基于RFID和ATIS信息融合的铁路集装箱可视化系统

摘要

本发明涉及一种基于RFID和ATIS信息融合的铁路集装箱可视化系统，该系统包括RFID设备、ATIS系统、集装箱状态信息采集点、集装箱信息表、集装箱状态表、用户查询终端，所述的RFID设备采集到的货主、车站和港口处集装箱状态信息，结合集装箱信息表将集装箱状态信息记录到集装箱状态表中，所述的ATIS系统采集到的沿途站集装箱状态信息，结合集装箱信息表将集装箱状态信息记录到集装箱状态表中，所述的用户查询终端连接集装箱状态表。与现有技术相比，本发明具有可视化管理等优点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种铁路集装箱可视化系统，尤其涉及一种基于RFID和ATIS信息融合的铁路集装箱可视化系统。

背景技术

为适应市场经济的激烈竞争，铁路运输业必须采用高科技技术，加强运输管理现代化，提高运输效率。RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别，俗称电子标签。RFID技术目前广泛应用于物流及供应链管理中，它可以使物流的透明度大大提高。在集装箱装箱时将RFID标签贴在集装箱上，那么就可以实时检测集装箱的装箱信息、报关状况、进出站信息等。然而，若在集装箱全程运输中都采用RFID设备监视集装箱，那就需要将阅读器布置于集装箱沿途各地，考虑到设备购置费用等，这显然不能实现。

铁路车号自动识别系统(Automatic Train Identification System，ATIS)能对运行的列车及车辆信息进行准确的识别，当列车到达某个车站后，数据库中能显示相关列车的到站信息，包括列车号、车厢号、报告站、报告时间、报告号、AEI号等。若在本地数据库中建立列车号、车厢号与集装箱号的对应信息，那么当ATIS系统跟踪到列车信息时，就能实时了解列车上的集装箱状态信息，也就能实现集装箱的在途运输跟踪。

本发明将RFID设备采集到的数据与铁路ATIS信息系统的数据进行融合，从而实现集装箱运输的全程可视化管理，包括在客户、海关、车站出入口、车站内部以及在运输途中，都能为客户提供详细的集装箱状态信息。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种实时准确的基于RFID和ATIS信息融合的铁路集装箱可视化系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于RFID和ATIS信息融合的铁路集装箱可视化系统，该系统包括RFID设备、ATIS系统、集装箱状态信息采集点、集装箱信息表、集装箱状态表、用户查询终端，所述的RFID设备采集到的货主、车站和港口处集装箱状态信息，结合集装箱信息表将集装箱状态信息记录到集装箱状态表中，所述的ATIS系统采集到的沿途站集装箱状态信息，结合集装箱信息表将集装箱状态信息记录到集装箱状态表中，所述的用户查询终端连接集装箱状态表。

所述的集装箱状态信息采集点可以分为货主、车站、沿途站和港口，其中货主、车站和港口处采用RFID设备采集，沿途站采用ATIS系统采集。

所述的RFID设备包括RFID标签、RFID阅读器、天线。所述的RFID标签安装在货主处的集装箱上，所述的RFID阅读器安装在车站入口、港口入口、港区内部。

所述的ATIS系统采集集装箱状态信息包括在途列车信息、监控信息和编组信息，所述的在途列车信息包括被监控的列车信息、被监控的列车的车信息，所述的监控信息包括需监控的列车、监控通过列车日志，所述的编组信息包括发确报正文、发确报目录。

与现有技术相比，本发明的优点是RFID设备采集到的数据与铁路ATIS信息系统采集到的数据进行融合，从而实现集装箱全程运输的可视化管理，更加准确地为客户提供详细的集装箱运输状态信息。

附图说明

图1是本发明一种基于RFID和ATIS信息融合的铁路集装箱可视化系统的结构示意图；

图2是本发明一种基于RFID和ATIS信息融合的铁路集装箱可视化系统的实验模型示意图；

图3是本发明一种基于RFID和ATIS信息融合的铁路集装箱可视化系统的ATIS采集数据流程图；

图4是本发明一种基于RFID和ATIS信息融合的铁路集装箱可视化系统的实验进行第3分钟程序输出结果；

图5是本发明一种基于RFID和ATIS信息融合的铁路集装箱可视化系统的实验进行第6分钟程序输出结果；

图6是本发明一种基于RFID和ATIS信息融合的铁路集装箱可视化系统的实验进行第9分钟程序输出结果；

图7是本发明一种基于RFID和ATIS信息融合的铁路集装箱可视化系统的实验进行第12分钟程序输出结果；

图8是本发明一种基于RFID和ATIS信息融合的铁路集装箱可视化系统的数据库中相关记录；

图9是本发明一种基于RFID和ATIS信息融合的铁路集装箱可视化系统的实验结构示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

如图1所示，一种基于RFID和ATIS信息融合的铁路集装箱可视化系统，该系统包括RFID设备2、ATIS系统3、集装箱状态信息采集点1、集装箱信息表4、集装箱状态表5、用户查询终端6，所述的RFID设备2采集到的货主、车站和港口处集装箱状态信息，结合集装箱信息表4将集装箱状态信息记录到集装箱状态表5中，所述的ATIS系统采集到的沿途站集装箱状态信息，结合集装箱信息表4将集装箱状态信息记录到集装箱状态表5中，所述的用户查询终端6连接集装箱状态表5。

所述的集装箱状态信息采集点1可以分为货主、车站、沿途站和港口，其中货主、车站和港口处采用RFID设备2采集，沿途站采用ATIS系统3采集。

所述的RFID设备2包括RFID标签、RFID阅读器、天线。所述的RFID标签安装在货主处的集装箱上，所述的RFID阅读器安装在车站入口、港口入口、港区内部。

所述的ATIS系统3采集集装箱状态信息包括在途列车信息、监控信息和编组信息，所述的在途列车信息包括被监控的列车信息、被监控的列车的车信息，所述的监控信息包括需监控的列车、监控通过列车日志，所述的编组信息包括发确报正文、发确报目录。

实施例2

如图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9所示，本发明模拟了集装箱在苏州佳能公司装完箱后，从苏州西站运至上海芦潮港站，沿途经过南翔站和阮巷站的实验场景。图2为实验模型图。图中在两个站之间形成一条运输线，参与两站一线活动的对象主要包括：货主公司、集卡运输公司、集装箱堆场、货代、两个车站等。

在货主处放置写卡器，将装箱清单写入标签中，并将标签贴到集装箱上。在苏州西站和芦潮港站放置读卡器，当集装箱经过读卡器时就可以通过串口程序采集到相应集装箱状态信息。

在使用ATIS信息系统采集集装箱状态信息时，在本地数据库建立与ATIS系统数据库的连接，当ATIS系统跟踪到列车信息时，本地数据库就能实时了解列车上的集装箱状态信息，从而实现集装箱运输跟踪。

使用ATIS系统采集集装箱状态信息的程序流程如图3所示。

(1)定时触发a

程序定时运行，由于列车到达站点的确切时间不确定，因此采用定时的方法运行程序，时间间隔由用户确定。

(2)读被控专列信息b

从需监控的列车表s_watchstation中读取需监控的专列，如果监控通过列车日志表s_transit中已有该专列，则说明已完成该专列的监测，程序将继续读取s_watchstation表中其它的专列号。

(3)获取当天通过专列信息c

如果s_transit表中没有该专列，则说明还未完成该专列的监测。程序将查看被监控的列车信息表station_train中有没有该专列的通过日志，如果没有则说明该专列还未到达，否则说明该专列已到达，并执行第4步骤。

(4)获取专列的车辆信息d

读被监控的列车的车信息表station_car的车辆信息。

(5)根据专列的车号到南翔站找编组的车次e

由于列车到达一个站后会重新编组，因此要根据发确报目录表fqbml和发确报正文表fqbzw来查找经过编组后的车次号。在本试验项目中，专列到达南翔站后将重新编组，产生到达芦潮港站的专列。

(6)编组到芦潮港站的车次写入监控表f

将到阮巷站和芦潮港站的车次号写入监控表s_watchstation中，以实现到达这两个车站的车次的监测。

(7)根据专列的车号找集装箱号g

根据被监控的列车的车信息表station_car中的车号car_no找集装箱信息表t_containerinfo中的集箱号con_num。

(8)将通过站信息写入集装箱状态表h

将箱号、专列名、车号、上下行、通过站、通过时刻等字段写入到集装箱状态表t_containerstate中，以实现集装箱到站信息的跟踪。

(9)记录当天该专列已通过i

将列次到站信息写入监控通过列车日志表s_transit中，以防止列车的重复监测。

要注意的是，在模拟实验情况下，以上表格均建立在本地数据库中。而在实际情况下，station_train表和station_car表由铁路ATIS系统所在数据库建立，fqbml表和fqbzw表由南翔站所在的数据库建立。

将程序运行间隔设为3分钟，以下是程序运行12分种后的输出结果。第3分钟为专列到达南翔站时程序监测的输出结果，第6分钟为专列到达阮巷站时程序监测的输出结果，第9分钟为专列到达芦潮港站时程序监测的输出结果，第12分钟为3辆专列监测完毕时的输出结果。

图4是第3分钟的输出结果，从图中可以看出，需监控的列车表s_watchstation中有一辆列车需要监控，专列号为43001。当铁路ATIS系统获得到列车通过车站的信息时，会将列车的车号和车厢号写入被监控的列车表station_train和被监控的列车的车信息表station_car。

当程序监测到列车通过车站后，就将车厢上的集装箱信息输入集装箱状态表t_containerstate中，从而实现集装箱运输跟踪。程序模拟了两节车厢上的两个集装箱的监测过程，因此从图中可以看到程序写了两条记录到t_containerstate表中，记录的ID分别为3和4。由于列车到达一个车站后，车辆需要重新编组，使得目的站相同的车厢编在同一专列下，因此需要根据车站维护的发确报目录fqbml和发确报正文fqbzw来查找经过编组后的列车，并记录到需监控的列车表s_watchstation中。

列车通过车站后，需要向监控通过列车日志表s_transit中写入列车的通过信息，以防止列车的重复监测。

图5是第6分钟的输出结果。从图中可以看出，需监控的列车表s_watchstation中有三辆列车需要监控，其中第一辆到达南翔站的列车已监控完成并提交了相应的状态信息，第二辆和第三辆列车分别是经过编组以后开往阮巷站和芦潮港站的专列，专列号为26223。从图中可以看到列车经过了阮巷站，程序写了两条记录到t_containerstate表中，记录的ID分别为5和6。

图6是第9分钟的输出结果，从图中可以看出，专列通过了芦潮港站并提交了状态信息，写入集装箱状态表中记录的ID分别为7和8。

图7是第12分钟的输出结果，从图中可以看出43001专列和编组后的26223专列都已监控完成。

图8为程序运行结束时，“集装箱状态表”中的结果，其中ID为3、4、5、6、7、8的集装箱状态信息记录为ATIS信息系统插入的。从这些记录可以看到，该程序跟踪了集装箱到达某个车站的时间、地点信息，同时记录了集装箱所在专列的专列号、车厢号和专列的上下行等信息。而ID为1和2的集装箱状态信息为RFID设备采集并通过串口程序将信息插入“集装箱状态表”的。用户可以通过统一的查询方法查询该表，得到集装箱所有的状态信息，从而实现集装箱全程运输的可视化管理。

考虑到内外网的安全性，在访问铁路内部数据库时需要建立专门的系统结构，以确保铁路网内部数据的安全。

图9为模拟的系统结构图。其中，连接到铁路网的机器可以分为两类，上海局TMIS系统和车号服务器等属于网络核心，它们承担各种内部业务和生产运营的网络，禁止外部用户直接访问，内部授权用户才能访问、使用生产网的资源。苏州西站等路局浏览器在访问核心网络时需要经过高性能冗余配置的防火墙系统，它可以形成保护核心网络的防线。

处于外网的客户、货代等机器需要经过一个铁路的安全平台才能与铁路内网相连，它采用了基于USB Key的方法，为未授权的用户访问铁路内部网时提供认证方式，以及认证访问的URL、页面，如LDAP(Lightweight Directory Access Protocol，轻量目录访问协议)认证校验用户ID、口令等。

本发明将RFID设备采集到的数据与铁路ATIS信息系统的数据进行融合，可以实现集装箱全程运输的可视化管理，为客户提供详细的集装箱运输状态信息。