射频识别技术在铁路行包运输管理中的应用研究

2013-11-27孙志刚付险峰

铁道货运 2013年4期

孙志刚，付险峰

（中铁快运股份有限公司运输部，北京 100055）

1 概述

目前铁路行包运输作业在货件追踪及定位方面主要采用条形码技术。在铁路行包的库管、交接、中转、交付等各作业环节，通过条形码识读器对行包货签条形码进行识别，减少了行包数据的重复录入，加快了信息处理，有效解决了手工数据采集带来的各种问题。但是，条形码技术有其本身无法克服的缺点：条形码识别为接触式识别，只能在可视距离内被读取，货签必须直接对着条形码阅读器，导致其识别效率较低，识别时间较长；条形码技术对环境及其读出条件要求严格，货签在运输中损坏或其他原因会导致条形码无法识读；信息存储量小，保密性较差。

与条形码识别系统相比，射频识别技术(RFID)具有很多优势，能够保证信息识别的准确性和实时性：①射频识别技术可以快速扫描，识别工作无须人工干预即可读取数个 RFID 货签，流程更加简化；② RFID 货签可以记录行包的所有特征数据，更有利于提高包裹分拣的准确性，并大大降低识别的错误率，提高货物分拣能力和处理速度[1]。频繁的大批量出入库数据可以通过系统实时采集、实时传递、实时核对；③货签体积小型化，不受尺寸大小与形状限制，而且耐久性和抗污染能力强；④穿透性和无屏障阅读，在被覆盖的情况下，能够进行穿透性通信。

国内外各大物流公司采用射频识别技术以提高货件追踪的准确性，例如：DHL 应用射频识别技术进行试验，验证该技术可以有效提高服务和降低成本；FedEx 对退回邮件的跟踪和高附加值物品防止丢失进行了小规模的试验；中国邮政在北京、上海、广州三地进行速递总包的应用试验，实现了总包在交接进程中的主动点数勾核及车辆调度跟进出厂信息的正确记载。因此，研究射频识别技术在铁路行包运输管理中的应用具有积极意义。

2 铁路行包运输管理系统体系结构

2.1 系统框架

铁路行包运输管理系统应满足行包办理站生产作业的信息化、系统化、规范化的要求，实现行包运输全程管理自动化，减少和避免人为差错，降低行包人员的劳动强度，强化行包作业管理。系统有业务承办、装车作业、卸车作业、中转作业、配送交付、财务统计、业务统计及分析等主要功能。同时，铁路行包运输管理系统是生产资源管理系统、业务及决策分析系统等其他信息系统数据采集来源，其相互关系如图1 所示。

2.2 信息流程

铁路行包运输管理系统中最重要的是装车作业和卸车作业，涉及车站行李员、装卸员、列车行李员等人员的作业交接，货物的到站、装卸车、件数、包装等状态，信息的传送、扫描和确认核对等，装车作业和卸车作业的信息流程如图2 和图3 所示。

3 射频识别技术的应用

3.1 RFID货签技术选型

结合铁路行包运输的特点，RFID 货签的选择需要考虑以下主要因素。

（1）RFID 货签的成本是技术选型的决定性因素，2012年全国铁路行包发送量日均约 30 万件，行包配送到每一个终端客户，在终端客户处回收 RFID货签难度大，因此应采用一次性货签。

（2）行包品类多、物理性质多样，运输过程中条件复杂，需要 RFID 货签识别性能好，穿透能力强。为在有限的时间内做好交接，RFID 货签应具备识别时间短、准确率高的特点。

（3）为便于将货签粘贴在行包包装表面，需要体积小、柔性的 RFID 货签。

（4）行包 RFID 货签存储票号、产品类型、发站、到站、收发货人、件数、重量、包装等信息，需要在承运过程中一次性写入并封口不再更改，运输过程中可被多次阅读。

综合考虑以上因素，铁路行包运输可采用成本低、易识别、柔性易粘贴、容量较低的一次性 RFID货签。

图1 信息管理系统关系图

图2 装车作业流程图

图3 卸车作业流程图

3.2 基于RFID的装卸车作业流程再造

应用射频识别技术后，铁路行包运输管理系统中数据采集模块需要进行相应的调整，行包运输的基本作业环节不会发生根本变化，但是各环节的具体实施方法有所不同。装卸车作业环节射频识别技术应用方案如下。

（1）装车作业。送车行李员装车前，将装车计划下载到手持式阅读器中。在将行包装上拖车的过程中，用手持式阅读器识别行包 RFID 货签进行第一次检验，以避免行包的误装载。拖车装完后，手持式阅读器即可显示计划中未装上拖车的行包。站车交接时进行第二次检验，送车行李员用手持式阅读器下载待装车数据，在装卸人员将货物从拖车搬运至行李车的同时，识别行包 RFID 货签进行装车交接。完成后，将已装车和未装车行包信息上传到信息交互平台中。调度人员根据站台装车情况做发车确认。

（2）卸车作业。接车行李员在卸车前，将卸车预报下载到手持式阅读器中；卸车过程中，用手持式阅读器识别行包 RFID 货签，确保卸车的准确性；卸车完毕后，显示卸车预报中未卸下的行包；最后，将手持式阅读器中已卸车行包和未卸车行包上报到信息交互平台中。

基于 RFID 的装卸车作业流程如图4 所示。

4 应用射频识别技术主要问题及时机

4.1 主要问题

（1）成本问题。RFID 技术和产品还不够成熟，硬件产品、应用软件系统价格较高，特别是 RFID 货签成本较高。因此，随着技术的提高、应用环境的改善和更多用户的采用，射频识别技术的成本将会有一定的下降空间。但是，铁路行包运输从条形码技术转换到射频识别技术将需要较大的投资。

图4 基于 RFID 的装卸车作业流程

（2）标准问题。已经有 ISO(国际标准化组织)、ANSI(美国国家标准化组织)、CEN(欧洲标准委员会)等多个机构制定了有关 RFID 标签的技术标准。当前国际上主要使用 430 MHz 左右和 860～960 MHz频率。但是，由于我国还没有制定物流领域的标签标准，各厂商所使用的频率、编码、存储规则及数据内容等都不尽相同。因此，如果在全国大面积推广使用 RFID，在标准未明确统一的情况下，将受到国家无线电管理等多方面的制约，RFID 产品的互通和发展将会受到影响。

（3）安全问题。RFID 有较远的读写距离，在其进入读写器的一定范围内，RFID 货签信息会被读写器读取，因而存在安全隐患。目前对 RFID 的攻击有非法读取、位置跟踪、窃听、拒绝服务、伪装哄骗及重放等，虽然盗读和篡改标签数据的安全隐患还不十分明显，但随着应用的增加和 RFID 芯片功能的愈加复杂，RFID 货签受到攻击的危险也越来越高，引发的安全问题日益突出。

（4）经验问题。为了将射频识别技术融于快递服务，迅速、准确追踪货件的运送状况，国外各大快递物流巨头公司竞相开展了相关试验，但这项技术尚未完全成熟，还没有大规模投入使用，铁路行包运输尚未有成熟的经验可循。

4.2 射频识别技术的应用时机

国内射频识别技术应用起步较晚，基础力量相对薄弱，还没有大面积成功应用的范例。铁路行包运输在应用射频识别技术时，可能出现硬件选型与需求不符或者不能完全满足需求的情况，易造成人力和物力的损失。因此，在射频识别技术硬件产品选型、系统可靠性分析、示范应用推广等方面应进行充分调研论证，选择适合自身需求的硬件产品和射频识别系统建设方案。为减少成本的投入，应选择设备性能价格比较高，能够适应铁路行包运输复杂环境的产品，设备应具有良好的兼容性，能够与铁路行包运输现有的信息系统相兼容，并与其他运输企业及客户实现有效衔接。