基于RFID技术的列车座椅套智能管控平台

张宇驰 白红超

(1.上海铁致信息科技有限公司,上海 200000;2.京东方科技集团股份有限公司,北京 100000)

0 引言

通过详细的、大范围的前期调研工作得知，目前列车（高铁动车、普速列车）座椅套、卧具等布草类用品，均大量采用的是纸质表格、人工管控的管理方式。这种传统方式无法适应当前中国高铁行业高速发展这一时代背景，并且无法满足精细化的管理需求。更加重要的是座椅套是与旅客直接接触，它管理方式的现代化、规范化、精细化程度将直接影响到旅客的乘车体验与服务质量。

近年来，RFID（射频识别技术）技术在很多行业领域都被广泛应用，其具有通过无线电波不接触的快速交换和存储信息的特性。这种特性应用到列车座椅套的智能管控中将会发挥极大的作用，它不仅可以标识每个座椅套，还可以通过高频通讯的方式远距离的和读写设备之间交换数据。通过定制专用参数与外形的RFID芯片并将其缝制在列车座椅套上，使得其可以随着座椅套进行多次洗涤、烘干，而不会影响到芯片的使用寿命。同时结合物联网技术，将所有RFID芯片配套的读写设备与后台软件系统进行连接，共同组成列车座椅套智能管控平台。

1 平台架构

列车座椅套智能管控平台由三部分组成，分别是：柔性超高频RFID芯片、RFID芯片读写硬件、后台软件系统。

1.1 柔性超高频RFID芯片

为了实现准确标识每一个列车座椅套的目的，采用了将RFID芯片缝制在列车座椅套上的方案，缝制的芯片采用了定制的无纺布，具有耐洗涤、抗高温烘干的特性。为了适应在没有网络情况下的作业环境，在RFID芯片中除了存储有唯一的编号外，还特别在加密区存储了座椅套的基础信息：车型、车种等，保证了在没有网络无法连接平台的情况下还可以继续进行作业，提高了平台整体的可靠性与稳定性。芯片中的数据采用了自定义加密算法，保证芯片中信息不会被非法读取与改写，提高了平台数据的安全性。

1.2 RFID芯片读写硬件

为了适应多种作业环境下RFID芯片的扫描，平台采用了多种形式的读写器，用于适用不同的作业环境。各种形式的读写器均配置有物联网无线连接模块，可以直接与后台软件系统进行通讯。

1.2.1 RFID通道机

自动履带式的RFID通道机，适用于列车座椅套批量生产的环节。通道机由自动传送履带、工控机、芯片读写器等构成。自动传送履带与座椅套生产线连接，用于直接将生产线上的座椅套传送至芯片读写器的扫描范围内。芯片读写器可以批量的扫描叠放在一起的座椅套，而无需要求座椅套单个、平整摆放，方便生产操作。

1.2.2 RFID通道门

针对仓库等大型场地，可以在出入口安装RFID通道门。在仓库中，座椅套一般按照其所适用的车型进行分类集中打包，在这种作业模式下，如果使用通道机，则需要将已打包的座椅套依次放置在传送履带上，操作显得极为不便。因此改用在仓库出入口附近安装带有RFID芯片扫描功能的通道门，就可以使用叉车一次运送多个已打包的座椅套低速经过通道门，即可完成芯片批量扫描工作。

1.2.3 RFID手持读写器

在列车上无法使用通道机、通道门等大型机器，只能采用手持式的RFID读写器，其可以批量扫描5-10米范围内的芯片信息，并安装有列车座椅套智能管控平台APP。读写器支持IP68防水级别，可调节的收发频率与灵敏度，适应现场复杂多变的使用环境。操作人员只需要以正常步行速度在车厢内顺序行走一遍，即可以轻松扫描到所有的座椅套芯片信息。

1.3 后台软件系统

列车座椅套智能管控平台的核心功能在于后台的软件系统。后台软件系统不仅考虑到了铁路工作人员，还创新的将座椅套的生产厂家、换洗厂家等外部单位纳入其中，全流程无纸化、电子化、精细化管理。

后台软件系统又分为六个子系统，分别是：生产管理系统、仓库管理系统、服务管理系统、财务管理系统、基础数据管理系统、统计分析管理系统。这六大系统采用B/S架构、JAVA、C#、Android语言混合设计开发，每个子系统都配套有对应的Android应用程序，方便用户在手机端进行操作。这些系统数据独立存储，但相互之间通过已定义的标准数据接口共享与交换数据，防止出现信息孤岛或数据不一致的情况。

2 平台功能

下面从后台软件系统的维度出发，详细介绍列车座椅套智能管控平台的主要功能、创新点以及列车座椅套全生命周期的管控方式、管控手段。列车座椅套的生命周期阶段：下单生产（铁路局）→生产完成（座椅套生产厂家）→新品验收入库（铁路局）→下单安装（铁路局）→上车安装（座椅套换洗厂家）→脏污椅套拆卸（座椅套换洗厂家）→脏污椅套洗涤（座椅套换洗厂家）→洗涤完成验收入库（铁路局）→座椅套报修（铁路局）→座椅套维修（座椅套生产厂家）→维修完成验收入库（铁路局）→按既定规则报废座椅套（铁路局）。

2.1 生产管理系统

（1）任务计划管理，可以管理列车座椅套的生产计划信息，包括生产计划的内容、计划作业的日期、计划的状态等。（2）任务工单管理，可以根据已生成的任务计划，人工方式或定期自动生成相应的生产任务。（3）具有与吊挂系统、洗涤系统对接的功能，实现生产计划、洗涤计划的管理。

2.2 仓库管理系统

（1）出入库管理，可以对所有流程产生的出入库申请进行处理。（2）调拨管理，在衡量各地动车所库存后可以进行调拨操作，以满足具体换洗任务的座椅套数量要求。（3）维修管理，对需要进行维修的座椅套进行维修管理，并记录维修履历信息。（4）报废管理，按照既定规则对座椅套进行报废操作，具有报废流程审批的功能。（5）库存管理，可以对总仓库及各地动车所仓库的座椅套数量进行查询与盘点。

2.3 服务管理系统

（1）零星换洗服务管理，针对日常零星换洗可以通过此模块下达临时任务。（2）任务换洗服务管理，针对整车换洗、临时任务换洗等情况可以通过此模块下达换洗任务。

2.4 财务管理系统

（1）订单管理，可对座椅套生产订单、换洗服务订单进行管理，并与出入库单等业务单据进行关联。（2）库存账目管理，可以根据出入库单、换洗任务等对座椅套进行账目管理，核算资产金额。

2.5 基础数据管理系统

（1）列车基础信息管理功能，管理列车车型、车种、车底号、车辆配属、当日入库动车所等信息。（2）座椅套履历信息管理功能，管理座椅套与RFID芯片的关联信息，以及查询与管理每个座椅套的履历信息。

2.6 统计分析管理系统

（1）可视化大屏展示，根据具体的要求在大屏上进行各类数据的集中展示，提升数据的可视化程度。（2）生产、服务作业统计，根据需要统计并用图形化的方式展示出座椅套生产情况以及零星换洗、任务换洗的情况。（3）库存统计的功能，提供不同类别、不同维度的库存查询方式，如出入库查询，流水查询等。

3 关键技术

本平台摒弃了市面上在座椅套表面印刷二维码的方式，改为使用专用的柔性超高频RFID芯片来完成每个座椅套的定位与识别。解决了二维码无法批量扫描以及二维码脏污后无法识别等问题，并根据现场各种不同的复杂情况针对性的提出了不同的软硬件解决方案，在达到精细化管理目的同时又提高了现场工作效率。与其他的管理系统不同之处在于，本平台将列车座椅套生命周期管理中所有的相关单位都集成到统一的平台中，管控了所有的生产、管理流程。根据不同的管理维度，将平台纵向切割成不同的子系统、不同的主题数据库，同时又在不同的系统间建立统一的数据交换协议，这样既保证了不会出现信息孤岛的情况，又能让每个管理环节更加的专注，防止平台出现大而全，但不精细的情况。

4 效益分析

从经济效益层面分析，RFID芯片价格低廉，截止作者发稿日，大批量采购价约0.5元/个。为每一个座椅套安装RFID芯片，可以管理到座椅套生命周期的所有流程，并且针对座椅套的生产、换洗、定期报废等可以管控的更加精细，为延长座椅套使用年限的论证提供了有力的依据。按照2000组车底计算，每延长使用一个月预计可以节省50万元，经济效益可观。

从管理效益层面分析，平台将列车座椅套以往的管理方式进行了颠覆性的改革，解决了以往管理过程中的低效、不规范等情况，使得管理朝着现代化、规范化、精细化的方向发展。同时减少了各客运段、动车所的座椅套专职管理人员数量，降低了管理成本。

从社会效益层面分析，旅客服务质量一直是中国铁路行业关心的重点。如何能够更好、更精确的提高旅客服务质量，应该先从旅客可以直接看到、直接感受到的地方入手，列车座椅套的整洁、舒适正是影响旅客乘车体验的重要因素之一。平台将座椅套的换洗、维修、报废等进行了精细化的管理，结合了自动提醒、自动安排任务等智能化管理模式，减少脏污、破损座椅套的上车概率，并且做到了座椅套的溯源追踪。

综上所述，基于RFID技术的列车座椅套智能管控平台不仅可以有效的实现列车座椅套全生命周期流程的管控，还可以推广应用到列车卧具、备品的管控中，是提高列车客运服务管理模式、管理效率以及旅客服务质量的重要保障。