基于RFID技术的铁路货场消防巡检管理系统的研究

吴军 杨香珍

摘要：为了改变铁路货场现有的粗放式消防安全管理模式，有效提升铁路货场消防安全风险管控，本文利用当前流行的物联网技术，提出基于RFID的铁路货场消防巡检管理信息系统的研究。系统构建了“货运中心-经营部-货运站”三级消防安全逐级管理机制，实现了铁路货场消防巡视检查工作的网格化和信息化管理，提升了管理效率，a保障了铁路货场消防安全稳定。

关键词：RFID;铁路货场;消防巡检;信息系统

火灾是威胁公共安全、危害人民生命和财产安全的严重灾害之一，具有极大的破坏性，因此做好消防安全工作是关乎国计民生和社会安定的大事。铁路货场是货主发送、存放、领取货物的重要场所，货场内不仅易燃货物较多，还设置了油库、氧气乙炔库等，消防隐患无处不在，因此货场的防火工作尤为重要，否则一旦发生火灾，后果不堪设想。

当前，国内大部分铁路货场的消防安全管理采用的还是粗放式管理，消防设施设备的登记管理、日常巡检维护、消防区域监控等工作基本上仍以传统的人工查验、手工登记、纸质存档为主，信息化程度非常低，随着货场安全管理的日益精细化，这种管理模式的弊端逐步显现：一是货场内消防设施设备数量多、编号不细，通过现有纸质台账来管理，不仅难度大且效率低;二是巡检质量不高、监管难度大，由于手工填记巡检记录，存在造假可能，而监管层如果不到现场检查就很难对巡检质量及数量是否符合要求进行确认;三是货场内消防设施设备的分布广，除消防管理员外，其他人员很少能全部清楚，如火灾发生地点偏僻的话，有可能会延误救火的时机。为解决上述问题，本文利用当前流行的物联网技术，研发基于无线射频识别（RFID）的铁路货场消防巡检管理信息系统，通过信息化精细管理使铁路货场的消防安全风险得到有效管控。

一、RFID技术工作原理及应用

RFID（Radio Frequency Identification）技术，又称无线射频识别，是一种非接触式的自动识别技术，它可通过无线电讯号进行非接触双向通信自动识别目标对象并对相关数据信息进行读写。RFID技术是一项易于操控，简单实用且特别适合用于自动化控制的灵活性应用技术，目前广泛应用于物流、设备管理等各行各业。由于历史原因，铁路货场与其他行业相比，管理水平上存在着一定的差距，主要表现在信息化应用水平相对较低。近年来，随着国家运输结构改革的推进，铁路货运迎来了高速发展的有利时机，但铁路货场整体管理水平不高，严重制约了发展。利用RFID等信息化技术促进管理模式的创新，将是提升管理水平的有效途径。通过在铁路货场消防设施设备及重点区域安装RFID电子标签，标签内置相关信息，采用RFID手持终端，对消防器材上的電子标签进行读取，实现消防器材的日常巡检以及维护管理。

二、基于RFID技术的铁路货场消防巡检管理信息系统研发

（一）系统需求分析

1.铁路货场消防管理组织结构

铁路货场消防管理实行的是“货运中心、经营部、货运站”三级管理负责制，货运中心全面负责和指导其管辖范围内各经营部、货运站的消防安全管理工作，经营部负责和指导其管辖范围内各货运站消防安全管理工作，货运站是消防安全工作的执行层，根据中心和经营部的要求完成日常管理和检查工作。具体组织结构图如下图1：

根据管理组织结构划分，系统将用户分为货运中心级、经营部级、货运站级三种类型，系统管理员根据相关职责赋予用户操作权限。

2.巡检任务发布

根据消防安全管理职责要求，铁路货运中心向各经营部发布消防巡视检查计划并监督经营部和货运站计划的落实情况;经营部根据货运中心的指令向各货运站发布消防巡视检查计划并监督各货运站计划的落实情况，货运站根据计划完成巡视检查任务。

消防巡视检查任务内容主要是对货场内的消防设施设备（消防栓、灭火器等）、消防重点区域（储油库、氧乙炔库、水泵房、危险品库等）及消防安全标志进行检查，确保状态完好，如发现问题立即向经营部消防管理员汇报，并由其联系维保单位处理。

3.消防设施分布视图及知识库管理

基于货场内只有部分人员参与消防安全管理工作，而相当部分工作人员对消防设施设备的分布及使用非常不熟悉，一旦发生火灾，难免会手忙脚乱贻误救火时机。为此系统为这部分人员提供了两个功能：一是建立货场消防设施设备分布视图，在货场地图上标注所有消防设施设备的具体位置，通过点击相关设备，还可查询该设备的基础信息、检查痕迹等;二是建立消防知识库，知识库中分类存储了灭火器等设备的使用视频、安全知识、消防案例等内容，用户可随时学习有关知识。

（二）系统架构

系统整体架构由基础层、数据层、支撑层、应用层、展示层组成，同时建立安全管理体系及相关业务数据标准体系，为系统的建设和使用提供相关规范标准。

基础层：由互联网、云计算中心组成，包括各类硬件设备（服务器、存储设备、网络设备、安全设备组成）、操作系统、数据库、中间件系统等组成。Web应用服务器采用了Apache Tomcat 9.0，Tomcat是一个开源的轻量级Web应用服务器，在中小型系统和并发量小的场合下被普遍使用，是开发和调试Servlet、JSP 程序的首选。

数据层：设备信息、巡检记录、视频文档等各类信息数据，平台数据库采用MySQL 5.5.27版本，MySQL是一个关系型数据库管理系统，它使用SQL语言用于访问数据库，是最常用标准化语言。

支撑层：由自主开发的中间件组成，包括统一身份认证、统一模块权限、表单与工作流、报表展示工具等组成，可以提升开发效率。程序开发采用了当前最流行的Java应用开发框架Spring Boot V1.5.2，Spring Boot 是一个轻量级框架，可以完成基于Spring的应用程序的大部分配置工作。

应用层：铁路货场消防巡检管理信息系统，包括消防设施设备管理、消防重点区域巡视检查过程管理、设备地理分布视图、知识库信息发布及移动App等功能。移动App主要基于安卓系统进行开发，结合近场通信（Near Field Communication，简称NFC）技术使用户用带NFC功能的手机就可以方便完成巡视检查任务。

展示层：统一工作门户，不同的角色用户可通过相应的安全认证后登录系统。

安全管理体系：防火墙、入侵检测等安全管理措施和功能权限管理。

数据标准化体系：根据相关要求建立内部数据标准。

系统架构如图2所示：

（三）功能模块说明

系统对铁路货场内消防设备及重点区域进行编号并分别绑定RFID电子标签，通过射频技术将标签与服务器上存储的数据信息相关联，通过无线终端设备（或手机NFC功能）对RFID电子标签信息的读取，实现消防设备设施管理信息化、消防巡检及故障信息推送、消防知识库发布和统计数据自动获取等功能，并建立货场消防设施数据全视图，真正实现铁路货场消防巡检工作的信息化管理。由上所述，系统功能模块分为消防设备设施管理模块、消防巡检作业模块、知识库管理模块、统计分析模块、系统管理模块等五部分。

消防设备设施管理模块：该模块主要有设备基础信息录入、设备出入库管理、设备相关信息查询等功能。根据设备设施类别和所在区域进行编号，并将此编号作为系统中设备设施的唯一标识，定义设备设施管理数据表，表中字段包含了设备名称、编号、位置、生产日期、有效日期、维修更换信息、是否在重点部位、保养人、区域及区域图片信息等。

消防巡检作业模块：该模块实现了消防巡检任务管理及巡檢作业流程。根据上级部门发布的巡检任务内容，作业人员按时对特定区域的消防器材及消防重点区域进行巡视检查，检查完毕后用手持带扫描功能无线终端或带NFC功能的手机对该点上的RFID电子标签进行扫描打点，录入检查内容，有问题将推送到消防安全管理人员处进行处理。消防巡检作业流程见下图3所示：

知识库管理模块：该模块实现了视频、音频、文档等文件的上传、审核、发布及浏览等功能。用户可以通过该功能模块上传消防知识方面的多媒体格式文件，如灭火器使用方法音视频、火灾逃生知识等，文件上传后需货运中心级管理用户审核后才可以进行发布，所有用户都可以通过知识库浏览学习发布后的文件。

统计分析模块：该模块实现功能有消防设备、巡检作业等相关数据汇总及制表输出、各部门消防安全工作评估及排名、消防设备到期提醒等，为管理层消防安全工作决策提供辅助分析。

系统管理模块：该模块实现了部门管理、用户管理、角色管理、角色权限分配、货场区域管理及系统参数设置等方面的功能。

三、结语

本文基于 RFID 技术设计了铁路货场消防巡检管理系统，实现了对铁路货场消防设备设施巡视检查工作的全流程信息化管理，从根本上解决了铁路货场内消防设备设施管理粗放、人员消防知识缺乏、巡检工作质量无法保证等顽疾，切实有效地提升了铁路货场消防安全管理水平，目前该系统已在中国铁路上海局集团有限公司金华货运中心全面投入使用，并取得了较好的效果。

后续研发方向将对系统功能进行拓展，增加货场内叉车、门式起重机等重点设备的巡视检查管理功能，同时结合物联网技术，利用各类传感器对消防重点区域的相关环境数据进行实时监控，如储油库的温度、氧气乙炔库的乙炔含量等，当数据异常时及时推送到相关管理人员，从而使险情及时得到响应和处置。