基于RFID的列车智能综合监管系统及其工作方法

摘要

本发明提供一种基于RFID的列车智能综合监管系统及其工作方法，属于RFID技术领域。该系统由巡检调度平台、列车运行平台和综合管理平台三部分组成。巡检调度平台包括RFID电子标签、RFID读写设备和巡检调度方终端PC；列车运行平台包括列车车厢内的各电子设备、RFID读写设备、列车长专用PC、各工作人员携带的RFID电子标签和RFID读写模块；综合管理平台包括综合管理终端PC、RFID读写设备和RFID电子标签。该系统的引入实现了铁路部门综合监管的信息化和长效化，提高了列车管理部门的整体管理水平和工作效率。

说明书

 技术领域

本发明涉及一种基于RFID的列车智能综合监管系统及其工作方法，属于RFID技术领域。

背景技术

在我国6万多公里的铁路线上，南来北往飞驰几十万辆机车，为了及时掌握这些现用车辆的动态使用情况，在全国各地车站上有几万名列车员，不论白天黑夜，他们都要在规定的极有限的时间内以口念、笔记的原始方法记录、核定每一节车辆的车况与编号，然后用电话和电报等方式一层层地向各级调度机构报告。显然，这种管理方式效率低、差错多，大大制约了铁路运输能力的发挥。铁路运输是我国各种运输方式中的主力，实现铁路列车在途信息实时管理是列车必然的发展方向。铁路信息化发展趋势是掌握列车运行中内部的各种信息，如列车车厢运行状态、列车轴温、载重程度、列车湿度等。铁路运输具有分布地域广、实时性信息要求精确度高等特点。

列车巡检是保障列车顺利运行的一项重要措施，传统的以纸质为基础的人工巡检模式，难以有效监督巡检人员，导致经常出现由于巡检不到位、故障处理不及时而引发的潜在事故威胁。其具体缺点有：

1、 思想上不够重视，责任心不强。列车的巡检工作比较枯燥乏味，每天的工作内容又几近相同，长期重复，久而久之容易在思想上造成对巡检工作的厌倦和麻痹大意。

2、 对巡检工作不能正确理解。巡检人员认为巡检的主要工作就是记录一些数据，却不知记录数据不过是巡检工作中的一小部分内容，这样就无法保证对所有设备巡视到位。

3、 无法保证正常的巡检次数。由于列车上有一些相关数据的自动记录措施，造成一部分巡检人员对于后台系统过于依赖，进而不能够按时完成规定的巡检任务。然而在实际运行中，后台装置经常会与设备的实际状况发生误差，这就很容易产生事故隐患。

4、巡检人员未按照指定的线路巡检，导致一些设备漏检，如果漏检的设备发生故障，就极容易导致安全事故的发生。

5、 巡检人员不在规定时间内巡检设备，补记巡检记录的现象时有发生，记录缺少真实的时间信息，影响收集到数据的分析使用价值。

6、 一些巡检的记录不够全面，没有明确具体的巡检设备，造成巡检信息的混乱。

7、 纸质的巡检记录不利于保存，容易污损，数据填错时也不易修改。

另外，目前有两类电子巡检方式应用于电力行业，一是基于信息纽扣的巡检系统，信息纽扣系统的优点是接口简单，可靠性强，缺点是在读取信息纽扣时必须接触才能读取信息，操作起来不方便，尤其是晚上，而且信息纽扣外露，容易被破坏，并且信息量少；另一种是基于全球定位系统技术的巡检系统，优点是可以记录连续的路径信息，缺点是在受到物体遮挡的区域无法进行有效的定位。因此，在列车上这两类电子巡检方式都存在其应用的局限性。

无线射频识别技术（Radio Frequency Identification，RFID）是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取数据信息，识别无须人工干预，可工作于各种恶劣环境，并可同时识别多个目标对象，操作快捷方便。一般的RFID系统由电子标签（Tag）、阅读器（Reader）、天线（Antenna）三大部分组成。与现在广泛应用的条形码技术相比，电子标签具有防水、防磁、耐高温、使用寿命长、数据可加密、读取距离远、多目标识别和可重复使用等优势。和传统的磁卡、IC卡相比，RFID技术最大的优点就在于非接触，完成识别工作时无须人工干预，适合于实现系统的自动化且不易损坏，可识别高速运动物体并可同时识别多个射频卡，操作快捷方便。特别是随着近几年零售和物流行业信息化的不断深入，这些行业越来越依赖于应用信息技术来控制库存、改善供应链管理、降低成本、提高工作效率，这为RFID 技术的应用和快速发展提供了极大的市场空间。目前，RFID技术已经广泛应用于工业制造、商业供应链管理、公共交通管理、商品防伪、身份识别、动物识别、门禁管理以及安全和军事物流等众多领域。特别适合于诸如物流管理、零售业等电子供应链管理的应用。可以乐观预计，在不久的将来RFID将很有可能成为应用最为广泛的自动识别技术。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于RFID的列车智能综合监管系统及其工作方法，不仅使得人员管理更加科学化和规范化，而且更好地保证列车电子设备高效率、低故障的安全运行，列车智能综合监管系统的引入将大大提高在途列车信息的实时性、准确性，从而提高列车管理部门的管理水平和工作效率。

本发明为解决其技术问题采用如下技术方案：

 一种基于RFID的列车智能综合监管系统，包括巡检调度平台、列车运行平台和综合管理平台，巡检调度平台、列车运行平台和综合管理平台通过互联网实现连接；所述巡检调度平台由RFID电子标签、RFID读写设备和巡检调度方终端PC相互连接而成；所述列车运行平台由列车车厢内的各电子设备、RFID读写设备、列车长专用PC、各工作人员携带的RFID电子标签和RFID读写模块组成，各工作人员携带的RFID电子标签通过RFID读写模块读取列车车厢内的各电子设备的信息，列车长专用PC、RFID读写设备和RFID电子标签相互连接；综合管理平台由综合管理终端PC、RFID读写设备和RFID电子标签相互连接而成。

所述的各电子设备包括列车车厢运行状态设备、列车轴温设备、载重监测设备、电力供给设备和润滑状态设备。

所述的RFID电子标签为无源可读写标签。

基于RFID的列车智能综合监管系统的工作方法，包括以下步骤：

步骤1：初始化RFID电子标签，根据当前列车车次信息，巡检调度方终端PC从人员信息数据库服务器获取相应的人员需求数量信息，使用人员身份信息、编号、权限写入RFID电子标签，并将这些信息记录在巡检调度方终端PC和人员信息数据库服务器；

步骤2：各工作人员根据自己的权限携带RFID电子标签登车，根据预订的内容、时间和路线开始巡检，在巡视各电子设备的同时，各工作人员携带的RFID电子标签通过RFID读写模块读取列车车厢内的各电子设备的信息，记录时间、设备序列号和设备的测量信息；

步骤3：各工作人员定期将自己的RFID电子标签内的巡检信息通过RFID读写设备汇集到列车长专用PC，列车长专用PC通过无线通信网络将数据传输至后台数据库服务器；

步骤4：各工作人员携带自己的RFID电子标签下车，将RFID电子标签汇总到综合管理平台, 综合管理终端PC通过RFID读写设备读取标签内信息并存储，然后对RFID标签进行回收和数据重置；

步骤5：综合管理平台将本车次的巡检信息传输至人员信息数据库服务器、后台数据库服务器和列车及设备信息数据库服务器，用于进行人员考核管理、列车状态记录维护和列车故障分析。

所述的步骤（2）中各工作人员携带的RFID电子标签通过RFID读写模块读取列车车厢内的各电子设备的信息，读写距离要求小于10cm。

本发明的有益效果如下：

（1）本发明不同于传统的手工巡检的方式，使用基于RFID的电子巡检方式，使得对工作人员的管理更加科学、高效和规范，保证了巡检工作的数量、质量和时效性，提高了工作人员的责任意识。

（2）目前其他行业的一些巡检方式将电子标签置于设备上，这种方式只能读取设备序列号，设备本身的一些测量信息仍需通过其他方式采集，本发明为列车上每个电子设备配套一个能够获得设备测量信息的RFID读写模块，工作人员在使用RFID标签巡检的同时，设备的一系列测量信息也被写入RFID标签中，在完善巡检操作的同时，也实现了设备数据的临时备份，降低了列车原单一备份系统出错的风险。

（3）实现线路设备信息实时化管理。人员信息数据库服务器、后台数据库服务器和列车及设备信息数据库服务器通过铁路内部网或者互联网保持实时连接并可相互访问，使管理人员和铁路部门可以即时准确地掌握列车设备信息情况。

（4）信息传递和存储全部通过电子方式进行，提高了工作效率，实现了铁路部门综合监管的信息化和长效化，提高了部门的整体管理水平。

附图说明

图1为本发明提供的基于RFID的列车智能综合监管系统示意图。

图2为本发明提供的基于RFID的列车智能综合监管系统工作方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明创造做进一步详细说明。

如图1所示，本发明提供的基于RFID的列车智能综合监管系统示意图，系统架构包括三个平台：由巡检调度平台、列车运行平台、综合管理平台三部分组成，另外还需要配合铁路部门的网络平台共同完成系统管理。

巡检调度平台由巡检调度方终端PC、RFID电子标签、RFID读写设备组成。RFID电子标签与RFID读写设备进行读写通信，RFID读写设备作为对外的数据接口和巡检调度方终端PC通过RS232或者USB接口连接，巡检调度方终端PC通过铁路内部网或者互联网与铁路部门的人员信息数据库服务器连接。

列车运行平台由列车车厢内的各电子设备，包括轴温设备、电力供给设备、载重监测设备、车厢运行状态设备、润滑状态设备等，以及RFID读写设备、列车长专用PC、各工作人员携带的RFID电子标签组成。列车车厢内的各电子设备各自与一个RFID读写模块相连，接口是设备内部硬件数据总线或者硬件提供的外设接口，通过这些接口RFID读写模块能够获得各电子设备的测量信息。各电子设备测量信息包括列车车厢运行状态、列车轴温、载重程度、列车湿度、电力供给、润滑状态等。各工作人员携带的RFID电子标签作为各电子设备巡检时的信息载体，通过与各电子设备的RFID读写模块进行实时通信，记录各电子设备编号和测量信息。RFID电子标签与RFID读写模块进行读写通信，列车长专用PC通过RS232或者USB接口连接RFID读写设备，并能通过无线通信网络如GPRS，实时和铁路部门的后台数据库服务器通信。

综合管理平台由综合管理终端PC、RFID电子标签、RFID读写设备组成。RFID电子标签与RFID读写设备进行读写通信，RFID读写设备作为对外的数据接口和综合管理终端PC通过RS232或者USB接口连接，综合管理终端PC通过铁路内部网或者互联网与铁路部门的列车及设备信息数据库服务器相连。人员信息数据库服务器、后台数据库服务器和列车及设备信息数据库服务器构成铁路部门的网络平台的一部分，它们通过铁路内部网或者互联网保持实时连接并可相互访问。

如图2所示，本发明提供的基于RFID的列车智能综合监管系统工作方法流程图，包括以下步骤：

步骤1：初始化RFID电子标签，RFID标签均为无源可读写标签，根据当前列车车次信息，巡检调度方终端PC从人员信息数据库服务器获取相应的人员需求数量信息，使用人员身份信息、编号、权限等写入RFID标签，并将这些信息记录在巡检调度方终端PC和人员信息数据库服务器；

步骤2：各工作人员根据自己的权限携带对应RFID标签登车，根据预订的内容、时间和路线开始巡检，必须根据自己的权限使用RFID标签对对应电子设备完成巡检，否则操作无效。在巡视各电子设备的同时，将自己的RFID电子标签在电子设备上RFID读写部分进行读写，记录时间、设备序列号和设备的测量信息。各电子设备的RFID读写模块通过硬件设置保证读写距离小于10cm，这样可以保证工作人员进行RFID电子标签读写的同时能够有足够近的距离去主动观察设备状态及显示的测量信息；

步骤3：各工作人员定期将自己的RFID电子标签内的巡检信息汇集到列车长专用PC，列车长专用PC通过无线通信网络将数据传输至后台数据库服务器；

步骤4：各工作人员携带自己的RFID电子标签下车，将RFID电子标签汇总到综合管理平台，综合管理终端PC通过RFID读写设备读取标签内信息并存储，然后对RFID电子标签进行回收和数据重置；

步骤5：综合管理平台将本车次的巡检信息传输至人员信息数据库服务器、后台数据库服务器和列车及设备信息数据库服务器，用于进行人员考核管理、列车状态记录维护和列车故障分析等。