一、引言

物流領(lǐng)域歷來是創(chuàng)新迅速的領(lǐng)域，隨著鐵路貨場(chǎng)向倉儲(chǔ)物流中心的發(fā)展。我國鐵路運(yùn)輸作為國民經(jīng)濟(jì)的一個(gè)重要部門，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸信息化，提高運(yùn)輸效率，已是鐵路發(fā)展的必經(jīng)之路。

在鐵路信息化建設(shè)中，運(yùn)輸可視化是必不可少的建設(shè)環(huán)節(jié)，通過對(duì)貨物運(yùn)輸?shù)目梢暬瓶?，為貨主提供好的服?wù)，為鐵路管理部門提供詳細(xì)便捷的運(yùn)輸信息，提高運(yùn)輸競(jìng)爭(zhēng)能力。目前鐵路運(yùn)輸正處于信息化多方面發(fā)展的建設(shè)階段，要實(shí)現(xiàn)跨越式的發(fā)展，須引入新技術(shù)和新管理方法。

將RFID技術(shù)應(yīng)用于鐵路運(yùn)輸信息化建設(shè)中，對(duì)鐵路運(yùn)營管理提供有力的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，以及有效、快速、準(zhǔn)確的技術(shù)保障。

二、貨運(yùn)站存在問題

工作方式落后，工作效率低下

庫存使用率無法管控

作業(yè)流程不精煉，重復(fù)性工作較多

對(duì)庫存的管理不能實(shí)時(shí)管理，人工成本高

安全和效率之間的沖突

貨物盜竊嚴(yán)重，監(jiān)控力度薄弱

進(jìn)出庫操作混亂

倉庫貨品屬性不清晰、堆放混亂、盤點(diǎn)不準(zhǔn)確

三、項(xiàng)目目標(biāo)

將RFID技術(shù)應(yīng)用于鐵路貨場(chǎng)管理，通過電子標(biāo)簽和讀寫器設(shè)備獲取貨場(chǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息。

1、貨場(chǎng)貨物實(shí)時(shí)的信息監(jiān)控管理和信息采集

2、貨場(chǎng)的貨位以及貨物的進(jìn)出實(shí)現(xiàn)高技術(shù)手段管理

3、實(shí)現(xiàn)鐵路運(yùn)輸準(zhǔn)確發(fā)送、精準(zhǔn)核算、可視透明，較大限度提高工作效率

4、提供更完備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，提高運(yùn)輸效率和經(jīng)濟(jì)效益

四、整體系統(tǒng)架構(gòu)

五、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

六、貨場(chǎng)智能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

1、先進(jìn)性：采用現(xiàn)有新的技術(shù)，使系統(tǒng)具有強(qiáng)大的發(fā)展?jié)摿?

2、可靠性：系統(tǒng)采用成熟可靠的技術(shù)和設(shè)備，減少故障的發(fā)生

3、可維護(hù)性：系統(tǒng)故障易于排除，信息日常操作管理簡(jiǎn)便快捷

4、實(shí)用性：滿足項(xiàng)目實(shí)際的技術(shù)要求和實(shí)用的需要

5、安全性：系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范，采用多種措施防止不安全事件發(fā)生

6、可擴(kuò)展性：系統(tǒng)設(shè)計(jì)在滿足鐵路項(xiàng)目技術(shù)規(guī)定下，實(shí)現(xiàn)后期的平滑擴(kuò)展應(yīng)用

七、RFID工作原理

采用FRID射頻識(shí)別技術(shù)管理倉儲(chǔ)物資的主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)：

非接觸自動(dòng)識(shí)別倉儲(chǔ)物資屬性

管理倉儲(chǔ)物資的準(zhǔn)確性及數(shù)量

采用自動(dòng)化辦自動(dòng)化的識(shí)別方式，提高盤點(diǎn)的準(zhǔn)確性和操作效率

準(zhǔn)確定位倉儲(chǔ)物資的存放情況

建立一個(gè)統(tǒng)一的資產(chǎn)數(shù)據(jù)庫，為資產(chǎn)的整個(gè)監(jiān)管提供可靠的一句

八、貨場(chǎng)智能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

物流站貨場(chǎng)智能管理系統(tǒng)組成：

1、整體貨物貨場(chǎng)管理系統(tǒng)

2、散堆裝貨場(chǎng)管理系統(tǒng)

3、貨場(chǎng)集裝箱管理系統(tǒng)

4、網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)

九、整體貨物貨場(chǎng)管理系統(tǒng)

鐵路物流站貨場(chǎng)集中存放了多種物資，在對(duì)存放的這些貨物要進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的管理和控制，傳統(tǒng)的管理方式已難以滿足實(shí)際的要求。

采用先進(jìn)的新型RFID技術(shù)對(duì)物流站貨物進(jìn)行科學(xué)信息化的管理，優(yōu)化現(xiàn)有的工作流程，實(shí)現(xiàn)貨場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)信息采集，快速的數(shù)據(jù)傳輸和交換，提高貨場(chǎng)管理工作效率，為可視化運(yùn)輸提供有力的數(shù)據(jù)和技術(shù)信息；準(zhǔn)確標(biāo)注貨場(chǎng)貨物的停放、貨位的使用詳細(xì)情況。

RFID技術(shù)的整體貨場(chǎng)管理應(yīng)用從根本上解決了鐵路運(yùn)輸企業(yè)在發(fā)展中存在的困惑疑難，提升了整個(gè)貨物貨場(chǎng)的高速使用效果和運(yùn)輸快速發(fā)展的趨勢(shì)。

十、整體貨物貨場(chǎng)管理系統(tǒng)

當(dāng)貨場(chǎng)收到列車到站的預(yù)報(bào)信息后，通過計(jì)調(diào)進(jìn)行排班，對(duì)工人進(jìn)行安排，列車到站后，叉車上安裝了叉車標(biāo)簽、托盤標(biāo)簽、貨物標(biāo)簽、工牌標(biāo)簽和探頭。當(dāng)叉車進(jìn)入倉庫大門時(shí)，倉庫門兩側(cè)的讀卡器會(huì)讀取叉車上對(duì)應(yīng)標(biāo)簽上的信息，并且通過標(biāo)簽數(shù)據(jù)判斷入庫的狀態(tài)，墻面的標(biāo)簽會(huì)讀取叉車的卸貨狀態(tài)進(jìn)行觸發(fā)探頭進(jìn)去圖片抓取，上傳到服務(wù)器，在通過叉車司機(jī)的終端指令以及工牌確認(rèn)所卸貨的信息（重量、品名、數(shù)量等相關(guān)信息），至此整個(gè)入庫操作完成。

當(dāng)叉車進(jìn)入到出庫警告線內(nèi)，在結(jié)合探頭對(duì)叉車卸貨的信息以及司機(jī)的終端設(shè)備指令，判斷為卸貨操作，此時(shí)系統(tǒng)會(huì)抓取一張現(xiàn)場(chǎng)圖片上傳到服務(wù)器。此時(shí)出庫操作完成。

貨場(chǎng)系統(tǒng)整理運(yùn)行流程圖如下：

十一、貨場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸車輛管理

大型貨場(chǎng)內(nèi)貨物的調(diào)度轉(zhuǎn)移需要?jiǎng)佑秘泩?chǎng)內(nèi)的運(yùn)輸車輛，利用RFID技術(shù)有效的對(duì)場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸車輛進(jìn)行管理調(diào)用。

在每一輛貨場(chǎng)內(nèi)的運(yùn)輸車輛上安裝一個(gè)RFID車輛電子標(biāo)簽，包含了該車輛的具體信息以及操作人員相關(guān)信息，在使用運(yùn)輸車輛搬用貨物時(shí)，通過手持讀寫器確定該車輛的具體信息，待確定完成后進(jìn)行具體的工作操作，依此保證了貨物在搬運(yùn)中車輛的具體管理及貨物的安全性。

十二、貨物進(jìn)出貨場(chǎng)管理

在整個(gè)貨場(chǎng)的管理中，貨物在貨場(chǎng)進(jìn)出口管理也是不可忽視的重要環(huán)節(jié)之一。

1、集裝箱貨物出入對(duì)于集裝箱貨物進(jìn)出貨場(chǎng)時(shí)，通過門口安裝的固定式讀寫設(shè)備自動(dòng)采集集裝箱電子標(biāo)簽信息，從而有效的保證貨物的快速驗(yàn)證通過。

2、散裝貨物出入對(duì)于散裝的貨物，在出入貨場(chǎng)時(shí)，首先將帶有電子標(biāo)簽的貨物放在的叉車上，經(jīng)過出入口時(shí)貨物標(biāo)簽自動(dòng)被固定讀寫設(shè)備采集信息，然后將貨物裝載到指定的運(yùn)輸車輛上。

十三、散堆裝貨場(chǎng)管理系

由于散堆貨場(chǎng)的特殊性，管理者對(duì)貨場(chǎng)堆放的各種貨物以及貨位不能及時(shí)的了解其具體狀況，對(duì)貨場(chǎng)的堆位調(diào)用無法及時(shí)的處理。通過采用RFID技術(shù)對(duì)散堆裝貨場(chǎng)進(jìn)行多方面有效的管理，使其能夠發(fā)揮應(yīng)有的使用效果。

在散堆裝貨場(chǎng)，我們采用貨位電子標(biāo)簽、托盤電子 標(biāo)簽管理貨場(chǎng)貨物的放置情況，工作人員利用手持RFID設(shè)備采集貨場(chǎng)堆位 標(biāo)簽信息及時(shí)上傳管理中心，從而提高了工作效率，使得的貨場(chǎng)使用率較大化。

通過RFID手持讀寫器及時(shí)采集散堆貨場(chǎng)的貨位標(biāo)簽、托盤標(biāo)簽信息，有助于管理者及時(shí)對(duì)散堆場(chǎng)貨位管理和調(diào)度

十四、智能管理系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

1、RFID技術(shù)具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性，抗干擾能力強(qiáng)，可全天候使用，不受污染與潮濕的影響，為鐵路貨場(chǎng)貨物裝載提供準(zhǔn)確信息。

2、通過RFID技術(shù)，使用手持讀寫設(shè)備進(jìn)行貨物盤點(diǎn)和查找，大大提高了工作效率，為實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)輸提供了保證。

3、智能管理系統(tǒng)對(duì)貨物數(shù)據(jù)傳遞進(jìn)行精細(xì)管理，減少信息傳遞過程中人為泄密的因素，增強(qiáng)了貨物信息的保密性，減少了諸多不安全因素。

4、RFID智能管理系統(tǒng)為鐵路貨場(chǎng)向倉儲(chǔ)物流中心的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持和堅(jiān)強(qiáng)后盾

十五、貨場(chǎng)貨位管理系統(tǒng)

全程條碼化管理

通過對(duì)商品、貨位、容器、訂單、批次的條碼化管理（一維、二維、RFID卡），實(shí)現(xiàn)庫內(nèi)無紙化作業(yè)。

十六、管理系統(tǒng)設(shè)備介紹

u RFID電子標(biāo)簽RFID電子標(biāo)簽

RFID電子標(biāo)簽作為物體信息存儲(chǔ)的載體，根據(jù)鐵路物流站貨場(chǎng)項(xiàng)目的實(shí)際情況，我們將采用有源和無源高頻電子標(biāo)簽相結(jié)合的方式管理貨物。

u RFID讀寫器

RFID讀寫器是貨場(chǎng)智能管理系統(tǒng)重要的硬件組成部分，通過射頻信號(hào)完成對(duì)電子標(biāo)簽的信息讀寫操作，并將采集到的標(biāo)簽數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦芾碇行奶幚怼?

按照RFID讀寫器的應(yīng)用場(chǎng)所將讀寫器劃分為以下幾類

l 固定式讀寫器

l 便攜手持讀寫器

l 桌面式讀寫器

十七、系統(tǒng)總體架構(gòu)

系統(tǒng)軟件主要由倉儲(chǔ)管理服務(wù)端系統(tǒng)、倉儲(chǔ)管理客戶端系統(tǒng)、手持業(yè)務(wù)系統(tǒng)、固定式讀寫器業(yè)務(wù)系統(tǒng)、資產(chǎn)數(shù)據(jù)庫等幾部分組成。

u 應(yīng)用終端層：主要是指?jìng)}儲(chǔ)管理系統(tǒng)的設(shè)備終端。

u UI層（用戶界面層）：展現(xiàn)給貨源站管理人員的后臺(tái)管理頁面

u 核心業(yè)務(wù)層：實(shí)現(xiàn)物資管理系統(tǒng)的核心業(yè)務(wù)功能

u 功能層：為系統(tǒng)的基礎(chǔ)功能模塊

u 數(shù)據(jù)庫層：為系統(tǒng)的底層數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，包括業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)

十八、系統(tǒng)軟件主要功能

基于RFID倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)軟件的功能框架如圖所示，包括電子標(biāo)簽發(fā)放管理模塊、物資入庫管理模塊、物資出庫管理模塊、物資巡檢和盤點(diǎn)模塊、防盜報(bào)警功能模塊、物資調(diào)撥追蹤管理模塊、用戶權(quán)限管理模塊、系統(tǒng)管理及維護(hù)模塊等。如圖：

十九、軟件主要模塊設(shè)計(jì)

(1)標(biāo)簽發(fā)放管理

電子標(biāo)簽作為倉儲(chǔ)物資（如托盤垛位、紙箱物質(zhì)、噸袋、單獨(dú)設(shè)備）的身份標(biāo)識(shí)，在標(biāo)簽貼放到物資前，完成對(duì)電子標(biāo)簽的編碼、

物資屬性信息的錄入等操作。將標(biāo)簽的ID信息與物資的屬性信息（名稱、數(shù)量、質(zhì)量、生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)日期、保質(zhì)期限、倉庫堆放位置等），通過標(biāo)簽發(fā)放掛管理軟件進(jìn)行關(guān)聯(lián)后，上傳到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫中，以便日后進(jìn)行管理。

標(biāo)簽貼標(biāo)模塊的操作包括：

統(tǒng)計(jì)貼標(biāo)簽物資的全部屬性，并錄入標(biāo)簽發(fā)放管理系統(tǒng)內(nèi)。

讀寫器讀取標(biāo)簽的ID信息，上傳到系統(tǒng)后，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)聯(lián)兩者信息；

讀寫器將關(guān)鍵信息寫入電子標(biāo)簽的存儲(chǔ)器中；

按照規(guī)定，將標(biāo)簽貼放到物資制定的位置

通過標(biāo)簽發(fā)放軟件操作后，標(biāo)簽里記錄了物資的關(guān)鍵基本屬性信息，也即完成了標(biāo)簽ID與物資屬性的綁定，在隨后的操作中，這一信息將存在。

(2)物資入庫管理

這里的物資入庫，指貼有電子標(biāo)簽的物資進(jìn)入倉庫。

當(dāng)物資進(jìn)入倉庫入門時(shí)，貼放在物資的電子標(biāo)簽被固定式讀寫器讀取到標(biāo)簽信息，物資的信息顯示在倉庫工作站（PC）的倉庫管理系統(tǒng)上，由倉管人員確認(rèn)。入庫信息后上傳到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫中，并完成物資入庫信息錄入操作。

如果采用手持機(jī)對(duì)入庫進(jìn)行管理，則類似于固定式讀寫器的操作流程：倉管員用手持機(jī)讀取物資上的電子標(biāo)簽，標(biāo)簽信息，倉管員確認(rèn)物資與信息相符后，通過無線通信鏈接將數(shù)據(jù)上傳到后臺(tái)操作系統(tǒng)。

倉庫的進(jìn)出動(dòng)作的判斷，可以使用紅外對(duì)射、地感觸發(fā)等技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)判斷，也可以通過倉管員的手動(dòng)操作確認(rèn)進(jìn)出來獲得。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用環(huán)境可以靈活的處理。軟件處理上對(duì)入庫動(dòng)作的設(shè)計(jì)也會(huì)由應(yīng)用情況的不同。

(3)物資出庫管理

流程圖如下：

與物資入庫管理類似，出庫屬性與入庫信息會(huì)有不同，但基本的思路這里不再闡述。

(4)物資巡檢和盤點(diǎn)

倉儲(chǔ)物資的巡檢是指：工作人員佩戴RFID手持機(jī)逐一掃描倉庫內(nèi)的物資標(biāo)簽，當(dāng)掃描到貼放在設(shè)備上的電子標(biāo)簽時(shí)，電子標(biāo)簽內(nèi)的設(shè)備信息顯示在RFID手持機(jī)顯示屏上。工作人員核對(duì)電子標(biāo)簽信息與實(shí)際物資吻合后無誤后，實(shí)時(shí)或者在規(guī)定實(shí)際，將巡檢的結(jié)果上傳到后臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行處理。手持機(jī)主要通過無線通信（WIFI或者GPRS）的方式與倉儲(chǔ)管理后臺(tái)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

后臺(tái)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器在接收到前端工作人員巡檢采集的數(shù)據(jù)后，生成當(dāng)日巡檢清單。以便形成當(dāng)日資產(chǎn)判斷表。供貨源火車站管理中心審核

(5)物資查詢及定位

作為物資管理，往往會(huì)遇到這樣的情況，倉管員需要知道某批次的特定物資存放的區(qū)域、物資屬性、物資的存放情況等，以便補(bǔ)充物資或者調(diào)撥出庫該類物資，實(shí)現(xiàn)高線、自動(dòng)化的物資管理。圖片那個(gè)呀，對(duì)于現(xiàn)有物資存放的垛位、貨架信息等，可以通過系統(tǒng)信息快速有限的定位出來，以便人工核查與處理。

可查詢的倉儲(chǔ)物資主要通過關(guān)鍵信息的檢索來獲取，比如物資的產(chǎn)品固件屬性信息等等。應(yīng)用系統(tǒng)可以通過關(guān)鍵信息的組合檢索功能，快速準(zhǔn)確的檢索出查詢的信息，定位相關(guān)目標(biāo)物資到垛位、貨架位置等方位上。查詢結(jié)束后，將查詢結(jié)果遞交給操作員，等待處理。

倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)中可被查詢的關(guān)鍵信息包括：

物資的固有屬性信息（產(chǎn)品信息、質(zhì)量、數(shù)量等）

物資入庫的屬性信息（入庫時(shí)間、入庫批次、入庫操作員）

物資存放信息（存放位置、存放變更信息、盤點(diǎn)輸出表）

物資歸屬者信息（歸屬者單位、姓名等）

倉儲(chǔ)變更及物資調(diào)撥信息

設(shè)備的折損情況

物資之間的關(guān)聯(lián)信息

(6)防盜報(bào)警功能

用于RFID技術(shù)采用非接觸的射頻自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，而高頻RFID技術(shù)又能遠(yuǎn)距離自動(dòng)識(shí)別。因此，防盜報(bào)警方面也具有相當(dāng)?shù)膽?yīng)用價(jià)值，防止物質(zhì)在使用過程中出現(xiàn)調(diào)換、丟失等現(xiàn)象的出現(xiàn)。

這里，物資的非法進(jìn)出庫主要包括：沒有安裝電子標(biāo)簽的物資被非法人員進(jìn)出庫；裝有非法標(biāo)簽的物資被非法進(jìn)出庫。沒有安裝電子標(biāo)簽的物資進(jìn)出庫的報(bào)警主要通過紅外對(duì)射防盜器或熱探測(cè)器等來處理。

裝有防盜報(bào)警功能的RFID資產(chǎn)管理系統(tǒng)，裝有電子標(biāo)簽的物資在經(jīng)過讀寫器識(shí)別區(qū)域內(nèi)時(shí)，電子標(biāo)簽被讀寫器讀取到，報(bào)警后臺(tái)系統(tǒng)通過判斷，得知此物資為非法出庫物資，隨即發(fā)出報(bào)警指令，由報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號(hào)（聲光提示或遠(yuǎn)程報(bào)警提示），RFID報(bào)警功能是高頻本身的協(xié)議功能，底層能快速處理標(biāo)簽掃描結(jié)果，并上傳到后臺(tái)來處理。

非法標(biāo)簽包括：標(biāo)簽內(nèi)的設(shè)備信息與設(shè)備實(shí)際固件不匹配；標(biāo)簽不是通過標(biāo)簽系統(tǒng)發(fā)放的合法標(biāo)簽，被惡意調(diào)換。

(7)物資的調(diào)撥及追蹤管理

物資在調(diào)撥中，除了始發(fā)點(diǎn)的出庫信息和目的點(diǎn)的入庫信息，還要對(duì)物資的運(yùn)輸過程、轉(zhuǎn)手情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的，可尋跡的查詢和追蹤。通過手持機(jī)及其GPRS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的交互功能就可以完成對(duì)物資調(diào)撥的追蹤管理，結(jié)合GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)等，就可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地全流程的物資調(diào)撥追蹤管理。

(8)用戶權(quán)限管理

安全性是信息系統(tǒng)要考慮的重要問題，當(dāng)不同角色的用戶登錄到系統(tǒng)中時(shí)，

為防止用戶的非法操作和非法用戶的入侵，就要對(duì)用戶進(jìn)行分角色的權(quán)限管理。

如標(biāo)簽發(fā)放功能是使用者具有制作標(biāo)簽的權(quán)限，而沒有倉庫管理的權(quán)限，而且每個(gè)操作員都有一個(gè)專屬的操作賬號(hào)和密碼，以便監(jiān)督管理員的工作記錄。非法用戶的登錄將收到權(quán)限拒絕和報(bào)警提示。

(9)系統(tǒng)管理及維護(hù)

系統(tǒng)管理主要完成系統(tǒng)運(yùn)行的參數(shù)進(jìn)行校正，維護(hù)等。完成權(quán)限分配、數(shù)據(jù)表單的增加、修改、刪除等操作

二十、標(biāo)簽貼放的方案

電子標(biāo)簽作為標(biāo)識(shí)倉庫貨物的標(biāo)志，在貼放的時(shí)候要特別注意。因?yàn)闃?biāo)簽的貼放直接關(guān)系到讀寫器天線的安裝方式和標(biāo)簽讀寫效果。為了獲得了良好的對(duì)寫效果，讀寫器的極化方向要與標(biāo)簽的極化放心一致。

這里將標(biāo)簽的主要分為抗金屬標(biāo)簽和非抗金屬標(biāo)簽，來標(biāo)識(shí)不同介質(zhì)的貨物。

扛金屬標(biāo)簽是貼放在金屬貨物表面的，扛金屬標(biāo)簽（包括卡片，不干膠等）主要貼放在非金屬貨物標(biāo)簽。像木箱、帆布包、塑料袋子、紙箱等貨物均可以通過非金屬標(biāo)簽來標(biāo)識(shí)。

在倉儲(chǔ)管理中，主要采用托盤級(jí)管理，即一個(gè)托盤上的貨物作為一個(gè)單位來完成入庫、出庫、盤點(diǎn)等操作。一般在貼放標(biāo)簽時(shí)，一個(gè)托盤帖上一張標(biāo)簽來標(biāo)識(shí)，貼放的位置，根據(jù)具體的托盤貨物堆放方式來確定。