印度鐵路公司部署RFID系統(tǒng)管理35萬節(jié)列車車廂

印度鐵路公司(Indian Railways)已開始在其軌道上部署RFID技術(shù)，以捕獲其列車車廂的位置，據(jù)悉總共約有2.4萬節(jié)車廂以及一些貨廂被標(biāo)記。該解決方案采用GS1標(biāo)準(zhǔn)，配置閱讀器、控制中心服務(wù)器以及便攜式設(shè)備上運行的固定軟件。管理部門可以通過閱讀器查看每節(jié)車廂的最新維修地點及其維修歷史記錄。

這不僅有助于確保車廂的正常運行，而且能根據(jù)使用情況、條件和維修計劃進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)。印度鐵路信息系統(tǒng)RFID中心(CRIS)的IT部門最近完成了RFID標(biāo)簽技術(shù)的第一輪實地測試和生產(chǎn)水平測試，并且鐵路組織也已經(jīng)完成了針對手持閱讀器的測試。同時在另外15個地點進(jìn)行固定式閱讀器的現(xiàn)場測試。

根據(jù)國際鐵路聯(lián)盟(UIC)的數(shù)據(jù)，印度鐵路是世界第四大鐵路網(wǎng)，其鐵軌長度約41000英里(66000公里)，每天約載客23萬，載貨300萬噸。然而，印度鐵路預(yù)計會有進(jìn)一步增長，為此，需要一種更有效的車廂運行管理和服務(wù)的方法。

迄今為止，印度鐵路公司已經(jīng)使用了人工和IT系統(tǒng)的組合來跟蹤其數(shù)十萬節(jié)車廂的位置和維護(hù)細(xì)節(jié)。IT系統(tǒng)管理一些維護(hù)程序，但是鐵路公司通常通過鉛筆和紙來跟蹤車廂位置及其維護(hù)情況。十年前，印度鐵路公司開始探索使用RFID自動識別鐵路車廂的方法。在2008年，鐵路公司在一些車廂上安裝了無源RFID標(biāo)簽，但是該系統(tǒng)是專有的，很難在整個車廂中推廣。因此，印度鐵路尋求一種基于開放標(biāo)準(zhǔn)的獨立于供應(yīng)商的解決方案。

“在2015年進(jìn)行初步研究時，我發(fā)現(xiàn)不存在可滿足我們要求的COTS通用解決方案，” CRIS總經(jīng)理Tanmay Mehta解釋說，“完整的解決方案必須從零開始?！?因此，印度鐵路公司開始與GS1印度公司合作開發(fā)基于UHF Gen2v2標(biāo)準(zhǔn)的解決方案。然后印度國營鐵路IR選擇使用GS1標(biāo)準(zhǔn)來開發(fā)一個遵循GIAI-202標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)。GIAI是可在全球范圍內(nèi)用于識別資產(chǎn)的唯一識別密鑰，由公司前綴和單個物品的參考ID組成。“從那時起，我們再也沒有走回頭路了?！?/p>

2017年，第一版標(biāo)簽已經(jīng)以超過180公里/小時(112英里/小時)的速度進(jìn)行了測試，并且這些標(biāo)簽安裝在一系列新生產(chǎn)的鐵路車廂中。Mehta說：“這是見證'印度制造'的重要時刻?！庇《葒鴥?nèi)技術(shù)提供商提供能夠滿足GIAI-202標(biāo)準(zhǔn)和GS1識別標(biāo)準(zhǔn)，以及印度鐵路公司所要求的性能標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)簽。

次年，印度鐵路公司開發(fā)并推出了一種基于便攜式閱讀器的解決方案，配備便攜式設(shè)備的人員可以讀取區(qū)域中每節(jié)車廂的車輛電子產(chǎn)品代碼(EPC)以及“區(qū)域標(biāo)簽用戶”的維護(hù)數(shù)據(jù)。維護(hù)數(shù)據(jù)不包括在每個維護(hù)任務(wù)或其他相關(guān)活動之后標(biāo)上的日期。一年后，固定式閱讀器解決方案和相關(guān)軟件到位。Mehta回憶說：“生產(chǎn)工作仍在進(jìn)行中，這是最困難的部分。”

這些標(biāo)簽迄今為止由7家不同供應(yīng)商提供設(shè)計并安裝在金屬上，使用865至867 MHz的超高頻頻率傳輸信號，并且根據(jù)GIAI-202標(biāo)準(zhǔn)和GS1識別標(biāo)準(zhǔn)對鐵路資產(chǎn)進(jìn)行編碼。系統(tǒng)使用芯片的3K用戶內(nèi)存以及標(biāo)準(zhǔn)EPC存儲內(nèi)存。為此，CRIS開發(fā)了標(biāo)簽上的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及使用它的數(shù)據(jù)生態(tài)系統(tǒng)。

CRIS開發(fā)的相關(guān)應(yīng)用程序允許組織調(diào)用標(biāo)簽數(shù)據(jù)上的CRUD操作(創(chuàng)建、讀取、更新和刪除)，同時支持?jǐn)?shù)據(jù)庫事務(wù)的ACID原則(原子性、一致性、獨立性和持久性)。標(biāo)簽必須能夠以每小時至少100英里(161公里)的速度被讀取，而讀取范圍應(yīng)相對較短：大約1米(3.3英尺)。Mehta說：“標(biāo)簽的設(shè)計必須考慮到對高質(zhì)量傾斜讀數(shù)的需求?！?/p>

閱讀器通常安裝在火車站之間(稱為站間區(qū)間)。Mehta解釋說：“根據(jù)關(guān)鍵功能位置的接近性來選擇站點，例如維修區(qū)、服務(wù)區(qū)或裝卸站點。然后將設(shè)備安裝在距每個站點約30至45分鐘的火車行駛時間的距離。事實上，閱讀器在連接到特定關(guān)鍵位置的所有軌道上形成了一個閉環(huán)讀取。通過這種方式，系統(tǒng)會在每列火車和每節(jié)車廂進(jìn)出該站點時對其進(jìn)行檢測?！?/p>

除了鐵軌上列車的身份識別，每個標(biāo)簽還存儲維護(hù)數(shù)據(jù)，包括列車最后一次和下一次的維護(hù)。標(biāo)簽貼附在每節(jié)車廂的兩側(cè)，并附在底部的欄桿上(一根縱梁，延伸到軌道車輛的兩側(cè))。固定式閱讀器安裝在軌道的側(cè)面，列車標(biāo)簽將位于距離設(shè)備1米的位置。每個天線都安裝在軌道兩邊的一根桿子上，有幾英尺高。閱讀器捕獲每節(jié)車廂的標(biāo)簽ID，并使用其內(nèi)置計算機(jī)來管理讀取的數(shù)據(jù)，通過GSM或DMA蜂窩連接將其發(fā)送到IR中央控制中心服務(wù)器。工作人員使用便攜式閱讀器來讀寫數(shù)據(jù)，并通過藍(lán)牙進(jìn)行連接。

隨著車廂進(jìn)入閱讀器的讀取范圍，每個標(biāo)簽上編碼的唯一ID號將被捕獲，然后通過多種連接技術(shù)將其發(fā)送到主機(jī)服務(wù)器，再將數(shù)據(jù)發(fā)送到個人移動設(shè)備的應(yīng)用程序中。這樣，當(dāng)火車進(jìn)入站點時，工作人員會收到警報，因此可以采取相關(guān)步驟，例如準(zhǔn)備維護(hù)?；疖囯x開站點時，閱讀器會收集車輛ID，以此更新軟件。

有了這些數(shù)據(jù)，印度鐵路公司幾乎可以實時地識別軌道側(cè)探測器或工作人員發(fā)現(xiàn)的安全性和可靠性問題，同時歷史數(shù)據(jù)可視化可以為分析目的提供支撐。RFID系統(tǒng)將使印度鐵路公司擁有所謂的“列車主(Rolling Stock Master)數(shù)據(jù)系統(tǒng)”，從而可以在其整個使用壽命中管理每節(jié)車廂的狀況、位置和移動軌跡。Mehta說，這對鐵路服務(wù)很重要，因為它確保了及時的安全運輸;從“資產(chǎn)驗證”的角度來看，這也符合不同利益相關(guān)者的利益。

Mehta說，使用GIAI-202編碼方法，標(biāo)簽上的數(shù)據(jù)可以是字母數(shù)字，并且不需要其他步驟即可將標(biāo)簽上的數(shù)字代碼轉(zhuǎn)換為真實數(shù)據(jù)。便攜式閱讀器會讀取每節(jié)車廂的ID，并且以英文顯示，因此可以直接使用。例如，無需連接后臺軟件即可將ID轉(zhuǎn)換為有用的數(shù)據(jù)。因此，通過一個簡單的步驟就消除了對連接基礎(chǔ)設(shè)施的所有依賴。

這樣，讀取標(biāo)簽數(shù)據(jù)不需要網(wǎng)絡(luò)連接。但是，將數(shù)據(jù)寫入標(biāo)簽需要用戶為每個標(biāo)簽輸入密碼，包括從后端軟件獲得的以及從后端發(fā)送的任何其他更新。Mehta說：“所有這些都以‘異步程序’發(fā)送到用戶的移動設(shè)備，并且主要在火車到達(dá)之前的30-45分鐘的行程時間內(nèi)完成?！? 因此，在將數(shù)據(jù)寫入標(biāo)簽時，連接并不是至關(guān)重要的，但在此之前它是必不可少的。

由于不需要通過網(wǎng)絡(luò)連接將車廂ID發(fā)送到后端，因此維護(hù)人員可以讀取特定車輛的ID并直接在RFID標(biāo)簽上更新維護(hù)服務(wù)的狀態(tài)，即使目前沒有可用的網(wǎng)絡(luò)。Mehta說，這是一項重要功能，因為在印度某些地區(qū)，網(wǎng)絡(luò)連接可能成為一個問題。

當(dāng)連接可用時，系統(tǒng)會在后臺自動下載相關(guān)信息。這使工作人員和管理人員可以查看每節(jié)車廂的維護(hù)和其他數(shù)據(jù)，以識別何時需要進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)或維修。固定閱讀器的整個基礎(chǔ)設(shè)施都可以集中管理。

印度鐵路公司計劃在接下來的兩年中，在選定的15個站點測試固定閱讀器解決方案，然后再將該技術(shù)推廣到整個火車線路。Mehta說：“印度鐵路的規(guī)模很大，因此該解決方案需要多個供應(yīng)商在一段時間內(nèi)提供。印度鐵路希望避免只依賴一兩個供應(yīng)商。供應(yīng)商的中立性是關(guān)鍵。”標(biāo)簽的價格約為每張1.50美元。印度鐵路公司已經(jīng)創(chuàng)建并完成了經(jīng)批準(zhǔn)的供應(yīng)商清單，這些公司必須提交標(biāo)簽進(jìn)行類型測試。成功刪除測試后，標(biāo)簽公司將被批準(zhǔn)為供應(yīng)商。

為了確保供應(yīng)商符合GIAI-202等GS1國際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，印度鐵路公司創(chuàng)建了一個系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)可以驗證供應(yīng)商是否符合這些標(biāo)準(zhǔn)。這種驗證過程目前適用于標(biāo)簽和便攜式閱讀器，而固定式閱讀器的驗證方法仍在開發(fā)中。印度鐵路公司的目標(biāo)是使RFID技術(shù)能夠應(yīng)用于其所有35萬節(jié)鐵路車廂以及私有機(jī)車車輛，預(yù)計每年將增加約1.5萬節(jié)車廂。

該項目是CRIS、GS1印度公司和多家私營公司之間的合作。到目前為止，已經(jīng)在2.3萬節(jié)貨運車廂和1200節(jié)客運車廂中部署了RFID標(biāo)簽，并且目前計劃使用GS1低級別閱讀器協(xié)議安裝總共3500個固定式閱讀器。到2021年，印度鐵路公司預(yù)計將為其所有35萬節(jié)車廂貼上標(biāo)簽。