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(fā)展的時代背景下，列車座椅套通過紙質(zhì)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(jīng)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(chuàng)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(lián)網(wǎng)技術，將所有的RFID芯片掃描設備與后臺軟件系統(tǒng)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(diào)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(zhì)表格、人工管控的管理方式。這種傳統(tǒng)方式無法適應當前中國高鐵行業(yè)高速發(fā)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(xiàn)代化、規(guī)范化、精細化程度將直接影響到旅客的乘車體驗與服務質(zhì)量。

近年來，RFID（射頻識別技術）技術在很多行業(yè)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(fā)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(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(lián)網(wǎng)技術，將所有RFID芯片配套的讀寫設備與后臺軟件系統(tǒng)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(tǒng)。

1.1柔性超高頻RFID芯片

為了實現(xiàn)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(wǎng)絡情況下的作業(yè)環(huán)境，在RFID芯片中除了存儲有唯一的編號外，還特別在加密區(qū)存儲了座椅套的基礎信息：車型、車種等，保證了在沒有網(wǎng)絡無法連接平臺的情況下還可以繼續(xù)進行作業(yè)，提高了平臺整體的可靠性與穩(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被非法讀取與改寫，提高了平臺數(shù)據(jù)的安全性。

1.2 RFID芯片讀寫硬件

為了適應多種作業(yè)環(huán)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(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，可以直接與后臺軟件系統(tǒng)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(chǎn)的環(huán)節(jié)。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(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、平整擺放，方便生產(chǎn)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(yè)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(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、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(nèi)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(diào)節(jié)的收發(fā)頻率與靈敏度，適應現(xiàn)場復雜多變的使用環(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后臺軟件系統(tǒng)

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(tǒng)。后臺軟件系統(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、精細化管理。

后臺軟件系統(tǒng)又分為六個子系統(tǒng)，分別是：生產(chǎn)管理系統(tǒng)、倉庫管理系統(tǒng)、服務管理系統(tǒng)、財務管理系統(tǒng)、基礎數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、統(tǒng)計分析管理系統(tǒng)。這六大系統(tǒng)采用B/S架構、JAVA、C#、Android語言混合設計開發(fā)，每個子系統(tǒng)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(tǒng)數(shù)據(jù)獨立存儲，但相互之間通過已定義的標準數(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 平臺功能

下面從后臺軟件系統(tǒng)的維度出發(fā)，詳細介紹列車座椅套智能管控平臺的主要功能、創(chuàng)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(chǎn)（鐵路局）→生產(chǎn)完成（座椅套生產(chǎn)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(chǎn)廠家）→維修完成驗收入庫（鐵路局）→按既定規(guī)則報廢座椅套（鐵路局）。

2.1生產(chǎn)管理系統(tǒng)

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

2.2倉庫管理系統(tǒng)

（1）出入庫管理，可以對所有流程產(chǎn)生的出入庫申請進行處理。（2）調(diào)撥管理，在衡量各地動車所庫存后可以進行調(diào)撥操作，以滿足具體換洗任務的座椅套數(shù)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(guī)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(shù)量進行查詢與盤點。

2.3服務管理系統(tǒng)

（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(tǒng)

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

2.5基礎數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

（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(lián)信息，以及查詢與管理每個座椅套的履歷信息。

2.6統(tǒng)計分析管理系統(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)、服務作業(yè)統(tǒng)計，根據(jù)需要統(tǒng)計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、任務換洗的情況。（3）庫存統(tǒng)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(jù)現(xiàn)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(xiàn)場工作效率。與其他的管理系統(tǒng)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(tǒng)一的平臺中，管控了所有的生產(chǎn)、管理流程。根據(jù)不同的管理維度，將平臺縱向切割成不同的子系統(tǒng)、不同的主題數(shù)據(jù)庫，同時又在不同的系統(tǒng)間建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換協(xié)議，這樣既保證了不會出現(xiàn)信息孤島的情況，又能讓每個管理環(huán)節(jié)更加的專注，防止平臺出現(xiàn)大而全，但不精細的情況。

4 效益分析

從經(jīng)濟效益層面分析，RFID芯片價格低廉，截止作者發(fā)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(chǎn)、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(jù)。按照2000組車底計算，每延長使用一個月預計可以節(jié)省50萬元，經(jīng)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(guī)范等情況，使得管理朝著現(xiàn)代化、規(guī)范化、精細化的方向發(fā)展。同時減少了各客運段、動車所的座椅套專職管理人員數(shù)量，降低了管理成本。

從社會效益層面分析，旅客服務質(zhì)量一直是中國鐵路行業(yè)關心的重點。如何能夠更好、更精確的提高旅客服務質(zhì)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(xiàn)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(zhì)量的重要保障。