印度鐵路公司部署RFID系統管理35萬節列車車廂
印度鐵路公司(Indian
Railways)已開始在其軌道上部署RFID技術,以捕獲其列車車廂的位置,據悉總共約有2.4萬節車廂以及一些貨廂被標記。該解決方案采用GS1標準,配置閱讀器、控制中心服務器以及便攜式設備上運行的固定軟件。管理部門可以通過閱讀器查看每節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,而且能根據使用情況、條件和維修計劃進行維護和保養。印度鐵路信息系統RFID中心(CRIS)的IT部門最近完成了RFID標簽技術的第一輪實地測試和生產水平測試,并且鐵路組織也已經完成了針對手持閱讀器的測試。同時在另外15個地點進行固定式閱讀器的現場測試。

根據國際鐵路聯盟(UIC)的數據,印度鐵路是世界第四大鐵路網,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,印度鐵路預計會有進一步增長,為此,需要一種更有效的車廂運行管理和服務的方法。
迄今為止,印度鐵路公司已經使用了人工和IT系統的組合來跟蹤其數十萬節車廂的位置和維護細節。IT系統管理一些維護程序,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標簽,但是該系統是專有的,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準的獨立于供應商的解決方案。
“在2015年進行初步研究時,我發現不存在可滿足我們要求的COTS通用解決方案,” CRIS總經理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印度公司合作開發基于UHF Gen2v2標準的解決方案。然后印度國營鐵路IR選擇使用GS1標準來開發一個遵循GIAI-202標準的系統。GIAI是可在全球范圍內用于識別資產的唯一識別密鑰,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。”
2017年,第一版標簽已經以超過180公里/小時(112英里/小時)的速度進行了測試,并且這些標簽安裝在一系列新生產的鐵路車廂中。Mehta說:“這是見證'印度制造'的重要時刻。”印度國內技術提供商提供能夠滿足GIAI-202標準和GS1識別標準,以及印度鐵路公司所要求的性能標準的標簽。
次年,印度鐵路公司開發并推出了一種基于便攜式閱讀器的解決方案,配備便攜式設備的人員可以讀取區域中每節車廂的車輛電子產品代碼(EPC)以及“區域標簽用戶”的維護數據。維護數據不包括在每個維護任務或其他相關活動之后標上的日期。一年后,固定式閱讀器解決方案和相關軟件到位。Mehta回憶說:“生產工作仍在進行中,這是最困難的部分。”
這些標簽迄今為止由7家不同供應商提供設計并安裝在金屬上,使用865至867 MHz的超高頻頻率傳輸信號,并且根據GIAI-202標準和GS1識別標準對鐵路資產進行編碼。系統使用芯片的3K用戶內存以及標準EPC存儲內存。為此,CRIS開發了標簽上的數據結構以及使用它的數據生態系統。
CRIS開發的相關應用程序允許組織調用標簽數據上的CRUD操作(創建、讀取、更新和刪除),同時支持數據庫事務的ACID原則(原子性、一致性、獨立性和持久性)。標簽必須能夠以每小時至少100英里(161公里)的速度被讀取,而讀取范圍應相對較短:大約1米(3.3英尺)。Mehta說:“標簽的設計必須考慮到對高質量傾斜讀數的需求。”
閱讀器通常安裝在火車站之間(稱為站間區間)。Mehta解釋說:“根據關鍵功能位置的接近性來選擇站點,例如維修區、服務區或裝卸站點。然后將設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鍵位置的所有軌道上形成了一個閉環讀取。通過這種方式,系統會在每列火車和每節車廂進出該站點時對其進行檢測。”
除了鐵軌上列車的身份識別,每個標簽還存儲維護數據,包括列車最后一次和下一次的維護。標簽貼附在每節車廂的兩側,并附在底部的欄桿上(一根縱梁,延伸到軌道車輛的兩側)。固定式閱讀器安裝在軌道的側面,列車標簽將位于距離設備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。閱讀器捕獲每節車廂的標簽ID,并使用其內置計算機來管理讀取的數據,通過GSM或DMA蜂窩連接將其發送到IR中央控制中心服務器。工作人員使用便攜式閱讀器來讀寫數據,并通過藍牙進行連接。
隨著車廂進入閱讀器的讀取范圍,每個標簽上編碼的唯一ID號將被捕獲,然后通過多種連接技術將其發送到主機服務器,再將數據發送到個人移動設備的應用程序中。這樣,當火車進入站點時,工作人員會收到警報,因此可以采取相關步驟,例如準備維護。火車離開站點時,閱讀器會收集車輛ID,以此更新軟件。
有了這些數據,印度鐵路公司幾乎可以實時地識別軌道側探測器或工作人員發現的安全性和可靠性問題,同時歷史數據可視化可以為分析目的提供支撐。RFID系統將使印度鐵路公司擁有所謂的“列車主(Rolling Stock Master)數據系統”,從而可以在其整個使用壽命中管理每節車廂的狀況、位置和移動軌跡。Mehta說,這對鐵路服務很重要,因為它確保了及時的安全運輸;從“資產驗證”的角度來看,這也符合不同利益相關者的利益。
Mehta說,使用GIAI-202編碼方法,標簽上的數據可以是字母數字,并且不需要其他步驟即可將標簽上的數字代碼轉換為真實數據。便攜式閱讀器會讀取每節車廂的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轉換為有用的數據。因此,通過一個簡單的步驟就消除了對連接基礎設施的所有依賴。
這樣,讀取標簽數據不需要網絡連接。但是,將數據寫入標簽需要用戶為每個標簽輸入密碼,包括從后端軟件獲得的以及從后端發送的任何其他更新。Mehta說:“所有這些都以‘異步程序’發送到用戶的移動設備,并且主要在火車到達之前的30-45分鐘的行程時間內完成。” 因此,在將數據寫入標簽時,連接并不是至關重要的,但在此之前它是必不可少的。
由于不需要通過網絡連接將車廂ID發送到后端,因此維護人員可以讀取特定車輛的ID并直接在RFID標簽上更新維護服務的狀態,即使目前沒有可用的網絡。Mehta說,這是一項重要功能,因為在印度某些地區,網絡連接可能成為一個問題。
當連接可用時,系統會在后臺自動下載相關信息。這使工作人員和管理人員可以查看每節車廂的維護和其他數據,以識別何時需要進行預防性維護或維修。固定閱讀器的整個基礎設施都可以集中管理。
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,然后再將該技術推廣到整個火車線路。Mehta說:“印度鐵路的規模很大,因此該解決方案需要多個供應商在一段時間內提供。印度鐵路希望避免只依賴一兩個供應商。供應商的中立性是關鍵。”標簽的價格約為每張1.50美元。印度鐵路公司已經創建并完成了經批準的供應商清單,這些公司必須提交標簽進行類型測試。成功刪除測試后,標簽公司將被批準為供應商。
為了確保供應商符合GIAI-202等GS1國際技術標準,印度鐵路公司創建了一個系統,通過該系統可以驗證供應商是否符合這些標準。這種驗證過程目前適用于標簽和便攜式閱讀器,而固定式閱讀器的驗證方法仍在開發中。印度鐵路公司的目標是使RFID技術能夠應用于其所有35萬節鐵路車廂以及私有機車車輛,預計每年將增加約1.5萬節車廂。
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,已經在2.3萬節貨運車廂和1200節客運車廂中部署了RFID標簽,并且目前計劃使用GS1低級別閱讀器協議安裝總共3500個固定式閱讀器。到2021年,印度鐵路公司預計將為其所有35萬節車廂貼上標簽。



