射頻識(shí)別技術(shù)在鐵路行包運(yùn)輸管理中的應(yīng)用研究

孫志剛，付險(xiǎn)峰

（中鐵快運(yùn)股份有限公司 運(yùn)輸部，北京 100055）

1 概述

目前鐵路行包運(yùn)輸作業(yè)在貨件追蹤及定位方面主要采用條形碼技術(shù)。在鐵路行包的庫(kù)管、交接、中轉(zhuǎn)、交付等各作業(yè)環(huán)節(jié)，通過(guò)條形碼識(shí)讀器對(duì)行包貨簽條形碼進(jìn)行識(shí)別，減少了行包數(shù)據(jù)的重復(fù)錄入，加快了信息處理，有效解決了手工數(shù)據(jù)采集帶來(lái)的各種問(wèn)題。但是，條形碼技術(shù)有其本身無(wú)法克服的缺點(diǎn)：條形碼識(shí)別為接觸式識(shí)別，只能在可視距離內(nèi)被讀取，貨簽必須直接對(duì)著條形碼閱讀器，導(dǎo)致其識(shí)別效率較低，識(shí)別時(shí)間較長(zhǎng)；條形碼技術(shù)對(duì)環(huán)境及其讀出條件要求嚴(yán)格，貨簽在運(yùn)輸中損壞或其他原因會(huì)導(dǎo)致條形碼無(wú)法識(shí)讀；信息存儲(chǔ)量小，保密性較差。

與條形碼識(shí)別系統(tǒng)相比，射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)具有很多優(yōu)勢(shì)，能夠保證信息識(shí)別的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性：①射頻識(shí)別技術(shù)可以快速掃描，識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù)即可讀取數(shù)個(gè) RFID 貨簽，流程更加簡(jiǎn)化；② RFID 貨簽可以記錄行包的所有特征數(shù)據(jù)，更有利于提高包裹分揀的準(zhǔn)確性，并大大降低識(shí)別的錯(cuò)誤率，提高貨物分揀能力和處理速度[1]。頻繁的大批量出入庫(kù)數(shù)據(jù)可以通過(guò)系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集、實(shí)時(shí)傳遞、實(shí)時(shí)核對(duì)；③貨簽體積小型化，不受尺寸大小與形狀限制，而且耐久性和抗污染能力強(qiáng)；④穿透性和無(wú)屏障閱讀，在被覆蓋的情況下，能夠進(jìn)行穿透性通信。

國(guó)內(nèi)外各大物流公司采用射頻識(shí)別技術(shù)以提高貨件追蹤的準(zhǔn)確性，例如：DHL 應(yīng)用射頻識(shí)別技術(shù)進(jìn)行試驗(yàn)，驗(yàn)證該技術(shù)可以有效提高服務(wù)和降低成本；FedEx 對(duì)退回郵件的跟蹤和高附加值物品防止丟失進(jìn)行了小規(guī)模的試驗(yàn)；中國(guó)郵政在北京、上海、廣州三地進(jìn)行速遞總包的應(yīng)用試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了總包在交接進(jìn)程中的主動(dòng)點(diǎn)數(shù)勾核及車(chē)輛調(diào)度跟進(jìn)出廠信息的正確記載。因此，研究射頻識(shí)別技術(shù)在鐵路行包運(yùn)輸管理中的應(yīng)用具有積極意義。

2 鐵路行包運(yùn)輸管理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

2.1 系統(tǒng)框架

鐵路行包運(yùn)輸管理系統(tǒng)應(yīng)滿(mǎn)足行包辦理站生產(chǎn)作業(yè)的信息化、系統(tǒng)化、規(guī)范化的要求，實(shí)現(xiàn)行包運(yùn)輸全程管理自動(dòng)化，減少和避免人為差錯(cuò)，降低行包人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，強(qiáng)化行包作業(yè)管理。系統(tǒng)有業(yè)務(wù)承辦、裝車(chē)作業(yè)、卸車(chē)作業(yè)、中轉(zhuǎn)作業(yè)、配送交付、財(cái)務(wù)統(tǒng)計(jì)、業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)及分析等主要功能。同時(shí)，鐵路行包運(yùn)輸管理系統(tǒng)是生產(chǎn)資源管理系統(tǒng)、業(yè)務(wù)及決策分析系統(tǒng)等其他信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集來(lái)源，其相互關(guān)系如圖1 所示。

2.2 信息流程

鐵路行包運(yùn)輸管理系統(tǒng)中最重要的是裝車(chē)作業(yè)和卸車(chē)作業(yè)，涉及車(chē)站行李員、裝卸員、列車(chē)行李員等人員的作業(yè)交接，貨物的到站、裝卸車(chē)、件數(shù)、包裝等狀態(tài)，信息的傳送、掃描和確認(rèn)核對(duì)等，裝車(chē)作業(yè)和卸車(chē)作業(yè)的信息流程如圖2 和圖3 所示。

3 射頻識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用

3.1 RFID貨簽技術(shù)選型

結(jié)合鐵路行包運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)，RFID 貨簽的選擇需要考慮以下主要因素。

（1）RFID 貨簽的成本是技術(shù)選型的決定性因素，2012年全國(guó)鐵路行包發(fā)送量日均約 30 萬(wàn)件，行包配送到每一個(gè)終端客戶(hù)，在終端客戶(hù)處回收 RFID貨簽難度大，因此應(yīng)采用一次性貨簽。

（2）行包品類(lèi)多、物理性質(zhì)多樣，運(yùn)輸過(guò)程中條件復(fù)雜，需要 RFID 貨簽識(shí)別性能好，穿透能力強(qiáng)。為在有限的時(shí)間內(nèi)做好交接，RFID 貨簽應(yīng)具備識(shí)別時(shí)間短、準(zhǔn)確率高的特點(diǎn)。

（3）為便于將貨簽粘貼在行包包裝表面，需要體積小、柔性的 RFID 貨簽。

（4）行包 RFID 貨簽存儲(chǔ)票號(hào)、產(chǎn)品類(lèi)型、發(fā)站、到站、收發(fā)貨人、件數(shù)、重量、包裝等信息，需要在承運(yùn)過(guò)程中一次性寫(xiě)入并封口不再更改，運(yùn)輸過(guò)程中可被多次閱讀。

綜合考慮以上因素，鐵路行包運(yùn)輸可采用成本低、易識(shí)別、柔性易粘貼、容量較低的一次性 RFID貨簽。

圖1 信息管理系統(tǒng)關(guān)系圖

圖2 裝車(chē)作業(yè)流程圖

圖3 卸車(chē)作業(yè)流程圖

3.2 基于RFID的裝卸車(chē)作業(yè)流程再造

應(yīng)用射頻識(shí)別技術(shù)后，鐵路行包運(yùn)輸管理系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集模塊需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，行包運(yùn)輸?shù)幕咀鳂I(yè)環(huán)節(jié)不會(huì)發(fā)生根本變化，但是各環(huán)節(jié)的具體實(shí)施方法有所不同。裝卸車(chē)作業(yè)環(huán)節(jié)射頻識(shí)別技術(shù)應(yīng)用方案如下。

（1）裝車(chē)作業(yè)。送車(chē)行李員裝車(chē)前，將裝車(chē)計(jì)劃下載到手持式閱讀器中。在將行包裝上拖車(chē)的過(guò)程中，用手持式閱讀器識(shí)別行包 RFID 貨簽進(jìn)行第一次檢驗(yàn)，以避免行包的誤裝載。拖車(chē)裝完后，手持式閱讀器即可顯示計(jì)劃中未裝上拖車(chē)的行包。站車(chē)交接時(shí)進(jìn)行第二次檢驗(yàn)，送車(chē)行李員用手持式閱讀器下載待裝車(chē)數(shù)據(jù)，在裝卸人員將貨物從拖車(chē)搬運(yùn)至行李車(chē)的同時(shí)，識(shí)別行包 RFID 貨簽進(jìn)行裝車(chē)交接。完成后，將已裝車(chē)和未裝車(chē)行包信息上傳到信息交互平臺(tái)中。調(diào)度人員根據(jù)站臺(tái)裝車(chē)情況做發(fā)車(chē)確認(rèn)。

（2）卸車(chē)作業(yè)。接車(chē)行李員在卸車(chē)前，將卸車(chē)預(yù)報(bào)下載到手持式閱讀器中；卸車(chē)過(guò)程中，用手持式閱讀器識(shí)別行包 RFID 貨簽，確保卸車(chē)的準(zhǔn)確性；卸車(chē)完畢后，顯示卸車(chē)預(yù)報(bào)中未卸下的行包；最后，將手持式閱讀器中已卸車(chē)行包和未卸車(chē)行包上報(bào)到信息交互平臺(tái)中。

基于 RFID 的裝卸車(chē)作業(yè)流程如圖4 所示。

4 應(yīng)用射頻識(shí)別技術(shù)主要問(wèn)題及時(shí)機(jī)

4.1 主要問(wèn)題

（1）成本問(wèn)題。RFID 技術(shù)和產(chǎn)品還不夠成熟，硬件產(chǎn)品、應(yīng)用軟件系統(tǒng)價(jià)格較高，特別是 RFID 貨簽成本較高。因此，隨著技術(shù)的提高、應(yīng)用環(huán)境的改善和更多用戶(hù)的采用，射頻識(shí)別技術(shù)的成本將會(huì)有一定的下降空間。但是，鐵路行包運(yùn)輸從條形碼技術(shù)轉(zhuǎn)換到射頻識(shí)別技術(shù)將需要較大的投資。

圖4 基于 RFID 的裝卸車(chē)作業(yè)流程

（2）標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題。已經(jīng)有 ISO(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織)、ANSI(美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化組織)、CEN(歐洲標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì))等多個(gè)機(jī)構(gòu)制定了有關(guān) RFID 標(biāo)簽的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前國(guó)際上主要使用 430 MHz 左右和 860～960 MHz頻率。但是，由于我國(guó)還沒(méi)有制定物流領(lǐng)域的標(biāo)簽標(biāo)準(zhǔn)，各廠商所使用的頻率、編碼、存儲(chǔ)規(guī)則及數(shù)據(jù)內(nèi)容等都不盡相同。因此，如果在全國(guó)大面積推廣使用 RFID，在標(biāo)準(zhǔn)未明確統(tǒng)一的情況下，將受到國(guó)家無(wú)線(xiàn)電管理等多方面的制約，RFID 產(chǎn)品的互通和發(fā)展將會(huì)受到影響。

（3）安全問(wèn)題。RFID 有較遠(yuǎn)的讀寫(xiě)距離， 在其進(jìn)入讀寫(xiě)器的一定范圍內(nèi)，RFID 貨簽信息會(huì)被讀寫(xiě)器讀取，因而存在安全隱患。目前對(duì) RFID 的攻擊有非法讀取、位置跟蹤、竊聽(tīng)、拒絕服務(wù)、偽裝哄騙及重放等，雖然盜讀和篡改標(biāo)簽數(shù)據(jù)的安全隱患還不十分明顯，但隨著應(yīng)用的增加和 RFID 芯片功能的愈加復(fù)雜，RFID 貨簽受到攻擊的危險(xiǎn)也越來(lái)越高，引發(fā)的安全問(wèn)題日益突出。

（4）經(jīng)驗(yàn)問(wèn)題。為了將射頻識(shí)別技術(shù)融于快遞服務(wù)，迅速、準(zhǔn)確追蹤貨件的運(yùn)送狀況，國(guó)外各大快遞物流巨頭公司競(jìng)相開(kāi)展了相關(guān)試驗(yàn)，但這項(xiàng)技術(shù)尚未完全成熟，還沒(méi)有大規(guī)模投入使用，鐵路行包運(yùn)輸尚未有成熟的經(jīng)驗(yàn)可循。

4.2 射頻識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用時(shí)機(jī)

國(guó)內(nèi)射頻識(shí)別技術(shù)應(yīng)用起步較晚，基礎(chǔ)力量相對(duì)薄弱，還沒(méi)有大面積成功應(yīng)用的范例。鐵路行包運(yùn)輸在應(yīng)用射頻識(shí)別技術(shù)時(shí)，可能出現(xiàn)硬件選型與需求不符或者不能完全滿(mǎn)足需求的情況，易造成人力和物力的損失。因此，在射頻識(shí)別技術(shù)硬件產(chǎn)品選型、系統(tǒng)可靠性分析、示范應(yīng)用推廣等方面應(yīng)進(jìn)行充分調(diào)研論證，選擇適合自身需求的硬件產(chǎn)品和射頻識(shí)別系統(tǒng)建設(shè)方案。為減少成本的投入，應(yīng)選擇設(shè)備性能價(jià)格比較高，能夠適應(yīng)鐵路行包運(yùn)輸復(fù)雜環(huán)境的產(chǎn)品，設(shè)備應(yīng)具有良好的兼容性，能夠與鐵路行包運(yùn)輸現(xiàn)有的信息系統(tǒng)相兼容，并與其他運(yùn)輸企業(yè)及客戶(hù)實(shí)現(xiàn)有效銜接。

5 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)射頻識(shí)別技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和鐵路行包運(yùn)輸實(shí)際，鐵路先期可以進(jìn)行射頻識(shí)別系統(tǒng)的充分調(diào)研論證和可行性研究，制定射頻識(shí)別系統(tǒng)的建設(shè)方案，并且在一定范圍內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)。射頻識(shí)別技術(shù)在鐵路行包運(yùn)輸中的投入使用，可以提高行包運(yùn)輸?shù)淖鳂I(yè)效率，降低職工勞動(dòng)強(qiáng)度，減少作業(yè)差錯(cuò)，提升行包運(yùn)輸整體質(zhì)量。

[1]鄭平標(biāo)，侯海永. RFID技術(shù)在倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 鐵道貨運(yùn)，2005(12)：18-21.