基于RFID技術(shù)的列車座椅套智能管控平臺(tái)

張宇馳 白紅超

(1.上海鐵致信息科技有限公司,上海 200000;2.京東方科技集團(tuán)股份有限公司,北京 100000)

0 引言

通過詳細(xì)的、大范圍的前期調(diào)研工作得知，目前列車（高鐵動(dòng)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(zhì)表格、人工管控的管理方式。這種傳統(tǒng)方式無法適應(yīng)當(dāng)前中國(guó)高鐵行業(yè)高速發(fā)展這一時(shí)代背景，并且無法滿足精細(xì)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(xiàn)代化、規(guī)范化、精細(xì)化程度將直接影響到旅客的乘車體驗(yàn)與服務(wù)質(zhì)量。

近年來，RFID（射頻識(shí)別技術(shù)）技術(shù)在很多行業(yè)領(lǐng)域都被廣泛應(yīng)用，其具有通過無線電波不接觸的快速交換和存儲(chǔ)信息的特性。這種特性應(yīng)用到列車座椅套的智能管控中將會(huì)發(fā)揮極大的作用，它不僅可以標(biāo)識(shí)每個(gè)座椅套，還可以通過高頻通訊的方式遠(yuǎn)距離的和讀寫設(shè)備之間交換數(shù)據(jù)。通過定制專用參數(shù)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(jìn)行多次洗滌、烘干，而不會(huì)影響到芯片的使用壽命。同時(shí)結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將所有RFID芯片配套的讀寫設(shè)備與后臺(tái)軟件系統(tǒng)進(jìn)行連接，共同組成列車座椅套智能管控平臺(tái)。

1 平臺(tái)架構(gòu)

列車座椅套智能管控平臺(tái)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(tái)軟件系統(tǒng)。

1.1 柔性超高頻RFID芯片

為了實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確標(biāo)識(shí)每一個(gè)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(yīng)在沒有網(wǎng)絡(luò)情況下的作業(yè)環(huán)境，在RFID芯片中除了存儲(chǔ)有唯一的編號(hào)外，還特別在加密區(qū)存儲(chǔ)了座椅套的基礎(chǔ)信息：車型、車種等，保證了在沒有網(wǎng)絡(luò)無法連接平臺(tái)的情況下還可以繼續(xù)進(jìn)行作業(yè)，提高了平臺(tái)整體的可靠性與穩(wěn)定性。芯片中的數(shù)據(jù)采用了自定義加密算法，保證芯片中信息不會(huì)被非法讀取與改寫，提高了平臺(tái)數(shù)據(jù)的安全性。

1.2 RFID芯片讀寫硬件

為了適應(yīng)多種作業(yè)環(huán)境下RFID芯片的掃描，平臺(tái)采用了多種形式的讀寫器，用于適用不同的作業(yè)環(huán)境。各種形式的讀寫器均配置有物聯(lián)網(wǎng)無線連接模塊，可以直接與后臺(tái)軟件系統(tǒng)進(jìn)行通訊。

1.2.1 RFID通道機(jī)

自動(dòng)履帶式的RFID通道機(jī)，適用于列車座椅套批量生產(chǎn)的環(huán)節(jié)。通道機(jī)由自動(dòng)傳送履帶、工控機(jī)、芯片讀寫器等構(gòu)成。自動(dòng)傳送履帶與座椅套生產(chǎn)線連接，用于直接將生產(chǎn)線上的座椅套傳送至芯片讀寫器的掃描范圍內(nèi)。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(gè)、平整擺放，方便生產(chǎn)操作。

1.2.2 RFID通道門

針對(duì)倉(cāng)庫(kù)等大型場(chǎng)地，可以在出入口安裝RFID通道門。在倉(cāng)庫(kù)中，座椅套一般按照其所適用的車型進(jìn)行分類集中打包，在這種作業(yè)模式下，如果使用通道機(jī)，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(cāng)庫(kù)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(yùn)送多個(gè)已打包的座椅套低速經(jīng)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(jī)、通道門等大型機(jī)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(nèi)的芯片信息，并安裝有列車座椅套智能管控平臺(tái)APP。讀寫器支持IP68防水級(jí)別，可調(diào)節(jié)的收發(fā)頻率與靈敏度，適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜多變的使用環(huán)境。操作人員只需要以正常步行速度在車廂內(nèi)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(tái)軟件系統(tǒng)

列車座椅套智能管控平臺(tái)的核心功能在于后臺(tái)的軟件系統(tǒng)。后臺(tái)軟件系統(tǒng)不僅考慮到了鐵路工作人員，還創(chuàng)新的將座椅套的生產(chǎn)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(xì)化管理。

后臺(tái)軟件系統(tǒng)又分為六個(gè)子系統(tǒng)，分別是：生產(chǎn)管理系統(tǒng)、倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)、服務(wù)管理系統(tǒng)、財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、統(tǒng)計(jì)分析管理系統(tǒng)。這六大系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)、JAVA、C#、Android語(yǔ)言混合設(shè)計(jì)開發(fā)，每個(gè)子系統(tǒng)都配套有對(duì)應(yīng)的Android應(yīng)用程序，方便用戶在手機(jī)端進(jìn)行操作。這些系統(tǒng)數(shù)據(jù)獨(dú)立存儲(chǔ)，但相互之間通過已定義的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口共享與交換數(shù)據(jù)，防止出現(xiàn)信息孤島或數(shù)據(jù)不一致的情況。

2 平臺(tái)功能

下面從后臺(tái)軟件系統(tǒng)的維度出發(fā)，詳細(xì)介紹列車座椅套智能管控平臺(tái)的主要功能、創(chuàng)新點(diǎn)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(chǎn)（鐵路局）→生產(chǎn)完成（座椅套生產(chǎn)廠家）→新品驗(yàn)收入庫(kù)（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(yàn)收入庫(kù)（鐵路局）→座椅套報(bào)修（鐵路局）→座椅套維修（座椅套生產(chǎn)廠家）→維修完成驗(yàn)收入庫(kù)（鐵路局）→按既定規(guī)則報(bào)廢座椅套（鐵路局）。

2.1 生產(chǎn)管理系統(tǒng)

（1）任務(wù)計(jì)劃管理，可以管理列車座椅套的生產(chǎn)計(jì)劃信息，包括生產(chǎn)計(jì)劃的內(nèi)容、計(jì)劃作業(yè)的日期、計(jì)劃的狀態(tài)等。（2）任務(wù)工單管理，可以根據(jù)已生成的任務(wù)計(jì)劃，人工方式或定期自動(dòng)生成相應(yīng)的生產(chǎn)任務(wù)。（3）具有與吊掛系統(tǒng)、洗滌系統(tǒng)對(duì)接的功能，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)計(jì)劃、洗滌計(jì)劃的管理。

2.2 倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)

（1）出入庫(kù)管理，可以對(duì)所有流程產(chǎn)生的出入庫(kù)申請(qǐng)進(jìn)行處理。（2）調(diào)撥管理，在衡量各地動(dòng)車所庫(kù)存后可以進(jìn)行調(diào)撥操作，以滿足具體換洗任務(wù)的座椅套數(shù)量要求。（3）維修管理，對(duì)需要進(jìn)行維修的座椅套進(jìn)行維修管理，并記錄維修履歷信息。（4）報(bào)廢管理，按照既定規(guī)則對(duì)座椅套進(jìn)行報(bào)廢操作，具有報(bào)廢流程審批的功能。（5）庫(kù)存管理，可以對(duì)總倉(cāng)庫(kù)及各地動(dòng)車所倉(cāng)庫(kù)的座椅套數(shù)量進(jìn)行查詢與盤點(diǎn)。

2.3 服務(wù)管理系統(tǒng)

（1）零星換洗服務(wù)管理，針對(duì)日常零星換洗可以通過此模塊下達(dá)臨時(shí)任務(wù)。（2）任務(wù)換洗服務(wù)管理，針對(duì)整車換洗、臨時(shí)任務(wù)換洗等情況可以通過此模塊下達(dá)換洗任務(wù)。

2.4 財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)

（1）訂單管理，可對(duì)座椅套生產(chǎn)訂單、換洗服務(wù)訂單進(jìn)行管理，并與出入庫(kù)單等業(yè)務(wù)單據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。（2）庫(kù)存賬目管理，可以根據(jù)出入庫(kù)單、換洗任務(wù)等對(duì)座椅套進(jìn)行賬目管理，核算資產(chǎn)金額。

2.5 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

（1）列車基礎(chǔ)信息管理功能，管理列車車型、車種、車底號(hào)、車輛配屬、當(dāng)日入庫(kù)動(dòng)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(guān)聯(lián)信息，以及查詢與管理每個(gè)座椅套的履歷信息。

2.6 統(tǒng)計(jì)分析管理系統(tǒng)

（1）可視化大屏展示，根據(jù)具體的要求在大屏上進(jìn)行各類數(shù)據(jù)的集中展示，提升數(shù)據(jù)的可視化程度。（2）生產(chǎn)、服務(wù)作業(yè)統(tǒng)計(jì)，根據(jù)需要統(tǒng)計(jì)并用圖形化的方式展示出座椅套生產(chǎn)情況以及零星換洗、任務(wù)換洗的情況。（3）庫(kù)存統(tǒng)計(jì)的功能，提供不同類別、不同維度的庫(kù)存查詢方式，如出入庫(kù)查詢，流水查詢等。

3 關(guān)鍵技術(shù)

本平臺(tái)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(gè)座椅套的定位與識(shí)別。解決了二維碼無法批量掃描以及二維碼臟污后無法識(shí)別等問題，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)各種不同的復(fù)雜情況針對(duì)性的提出了不同的軟硬件解決方案，在達(dá)到精細(xì)化管理目的同時(shí)又提高了現(xiàn)場(chǎng)工作效率。與其他的管理系統(tǒng)不同之處在于，本平臺(tái)將列車座椅套生命周期管理中所有的相關(guān)單位都集成到統(tǒng)一的平臺(tái)中，管控了所有的生產(chǎn)、管理流程。根據(jù)不同的管理維度，將平臺(tái)縱向切割成不同的子系統(tǒng)、不同的主題數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)又在不同的系統(tǒng)間建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換協(xié)議，這樣既保證了不會(huì)出現(xiàn)信息孤島的情況，又能讓每個(gè)管理環(huán)節(jié)更加的專注，防止平臺(tái)出現(xiàn)大而全，但不精細(xì)的情況。

4 效益分析

從經(jīng)濟(jì)效益層面分析，RFID芯片價(jià)格低廉，截止作者發(fā)稿日，大批量采購(gòu)價(jià)約0.5元/個(gè)。為每一個(gè)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(duì)座椅套的生產(chǎn)、換洗、定期報(bào)廢等可以管控的更加精細(xì)，為延長(zhǎng)座椅套使用年限的論證提供了有力的依據(jù)。按照2000組車底計(jì)算，每延長(zhǎng)使用一個(gè)月預(yù)計(jì)可以節(jié)省50萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益可觀。

從管理效益層面分析，平臺(tái)將列車座椅套以往的管理方式進(jìn)行了顛覆性的改革，解決了以往管理過程中的低效、不規(guī)范等情況，使得管理朝著現(xiàn)代化、規(guī)范化、精細(xì)化的方向發(fā)展。同時(shí)減少了各客運(yùn)段、動(dòng)車所的座椅套專職管理人員數(shù)量，降低了管理成本。

從社會(huì)效益層面分析，旅客服務(wù)質(zhì)量一直是中國(guó)鐵路行業(yè)關(guān)心的重點(diǎn)。如何能夠更好、更精確的提高旅客服務(wù)質(zhì)量，應(yīng)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(yàn)的重要因素之一。平臺(tái)將座椅套的換洗、維修、報(bào)廢等進(jìn)行了精細(xì)化的管理，結(jié)合了自動(dòng)提醒、自動(dòng)安排任務(wù)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(shù)的列車座椅套智能管控平臺(tái)不僅可以有效的實(shí)現(xiàn)列車座椅套全生命周期流程的管控，還可以推廣應(yīng)用到列車臥具、備品的管控中，是提高列車客運(yùn)服務(wù)管理模式、管理效率以及旅客服務(wù)質(zhì)量的重要保障。