基于RFID 技術(shù)的河北省氣瓶安全管理追溯體系建設(shè)研究與應(yīng)用

靳淑敏*，劉齊芬，李娜

（河北省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局信息中心，河北石家莊，050071）

基于RFID 技術(shù)的河北省氣瓶安全管理追溯體系建設(shè)研究與應(yīng)用

靳淑敏*，劉齊芬，李娜

（河北省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局信息中心，河北石家莊，050071）

建立河北省氣瓶安全管理追溯體系是促進(jìn)河北省企業(yè)質(zhì)量提升的有效手段和措施，本研究通過建設(shè)河北省氣瓶安全管理平臺，將氣瓶的每一次流轉(zhuǎn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)都實(shí)時更新在 RFID電子標(biāo)簽內(nèi)，實(shí)現(xiàn)氣瓶在不同部門之間的信息資源交換與共享，實(shí)現(xiàn)對氣瓶安全管理的全程信息化控制，從而建立起河北省氣瓶安全管理追溯體系。

氣瓶安全；追溯體系；質(zhì)量提升；RFID電子標(biāo)簽

引言

2015年，國務(wù)院辦公廳以國辦發(fā)[2015]95號印發(fā)的《關(guān)于加快推進(jìn)重要產(chǎn)品追溯體系建設(shè)的意見》，要求各地開展氣瓶安全質(zhì)量追溯體系建設(shè)，推動氣瓶產(chǎn)品的制造、充裝、檢驗(yàn)等過程信息進(jìn)行記錄，建立氣瓶安全管理追溯體系，實(shí)現(xiàn)來源可查、去向可追、責(zé)任可究。2016年，河北省政府印發(fā)的《河北省加快推進(jìn)重要產(chǎn)品追溯體系建設(shè)實(shí)施方案》，要求河北省開展以氣瓶等產(chǎn)品為重點(diǎn)的安全管理追溯體系建設(shè)。2017年1月，國家質(zhì)檢總局頒布的《特種設(shè)備使用管理規(guī)則》規(guī)定：負(fù)責(zé)辦理使用登記的特種設(shè)備安全監(jiān)管部門應(yīng)當(dāng)按照特種設(shè)備信息化管理的規(guī)定，建立特種設(shè)備信息系統(tǒng)，及時輸入、更新有關(guān)數(shù)據(jù)。

目前，河北省氣瓶監(jiān)管中主要有充裝過期報廢、超期未檢、標(biāo)識不清和非自有氣瓶；充裝檢查記錄不規(guī)范，甚至弄虛作假；在用氣瓶數(shù)量不清，使用登記制度流于形式；氣瓶定期檢驗(yàn)制度失控，定期檢驗(yàn)率低，安全狀況不明等問題，氣瓶整體安全形勢較為嚴(yán)峻。由于氣瓶具有數(shù)量大、流動性強(qiáng)、分布面廣、流轉(zhuǎn)周期不確定、產(chǎn)權(quán)界定不清晰等特點(diǎn)，管理起來難度很大，用傳統(tǒng)的管理方法難以從根本上解決問題，急需采取有效措施和現(xiàn)代化管理手段進(jìn)行監(jiān)管，消除事故隱患。

本研究利用無線射頻（RFID）技術(shù)，通過賦予氣瓶RFID標(biāo)簽,實(shí)現(xiàn)對河北省氣瓶使用登記、檢驗(yàn)、充裝等環(huán)節(jié)的全過程動態(tài)監(jiān)管。按照“一瓶一碼、一瓶一檔、掃描識別、控制充裝、自動記錄”方法，形成氣瓶全方位的動態(tài)安全監(jiān)管追溯體系。

1 RFID技術(shù)簡介

RFID是“Radio Frequency Identification”的縮寫，中文意為“無線射頻識別”。RFID技術(shù)是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，利用射頻信號通過空間耦合交換數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞，以達(dá)到識別目標(biāo)對象的目的[1]。RFID具有存儲容量大、非接觸識別、可識別高速運(yùn)動的物體、對環(huán)境變化有較高的忍受能力(防磁、防水、耐高溫、防爆等)、通訊距離長、安全性高、可同時讀取多個標(biāo)簽、可擦寫等優(yōu)點(diǎn)。

基本的RFID系統(tǒng)由電子標(biāo)簽、讀寫器和天線三部分組成。將電子標(biāo)簽固定在待識別物品上，讀寫器就可識別，讀寫器與電子標(biāo)簽依靠天線按約定的“非接觸式”通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。即讀寫器向射頻標(biāo)簽發(fā)送指令，標(biāo)簽收到讀寫器指令后，將芯片內(nèi)數(shù)據(jù)信息傳輸給讀寫器[2]。

2 河北省氣瓶安全管理追溯體系建設(shè)研究與應(yīng)用

2.1 氣瓶安全管理追溯管控流程

采用物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，建設(shè)河北省氣瓶安全管理平臺（以下簡稱平臺）,通過對氣瓶賦予電子標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)氣瓶的電子化“身份證”，形成“一瓶一碼”；配置掃描讀寫器，識別氣瓶相關(guān)信息，將氣瓶的每一次流轉(zhuǎn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)都實(shí)時更新在電子標(biāo)簽內(nèi)，并在平臺內(nèi)記錄每只氣瓶歷次的充裝、檢驗(yàn)等信息,實(shí)現(xiàn)對氣瓶各環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)化和監(jiān)督檢查管理。以此為基礎(chǔ)，建設(shè)各級質(zhì)監(jiān)部門、檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)及充裝單位互聯(lián)互通的氣瓶安全管理平臺，實(shí)現(xiàn)氣瓶在不同部門之間的信息資源共享，搭建形成一個涵蓋充裝、定期檢驗(yàn)、安全監(jiān)察的封閉物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（如圖1所示），從而建立起氣瓶全方位的動態(tài)安全管理追溯體系，建立一套科學(xué)合理的氣瓶安全應(yīng)用數(shù)據(jù)模型，為氣瓶安全預(yù)警提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

圖1 氣瓶閉環(huán)安全管理示意圖

2.2 建立氣瓶檔案數(shù)據(jù)庫

氣瓶檔案數(shù)據(jù)庫主要依據(jù)《特種設(shè)備使用管理規(guī)則》、《氣瓶使用登記管理規(guī)則》和《車用氣瓶安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》等法律法規(guī)建立。氣瓶檔案數(shù)據(jù)庫包括車用氣瓶數(shù)據(jù)庫和非車用氣瓶數(shù)據(jù)庫。

氣瓶數(shù)據(jù)庫包括氣瓶基本信息、使用登記信息、檢驗(yàn)信息、充裝信息等，車用氣瓶數(shù)據(jù)庫還包括車輛信息、安裝信息。所有的信息唯一標(biāo)識為電子標(biāo)簽號，數(shù)據(jù)庫主要有：氣瓶的基本信息，包括由電子標(biāo)簽號、鋼瓶號、氣瓶品種、充裝介質(zhì)、設(shè)計(jì)厚度、重量、容積、公稱壓力、試驗(yàn)壓力、使用單位、制造單位、制造日期、所在區(qū)域等；使用登記信息，包括電子標(biāo)簽號、使用登記證號、發(fā)證日期、登記機(jī)關(guān)、登記機(jī)關(guān)經(jīng)辦人等；氣瓶檢驗(yàn)信息，包括電子標(biāo)簽號、檢驗(yàn)日期、檢驗(yàn)單位、檢驗(yàn)人員、檢驗(yàn)結(jié)果、下次檢驗(yàn)日期。氣瓶充裝信息，包括電子標(biāo)簽號、充裝日期、操作員、充裝重量、充裝壓力、充裝溫度、充裝開始時間、充裝結(jié)束時間等；車輛信息包括車牌號、車架號、車輛種類等車輛信息；

2.3 氣瓶安全管理平臺主要流程及功能介紹

河北省氣瓶安全管理平臺的業(yè)務(wù)架構(gòu)如圖2所示：

圖2 河北省氣瓶安全管理平臺業(yè)務(wù)架構(gòu)圖

2.3.1 氣瓶使用登記流程

結(jié)合《氣瓶使用登記管理規(guī)則》，使用單位將氣瓶信息錄入到指定的excel模板，辦理使用登記時將表格及其他材料一同提交到注冊登記部門，登記人員進(jìn)行注冊登記時，核對信息的準(zhǔn)確性后，將EXCEL表格中的信息導(dǎo)入到平臺中，為每個氣瓶建立信息檔案。同時打印氣瓶使用登記證，發(fā)放電子標(biāo)簽，將本次使用登記信息錄入到平臺數(shù)據(jù)庫中,通過對電子標(biāo)簽表面初始化，將氣瓶的基本信息寫入標(biāo)簽。其中，對于登記審核不合格的氣瓶，將列入黑名單，該氣瓶上的標(biāo)簽將予以廢止。通過電子標(biāo)簽簽發(fā)功能使標(biāo)簽與該氣瓶的檔案建立對應(yīng)關(guān)系,氣瓶后續(xù)流轉(zhuǎn)都是基于電子標(biāo)簽信息基礎(chǔ)上。

氣瓶電子標(biāo)簽可實(shí)現(xiàn)氣瓶信息在各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的信息共享、氣瓶身份的確認(rèn)。在車用氣瓶安全監(jiān)管中，對于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中氣瓶、車輛信息的唯一性具有重要意義。

2.3.2 氣瓶充裝流程

在氣瓶充裝前，首先通過讀取氣瓶上的電子標(biāo)簽，判斷氣瓶是否合法、是否過期。如果不合法或過期，系統(tǒng)會給出信息提示，車用氣瓶充裝還要檢查氣瓶和車牌號是否匹配等信息。如氣瓶符合要求充裝要求，控制充裝設(shè)備自動對氣瓶進(jìn)行充裝，充裝站的充裝記錄同步到平臺數(shù)據(jù)庫中，充裝站以及質(zhì)監(jiān)部門可以實(shí)時查看站內(nèi)的充裝信息，使氣瓶的每次充裝都具有可追溯性。

在氣瓶達(dá)到送檢日期前90天內(nèi)系統(tǒng)會短信提醒用戶進(jìn)行氣瓶檢驗(yàn)，做到事前預(yù)警提醒。氣瓶過期、報廢、檢驗(yàn)不合格后系統(tǒng)自動鎖定充裝設(shè)備不能加氣，同時提醒不能充裝原因，做到事中控制。氣瓶檢驗(yàn)合格后系統(tǒng)自動解鎖允許加氣，達(dá)到事后跟蹤的效果；

2.3.3 氣瓶檢驗(yàn)流程

系統(tǒng)對第一次送檢并檢驗(yàn)合格的氣瓶，發(fā)放檢驗(yàn)合格證，并將檢驗(yàn)信息錄入電子標(biāo)簽中。氣瓶到期檢驗(yàn)時通過掃描氣瓶的電子標(biāo)識來讀取氣瓶的基本信息、充裝次數(shù)及上次檢驗(yàn)信息，判斷氣瓶是否超期檢驗(yàn)，對于超過使用期限的氣瓶采用強(qiáng)制報廢措施。如果氣瓶在使用有效期內(nèi)，檢驗(yàn)合格后，檢驗(yàn)人員將最新檢驗(yàn)信息錄入電子標(biāo)簽中，打印出氣瓶定期檢驗(yàn)報告，同時將信息更新到平臺數(shù)據(jù)中心。

2.3.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

系統(tǒng)根據(jù)權(quán)限不同，可實(shí)時查詢、統(tǒng)計(jì)氣瓶的最新信息，掌握監(jiān)管區(qū)域各充裝站氣瓶數(shù)量、有效期、定期檢驗(yàn)、過期未檢、使用年限等相關(guān)數(shù)據(jù)。省質(zhì)監(jiān)局通過系統(tǒng)，可查看氣瓶的檔案信息、充裝信息，檢驗(yàn)信息等，快速掌握全省氣瓶的使用情況和檢驗(yàn)情況，實(shí)現(xiàn)了氣瓶遠(yuǎn)程監(jiān)管的工作模式。

2.4 氣瓶信息資源交換共享

目前，河北省部分市縣局已經(jīng)建設(shè)了各類氣瓶安全管理系統(tǒng)，河北省質(zhì)監(jiān)局如何將各地分散的系統(tǒng)數(shù)據(jù)匯聚到省局平臺數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的共享交換，成為氣瓶監(jiān)管中急需解決的問題。為此，河北省質(zhì)監(jiān)局編制了《河北省氣瓶安全管理平臺數(shù)據(jù)交換規(guī)范》和《河北省氣瓶安全管理平臺接口規(guī)范》，通過兩個規(guī)范統(tǒng)一了平臺的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，將各地分散的系統(tǒng)數(shù)據(jù)同步更新到省局平臺數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)氣瓶管理信息的資源交換共享，為省局的統(tǒng)一監(jiān)管提供數(shù)據(jù)支持。

系統(tǒng)引入RFID技術(shù)為氣瓶安全監(jiān)管提供了富有成效的技術(shù)手段，建立起氣瓶安全管理應(yīng)用模型（如圖3所示）。RFID標(biāo)簽在氣瓶的使用登記、充裝、檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)中，記錄了氣瓶的流轉(zhuǎn)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)整個氣瓶流轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)的閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)氣瓶安全管理及真正意義上的動態(tài)監(jiān)控。事故發(fā)生后可通過電子標(biāo)簽中的信息，讀出氣瓶發(fā)生事故前的最后一次流轉(zhuǎn)狀態(tài)信息，并以此為依據(jù)，順藤摸瓜，直至找到問題的根源。

圖3 氣瓶安全管理應(yīng)用模型

3 結(jié)束語

將RFID技術(shù)用于氣瓶管理，可以起到改善氣瓶管理現(xiàn)狀，預(yù)防和減少氣瓶安全事故，規(guī)范氣瓶市場秩序的作用，能夠從真正意義上做到對氣瓶的動態(tài)監(jiān)管，從而提高工作人員的責(zé)任心和工作效率[3]。河北省質(zhì)監(jiān)局可通過平臺及時了解、掌握全省氣瓶的使用登記、充裝、檢驗(yàn)、報廢等情況，實(shí)現(xiàn)對氣瓶的充裝、檢驗(yàn)環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)時有效的監(jiān)督管理，更對事故發(fā)生后的追根溯源具有相當(dāng)重要的意義。

平臺通過分步實(shí)施、穩(wěn)步推進(jìn)的模式進(jìn)行推廣應(yīng)用。目前，通過平臺實(shí)現(xiàn)了各類氣瓶打印使用登記證功能，車用氣瓶充裝流程在試點(diǎn)市局充裝站得到了較好的應(yīng)用，但在全省推廣應(yīng)用還需一定的時間和財(cái)力支持。

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The Research and Application of Hebei Gas Cylinder Safety Management Tracing System Based on the RFID Technology

JIN Shumin*,LIU Qifen,LI Na
(The information Center of Hebei Provincial administration of Quality And Technical supervision,Hebei Shijiazhuang,050071,China)

Establishing Hebei gas cylinder safety management tracing system is an effective means and measure to promote the quality improvement of Hebei province. this study through building Hebei gas cylinder safety management platform,updating the flow of the business data of the cylinder in the RFID tag each time,to realize the exchange and sharing of information resources between different departments,to realize the full information control of the safety management of gas cylinders,so as to establish the Hebei gas cylinder safety management traceability system.

Cylinder safety; Tracing system; Quality promotion; Electronic tag

A

1672-9129(2017)06-0118-03

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2017.06.040

靳淑敏,劉齊芬,李娜. 基于RFID技術(shù)的河北省氣瓶安全管理追溯體系建設(shè)研究與應(yīng)用[J]. 數(shù)碼設(shè)計(jì),2017,6(6)： 118-119.

Cite：JIN Shumin,LIU Qifen,LI Na. The Research and Application of Hebei Gas Cylinder Safety Management Tracing System Based on the RFID Technology[J]. Peak Data Science,2017,6(6)： 118-119.

2017-01-23；

2017-02-27。

靳淑敏（1981-)，女，碩士研究生，河北省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局信息中心，工程師，主要研究方向：信息化質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)。

Email：10031475@qq.com