP。讀寫器支持IP68防水級別，可調節的收發頻率與靈敏度，適應現場復雜多變的使用環境。操作人員只需要以正常步行速度在車廂內順序行走一遍，即可以輕松掃描到所有的座椅套芯片信息。

1.3后臺軟件系統

列車座椅套智能管控平臺的核心功能在于后臺的軟件系統。后臺軟件系統不僅考慮到了鐵路工作人員，還創新的將座椅套的生產廠家、換洗廠家等外部單位納入其中，全流程無紙化、電子化、精細化管理。

后臺軟件系統又分為六個子系統，分別是：生產管理系統、倉庫管理系統、服務管理系統、財務管理系統、基礎數據管理系統、統計分析管理系統。這六大系統采用B/S架構、JAVA、C#、Android語言混合設計開發，每個子系統都配套有對應的Android應用程序，方便用戶在手機端進行操作。這些系統數據獨立存儲，但相互之間通過已定義的標準數據接口共享與交換數據，防止出現信息孤島或數據不一致的情況。

2 平臺功能

下面從后臺軟件系統的維度出發，詳細介紹列車座椅套智能管控平臺的主要功能、創新點以及列車座椅套全生命周期的管控方式、管控手段。列車座椅套的生命周期階段：下單生產（鐵路局）→生產完成（座椅套生產廠家）→新品驗收入庫（鐵路局）→下單安裝（鐵路局）→上車安裝（座椅套換洗廠家）→臟污椅套拆卸（座椅套換洗廠家）→臟污椅套洗滌（座椅套換洗廠家）→洗滌完成驗收入庫（鐵路局）→座椅套報修（鐵路局）→座椅套維修（座椅套生產廠家）→維修完成驗收入庫（鐵路局）→按既定規則報廢座椅套（鐵路局）。

2.1生產管理系統

（1）任務計劃管理，可以管理列車座椅套的生產計劃信息，包括生產計劃的內容、計劃作業的日期、計劃的狀態等。（2）任務工單管理，可以根據已生成的任務計劃，人工方式或定期自動生成相應的生產任務。（3）具有與吊掛系統、洗滌系統對接的功能，實現生產計劃、洗滌計劃的管理。

2.2倉庫管理系統

（1）出入庫管理，可以對所有流程產生的出入庫申請進行處理。（2）調撥管理，在衡量各地動車所庫存后可以進行調撥操作，以滿足具體換洗任務的座椅套數量要求。（3）維修管理，對需要進行維修的座椅套進行維修管理，并記錄維修履歷信息。（4）報廢管理，按照既定規則對座椅套進行報廢操作，具有報廢流程審批的功能。（5）庫存管理，可以對總倉庫及各地動車所倉庫的座椅套數量進行查詢與盤點。

2.3服務管理系統

（1）零星換洗服務管理，針對日常零星換洗可以通過此模塊下達臨時任務。（2）任務換洗服務管理，針對整車換洗、臨時任務換洗等情況可以通過此模塊下達換洗任務。

2.4財務管理系統

（1）訂單管理，可對座椅套生產訂單、換洗服務訂單進行管理，并與出入庫單等業務單據進行關聯。（2）庫存賬目管理，可以根據出入庫單、換洗任務等對座椅套進行賬目管理，核算資產金額。

2.5基礎數據管理系統

（1）列車基礎信息管理功能，管理列車車型、車種、車底號、車輛配屬、當日入庫動車所等信息。（2）座椅套履歷信息管理功能，管理座椅套與RFID芯片的關聯信息，以及查詢與管理每個座椅套的履歷信息。

2.6統計分析管理系統

（1）可視化大屏展示，根據具體的要求在大屏上進行各類數據的集中展示，提升數據的可視化程度。（2）生產、服務作業統計，根據需要統計并用圖形化的方式展示出座椅套生產情況以及零星換洗、任務換洗的情況。（3）庫存統計的功能，提供不同類別、不同維度的庫存查詢方式，如出入庫查詢，流水查詢等。

3 關鍵技術

本平臺摒棄了市面上在座椅套表面印刷二維碼的方式，改為使用專用的柔性超高頻RFID芯片來完成每個座椅套的定位與識別。解決了二維碼無法批量掃描以及二維碼臟污后無法識別等問題，并根據現場各種不同的復雜情況針對性的提出了不同的軟硬件解決方案，在達到精細化管理目的同時又提高了現場工作效率。與其他的管理系統不同之處在于，本平臺將列車座椅套生命周期管理中所有的相關單位都集成到統一的平臺中，管控了所有的生產、管理流程。根據不同的管理維度，將平臺縱向切割成不同的子系統、不同的主題數據庫，同時又在不同的系統間建立統一的數據交換協議，這樣既保證了不會出現信息孤島的情況，又能讓每個管理環節更加的專注，防止平臺出現大而全，但不精細的情況。

4 效益分析

從經濟效益層面分析，RFID芯片價格低廉，截止作者發稿日，大批量采購價約0.5元/個。為每一個座椅套安裝RFID芯片，可以管理到座椅套生命周期的所有流程，并且針對座椅套的生產、換洗、定期報廢等可以管控的更加精細，為延長座椅套使用年限的論證提供了有力的依據。按照2000組車底計算，每延長使用一個月預計可以節省50萬元，經濟效益可觀。

從管理效益層面分析，平臺將列車座椅套以往的管理方式進行了顛覆性的改革，解決了以往管理過程中的低效、不規范等情況，使得管理朝著現代化、規范化、精細化的方向發展。同時減少了各客運段、動車所的座椅套專職管理人員數量，降低了管理成本。

從社會效益層面分析，旅客服務質量一直是中國鐵路行業關心的重點。如何能夠更好、更精確的提高旅客服務質量，應該先從旅客可以直接看到、直接感受到的地方入手，列車座椅套的整潔、舒適正是影響旅客乘車體驗的重要因素之一。平臺將座椅套的換洗、維修、報廢等進行了精細化的管理，結合了自動提醒、自動安排任務等智能化管理模式，減少臟污、破損座椅套的上車概率，并且做到了座椅套的溯源追蹤。

綜上所述，基于RFID技術的列車座椅套智能管控平臺不僅可以有效的實現列車座椅套全生命周期流程的管控，還可以推廣應用到列車臥具、備品的管控中，是提高列車客運服務管理模式、管理效率以及旅客服務質量的重要保障。