錢國棟

（南寧鐵路局供電處，工程師，廣西 南寧 545007）

高鐵作業(yè)現(xiàn)場料具管理，是高鐵安全管理體系的重要組成部分，目的是防止施工料具遺漏在高鐵線路上引發(fā)高速運(yùn)行的動(dòng)車安全事故。針對高鐵施工料具的管理，鐵路總公司已有明文規(guī)定（鐵總運(yùn)（2014）221號、第十五條），但實(shí)施效果并不理想，其難點(diǎn)就是作業(yè)面分散，料具種類繁多，工作時(shí)間短促，很難做到一件一件去清點(diǎn)核對。近年曾發(fā)生了多起因施工料具遺漏作業(yè)現(xiàn)場而引發(fā)的安全事故。如：2016年在某段發(fā)生了現(xiàn)場作業(yè)人員將信號燈遺留在高鐵線路上，被運(yùn)行動(dòng)車撞上，構(gòu)成C類事故?？梢?，高鐵區(qū)段施工料具管理不是小事，引進(jìn)動(dòng)態(tài)跟蹤技術(shù)手段很有必要。

目前，“物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)在“物流業(yè)”中得到廣泛應(yīng)用并且日趨成熟，其中，RFID是“物聯(lián)網(wǎng)”核心技術(shù)，其主要功能是對“實(shí)物”實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)跟蹤、檢索，最終實(shí)現(xiàn)對“實(shí)物”有效的管理。

1 RFID技術(shù)簡介及其特點(diǎn)

RFID(Radio Frequency Identification)即無線射頻識別技術(shù)，是20世紀(jì)80的年代開始迅速興起的一種自動(dòng)識別技術(shù)。射頻識別技術(shù)是一項(xiàng)利用射頻信號通過空間耦合(交變磁場或電磁場)實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達(dá)到識別目的技術(shù)；其工作原理是：讀寫器通過天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號，標(biāo)簽進(jìn)入磁場后，如果接收到讀寫器發(fā)出的信號，就能憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息(即無源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽)，或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(即有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽)，讀寫器可無接觸地讀取并識別電子標(biāo)簽中所保存的電子數(shù)據(jù)，從而達(dá)到自動(dòng)識別物體的目的，標(biāo)簽中的信息被讀寫器讀取并解碼后送至與之連接的信息系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步處理。RFID技術(shù)主要有以下突出的特點(diǎn)：

1.1 采集傳輸與數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng) 具有遠(yuǎn)距離可靠的采集、傳輸與數(shù)據(jù)處理能力。超高頻無線射頻識別(RFID)技術(shù),即902MHz RFID標(biāo)簽并配合超高頻天線系統(tǒng),結(jié)合Microsoft Visual Studio和Microsoft Visual Basic開發(fā)環(huán)境及不同的現(xiàn)場環(huán)境定制開發(fā)電子標(biāo)簽在線讀寫系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)RFID標(biāo)識和遠(yuǎn)距離自動(dòng)識讀、可靠采集、傳輸與并對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的處理。

1.2 識別能力強(qiáng) RFID電子標(biāo)簽可同時(shí)讀取多個(gè)RFID電子標(biāo)簽。由于RFID簽識別防碰撞協(xié)議現(xiàn)在已經(jīng)做得相對比較成熟了，因此，對于性能較好的讀寫設(shè)備，一次性讀取500張以內(nèi)的密集讀取已可以實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然，對于電子標(biāo)簽數(shù)量較大時(shí)，數(shù)據(jù)時(shí)間會(huì)較長。

1.3 電子標(biāo)簽可以小型化與多樣化 RFID電子標(biāo)簽不受形狀或尺寸大小的限制，所以不需要為了讀取精確度而配合紙張的固定和印刷品質(zhì)。此外，RFID標(biāo)簽也正在往小型化和多樣化的發(fā)展，以適用于更多不同的產(chǎn)品。

1.4 信息儲(chǔ)存安全可靠 RFID電子標(biāo)簽承載的是電子式信息，其數(shù)據(jù)內(nèi)容是經(jīng)由密碼保護(hù)，安全性極強(qiáng)，該內(nèi)容不易被偽造及變造、盜取。

1.5 數(shù)據(jù)的記憶容量大 RFID電子標(biāo)簽最大的容量可以儲(chǔ)存2000～3000字符。隨著未來物體所需要攜帶的資料信息量會(huì)不斷增多，記憶載體數(shù)據(jù)容量發(fā)展根據(jù)市場的相應(yīng)需求，也將不斷的擴(kuò)大，目前呈現(xiàn)穩(wěn)居向上的趨勢。

1.6 抗污染能力和耐久性好 RFID電子標(biāo)簽對水、油和化學(xué)制品等物質(zhì)具有很強(qiáng)抵抗性。另外、RFID標(biāo)簽是將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在芯片中，因此能有效的避免損壞而造成數(shù)據(jù)流失。

1.7 可以重復(fù)使用 RFID電子標(biāo)簽具有重復(fù)新增、修改、刪除RFID卷標(biāo)內(nèi)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的功能，方便信息的替換和更新。

2 高鐵區(qū)段工區(qū)工具管理現(xiàn)狀分析

高鐵施工維修人員作業(yè)前、作業(yè)結(jié)束后履行進(jìn)、出柵欄門作業(yè)用的工器具、備品清點(diǎn)確認(rèn)工作不到位的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，主要表現(xiàn)在對工機(jī)具清點(diǎn)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)盯控常出現(xiàn)漏項(xiàng)，一方面由于現(xiàn)場作業(yè)隊(duì)伍中每名作業(yè)崗位人員所攜帶的工機(jī)具設(shè)備數(shù)量等都不同，加上作業(yè)又分成幾個(gè)小組，工作負(fù)責(zé)人只是向小組負(fù)責(zé)人確認(rèn)情況，一旦小組負(fù)責(zé)人確認(rèn)不仔細(xì)就會(huì)出問題，另一方面，由于“天窗作業(yè)”時(shí)間相對較緊，作業(yè)結(jié)束后留給作業(yè)組人員在現(xiàn)場逐項(xiàng)清點(diǎn)工具的時(shí)間幾乎沒有，有時(shí)就會(huì)返回工區(qū)后再進(jìn)行清點(diǎn)，這種方式即使是發(fā)現(xiàn)了工具遺漏在現(xiàn)場，也很難再返回現(xiàn)場去尋找。因此，針對在作業(yè)現(xiàn)場的工具及時(shí)、有效的清點(diǎn)就顯得尤為重要。

3 設(shè)計(jì)思路

要實(shí)現(xiàn)對普通工具，小到錘子、螺絲刀、測量卷尺，大到有測量工具、接觸網(wǎng)腕臂、道岔等工具的“有效管理”，首先必須將RFID芯片根據(jù)每件工具的實(shí)際進(jìn)行理物上的“綁定”，同時(shí)，將工具的“身份”信息通過管理平臺，建立管理數(shù)據(jù)庫，并將工具的“身份”信息與“實(shí)物”進(jìn)行信息的“綁定”；其次就是要掌握在現(xiàn)場工具的使用情況和位置情況，即將當(dāng)日出工所需攜帶的所有工具利用管理系統(tǒng)自動(dòng)搜索“找”到，且在系統(tǒng)中進(jìn)行記錄，現(xiàn)場作業(yè)負(fù)責(zé)人將自動(dòng)搜索“找”到的工具進(jìn)行核對，并將工具分配到每名作業(yè)人員；待作業(yè)結(jié)束后，作業(yè)人員將所有工具帶回軌道車或汽車等交通工具上后，再由現(xiàn)場作業(yè)負(fù)責(zé)人將自動(dòng)搜索“找”到的工具并進(jìn)行自動(dòng)“比對”，如通過“比對”發(fā)現(xiàn)出工前后的“數(shù)據(jù)”不對應(yīng)的情況，將進(jìn)行報(bào)警提示，讓現(xiàn)場作業(yè)人員立即進(jìn)行查找，有效地防止了人為對工具的清點(diǎn)制度落實(shí)不到位的從而造成遺留在現(xiàn)場的情況發(fā)生。

4 系統(tǒng)模塊的實(shí)現(xiàn)

4.1 硬件設(shè)計(jì) RFID數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在專用服務(wù)器，操作系統(tǒng)采用Windows 2008，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用MsSql Server2008，客戶端采用筆記本、臺式機(jī)等設(shè)備，RFID讀寫設(shè)備負(fù)責(zé)與RFID標(biāo)簽交互。操作系統(tǒng)硬件示意見圖1。

圖1 操作系統(tǒng)硬件示意圖

4.2 軟件設(shè)計(jì) RFID核心數(shù)據(jù)庫使用Microsoft SQL Server 2008，操作系統(tǒng)使用Windows 2008 Server；RFID管理系統(tǒng)使用基于Object Pascal和C++為Windows 10、Mac、移動(dòng)、物聯(lián)網(wǎng)等為構(gòu)建平臺的開發(fā)系統(tǒng)Embarcadero? RAD Studio? 10 Seattle，該系統(tǒng)具有更新數(shù)據(jù)豐富、高度連接、精彩視覺畫面等優(yōu)點(diǎn)。Embarcadero?通過DBGo、FireDAC等接口訪問SQL Server，對RFID工具數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)、查詢，如建立工具基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫，賦予每個(gè)工具唯一編號ID等。同時(shí)，UI用戶端通過與RFID讀寫器收集工具ID等信息，經(jīng)DB Go引擎查詢數(shù)據(jù)，通過存儲(chǔ)過程計(jì)算對比信息，并回傳DBGo，通過Embarcadero?RAD客戶端與操作人員交互?？紤]到擴(kuò)展性，還可以提供Android、iOS等客戶端，供管理人員隨時(shí)查詢，進(jìn)一步提升管理水平。操作系統(tǒng)軟件示意見圖2。

圖2 操作軟件示意圖

5 結(jié)束語

本文對將RFID技術(shù)運(yùn)用于高鐵區(qū)段各工區(qū)不同材質(zhì)、不同型號、不同尺寸的工具進(jìn)行高效管理的意義及可行性作了詳細(xì)論述和論證，并研發(fā)出相應(yīng)的系統(tǒng)軟件和硬件，且已通過有關(guān)專家的評估和技改立項(xiàng)，一俟資金到位即可投入設(shè)備的生產(chǎn)和應(yīng)用，將有效解決長期因工具料具管理不慎危及鐵路行車的安全老大難問題。