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浅析铁路RFID应用技术

作者: 时间:2008-04-07

    信息的准确性和及时性,是物流及供应链管理的关键因素,对此RFID技术能够提供充分的保证,同时,RFID系统使物流的透明度大大提高,车辆和承载的物品能在任何地方被实时追踪。分析RFID(无线射频识别技术)的技术经济优势,指出RFID电子标签产品具有广阔的市场前景,进而提出了在铁路应用RFID技术的几点想法,并对这些想法进行深入探讨,分析其可行性,为铁路企业未来在多个方面应用RFID技术提供策略。 

前言

    RFID(Radio Frequency Identification,无线射频识别系统),常称为感应式电子晶片或近接卡、感应卡、非接触卡、电子标签、电子条码等等,是利用射频信号通过空间耦合实现非接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的 的技术,是自动识别技术在无线电技术方面的具体应用和发 展,被视为本世纪最重要的信息技术之一,近年来在各领域显示出了大规模发展的态势。据了解,目前国内应用RFID最早、也最成功的案例之一是铁路车号自动识别系统(ATIS)。早在20世纪90年代中期,铁道部在中国铁路车号自动识别系统建设中,就最终确定RFID技术为解决“货车自动抄车号”的最佳方案。根据美国市场研究机构(AMR Research)预测,2010年全球RFID市场规模可达7o亿美元。 另据信息产业部信息化推进司统计,2005年我国的RFID市 场规模已经达到36.9亿元,这个数字在未来还将大幅增长, 一场RFID的技术风暴即将展开。 

铁路自动识别系统构成

   铁路自动识别系统一般由四大部分构成。一是货车/机车RFID标签。安装在机车、货车底部的中梁上,由微带天线、虚拟电源、反射调制器、编码器、微处理器和存储器组成。每个电子标签相当于每辆车的“身份证”。二是地面识别系统(AEI)。由安装在轨道间的地面天线、车轮传感器及安装在探测机房的RF微波射频装置、读出计算机(工控机)等组成。对运行的列车及车辆进行准确的识别。三是后台的集中管理系统(CPS)。车站主机房配置专门的计算机,把工控机传送来的信息通过集中管理系统进行处理、存储和转发。四是铁道部中央数据库管理系统,这是全路标签编程站的总指挥部。把标签编程站申请的每批车号与中央车号数据库进行核对,对重车号重新分配新车号,再向标签编程站返回批复的车号信息,即集中统一地处理、分配和批复车号信息,就像人脑的中枢神经系统。

    1 RFID技术的优势分析 

    2001年至今,RFID产品种类不断丰富,有源电子标签、无源电子标签及半无源电子标签均得到发展,电子标签成本不断降低,规模应用迅速扩大。相对于其他自动识别技术产品,RFID具有以下几方面的优点: 

    1.1数据安全性高 

    RFID是按照国际统一的电子产品代码的编码制在出厂前就固化在芯片中的、不重复4o位的唯一识别内码,不可复制和更改。该技术很难被仿冒、侵入,使用国产芯片更安全。

    1.2读写速度快 

    采用非接触方式,无方向性要求,标签一进入磁场,解读器就可以即时读取其中的信息,通常在几毫秒就完成一次读写。采用的防冲撞机制,使之可同时处理多个标签,实现批量识别,最多同时识别可达每秒so个,并能在运动中进行识别。

    1.3数据存储量大  

    其他自动识别技术品种中,数据容量最大的二维条形码,最多也只能存储2725个数字j若包含字母,存储量则会更少。而RFID标签存储容量是2的94次方以上(近万字),它彻底抛弃了条形码的种种限制,使世界上的每一种物体都不同。拥有独一无二的标识符。 

    1.4物理性能优越 

    可以储存永久性数据和非永久性数据。在可重写存储器内的信息更改自如。数据可动态更新,反复使用(擦写1O万次,读无限),使用寿命长(10年或读写10万次),耐高低温,能适应各种工作环境和工作条件,尤其适用于油污、粉尘、放射等恶劣环境。

    1.5读写方便 

    数据的读取无需光源,甚至可以透过外包装来进行,无源远距离读写.读写距离最远可达1.5m。采用自带电池的主动标签时,有效识别距离可达到30m以上。

    1.6防冲突 

    电子标签中有快速防冲突机制,能防止卡片之间出现数据干扰。因此阅读器可以“同时”处理多张非接触式射频卡,一次可处理200个以上,不需要光源,甚至可以透过外部材 
料读取数据。

    1.7共享性 

    利用网络做到共享信息,增加可视性。

    2 RFID技术在铁路应用的思考

    结合RFID技术的优势,笔者认为RFID技术在我国铁路行业将拥有广阔的应用前景。

    2.1 RFID电子票务系统 

    (1)客票防伪 

    目前,铁路客票的防伪主要是利用车票底版和票面上的一维条码来实现,防伪性能很差,使假票在市面上大量流通,给铁路局造成了严重的经济损失,同时也无法保障乘客的利益。如果采用新的RFID电子客票,其电子芯片的内部数据是加密的,只有特定的读写器可以读出数据,造假者无法制造出相同的车票。 

    (2)快速组织旅客检票、乘降 

    现有的检票方式是采用人工检票,车站及车上检票人员通过人工辨别车票的真伪,辨别后利用破坏票面完整的办法来标识是否已经检过,避免车票的重复使用。这种方法不仅效率较低,同时也容易产生人工错误。如果采用RFID电子客票,车站及车上的检票人员只需通过便携式的识读器对车票上的RFID电子标签进行读取,并与数据库中的数据进行比对就可以辨别车票的真伪,同时也大大加快了旅客进出站的速度,为方便车站组织旅客乘降提供了有利条件。 

    (3)站车信息共享 

    目前铁路在站车信息共享方面还很不成熟,造成的经济损失以及旅客列车资源浪费的现象还比较严重。如果利用RFID技术的网络信息共享性,可以及时将车站的预留客票发售情况反馈给车上,同时将车上的补票情况反馈给车站,就可以清楚的知道有哪些车站的预留车票是没有发售完的从而方便车上的旅客及时补票。此外,通过系统中乘坐人员的信息与车站售出车票信息对比,可以查看是否有用假票乘坐列车的现象。

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