射頻跟蹤技術(shù)RFID——150年古老歷史的管線行業(yè)進入網(wǎng)絡(luò)時代

　　隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的逐步發(fā)展，基礎(chǔ)性關(guān)鍵技術(shù)RFID倍受關(guān)注。目前，RFID電子標簽已涵蓋物流、醫(yī)療、交通、航空、軍事以及零售等各行各業(yè)，伴隨著RFID應(yīng)用領(lǐng)域的不斷增加，人們對RFID產(chǎn)業(yè)發(fā)展的期待也越來越高。

　　地下管道是城市的生命線，是城市物質(zhì)流、能量流的重要通道，與人們的生活息息相關(guān)。隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，作為城市重要基礎(chǔ)設(shè)施的地下管道系統(tǒng)日趨完善，在帶來巨大社會效益的同時也給管理人員帶來了管理難題，主要表現(xiàn)在地下管道不可視和不易維護兩方面。

　　地下管道屬隱蔽工程，盡管目前已經(jīng)有管道內(nèi)窺鏡等技術(shù)手段予以輔助管理，但也僅可對地下管道的外觀進行基礎(chǔ)性的了解，且存在使用不方便、無法直接獲得相關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)等問題。與此同時，地下管道系統(tǒng)涉及的城市部件數(shù)量龐大，部件的維護往往采用人工逐一盤查的方式，需要投入大量的人力資源。因此，引入RFID技術(shù)管理的手段指導養(yǎng)護、維修地下管線，具有很廣闊的應(yīng)用前景。

      RFID技術(shù)簡介

　　RFID是Radio Frequency Identification的縮寫，即無線射頻識別。下文中提及的電子標簽特指RFID電子標簽，其可實現(xiàn)非接觸式的自動識別，主要通過無線射頻信號自動識別目標對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種環(huán)境。目前，RFID技術(shù)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于產(chǎn)品制造、運輸、檔案圖書管理、倉儲等多個領(lǐng)域。利用射頻識別技術(shù)，在管道檢查井某些部位設(shè)置嵌入電子標簽，對地下管道的巡查、檢查、養(yǎng)護等管理工作的開展是一種有益的嘗試。RFID系統(tǒng)由電子標簽和閱讀器兩部分組成，閱讀器包括傳送器、接收器、微處理器和天線。

      地下管道養(yǎng)護管理現(xiàn)狀

　　地下管道具有隱蔽、多樣、復(fù)雜等特點。一般地下管道都敷設(shè)在城市道路下方，縱橫交錯，往往多種類型的管道布在一起，形成了復(fù)雜的地下管網(wǎng)系統(tǒng)，給地下管道的養(yǎng)護管理帶來困難。地下管道養(yǎng)護管理工作中存在問題具體如下：

　　· 管道識別難

　　· 窨井蓋管理難

　　· 養(yǎng)管手段傳統(tǒng)

　　· 巡查人員管理難。

      電子標簽在國內(nèi)外管線養(yǎng)護中的應(yīng)用情況

　　在發(fā)達國家，RFID技術(shù)應(yīng)用于窨井蓋的管理和巡檢已經(jīng)十分普遍，其中部分國家采用1個窨井蓋安裝2個標簽的方式，即1個安裝在井蓋上，另1個安裝在井蓋附近的地面處，可保證在井蓋丟失損壞時，還能方便地找到另1個標簽進行信息讀取，目前英國和日本均采用這種方式。而美國在此基礎(chǔ)上，同時在窨井蓋下方安裝視頻監(jiān)視器，以提高安全系數(shù)。德國和丹麥等國家則采用將單個電子標簽嵌入窨井蓋的方式，來完成日常的智能化巡檢工作。

　　在我國，已經(jīng)有部分城市開始采用 RFID 技術(shù)進行窨井蓋的管理，如杭州上城區(qū)、北京海淀區(qū)等。對于不同的需求和管理模式，可以采取不同的技術(shù)手段。例如：通過有源電子標簽技術(shù)，配合街面固定的RFID閱讀器基站，來實現(xiàn)井蓋移動和丟失的自動報警功能，但這種方式投入較大;北京市海淀區(qū)則使用電子標簽來完成簡單的資產(chǎn)巡檢及所屬單位等基本信息的獲取。

      電子標簽在地下管道養(yǎng)護中的應(yīng)用方向

　　1)了解地下管道的基本情況

　　事先將存有管道信息的電子標簽埋設(shè)于井蓋旁，在管道日常養(yǎng)管中，所需了解的管道類型、埋深、管徑等基本情況可通過讀取器輕松讀取;也可將這些信息存儲在后臺管理中心服務(wù)器上，與電子標簽的唯一序列號對應(yīng)，當讀取器獲取電子標簽序列號后，通過網(wǎng)絡(luò)與管理中心服務(wù)器即可取得相關(guān)信息。此時的電子標簽應(yīng)采用無源型的，近距離讀取，以避免受附近檢查井電子標簽的干擾，造成不能精確獲取數(shù)據(jù)。

　　2)管理窨井蓋

　　電子標簽通過基站與管理中心連接，一旦電子標簽離開固定式讀寫器的讀取范圍，基站能立即將信息傳遞給管理中心，使管理中心在井蓋出現(xiàn)異常的第一時間獲得信息。事先在窨井位置埋設(shè)電子標簽，在受理中心接到井蓋缺失的舉報后，只要讀取電子標簽的信息就可立即明確產(chǎn)權(quán)單位。需注意的是電子標簽的埋設(shè)點不能是井蓋，否則電子標簽會隨同井蓋丟失，無從讀取。

　　3)記錄管道養(yǎng)護情況

　　管道養(yǎng)護一般都是通過檢查井進行操作的，因此可以將記錄的標記點設(shè)置為檢查井，每次養(yǎng)護按檢查井對應(yīng)的電子標簽唯一識別碼，在后臺的信息庫對應(yīng)地寫入養(yǎng)護信息，可以通過讀取電子標簽，來方便地獲取管道養(yǎng)護的信息。同時，利用后臺數(shù)據(jù)庫的整理，也能完整詳盡地了解管道養(yǎng)護情況和養(yǎng)護計劃。

　　4)管理巡查人員

　　巡查人員移動性大，可監(jiān)督性差，巡查點多面廣。利用電子標簽技術(shù)，巡查人員完成相應(yīng)的任務(wù)后，需要通過手持式讀寫器錄入相應(yīng)的任務(wù)執(zhí)行信息，激活一次電子標簽，并通過網(wǎng)絡(luò)將任務(wù)執(zhí)行信息反饋至后臺，即可有效規(guī)范巡查行為。

　　5)實現(xiàn)地下管道的物聯(lián)網(wǎng)管理

　　電子標簽是組建物聯(lián)網(wǎng)的主要技術(shù)手段之一。將電子標簽的應(yīng)用拓展到管道建設(shè)階段，從管道埋設(shè)時就將整個管道系統(tǒng)通過電子標簽數(shù)據(jù)化，利用傳感器感知地下管道的環(huán)境數(shù)據(jù)，利用電子標簽存儲、傳輸環(huán)境數(shù)據(jù)，即可實現(xiàn)管道、檢查井與其他主要配套設(shè)施物物相聯(lián)，推動地下管道的管理工作由事后追查前移至實時監(jiān)測。

井蓋下的電子標簽，可將感應(yīng)到的信息傳送到附近的基站

　　基于RFID技術(shù)的城市地下管道智能管理系統(tǒng)是解決現(xiàn)階段城市地下管道規(guī)劃、建設(shè)、管理、維護等較為可行和極有發(fā)展前景的綜合性技術(shù)手段。但在實際應(yīng)用中，也存在一些難點和重點問題需要深入探討和考慮，如：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集和詳實是前提、電子標簽的選擇和設(shè)計要以目標為出發(fā)點以及技術(shù)標準的兼容性問題等。

　　RFID電子標簽在地下管道養(yǎng)管中的應(yīng)用探索，將有效解決地下管道養(yǎng)護管理過程中管道信息、窨井蓋信息獲取麻煩，養(yǎng)管工作管理、養(yǎng)管工作人員管理困難，窨井蓋丟失響應(yīng)慢、存在安全隱患等相關(guān)問題，從而提供便捷的地下管道養(yǎng)管工作模式，以提高養(yǎng)管工作人員的工作效率，更好地為公眾服務(wù)。