射頻技術在武警部隊的應用初探
作者:李成 安純前(西安武警工程學院研究生隊)
來源:RFID技術與應用
日期:2007-05-06 14:53:17
摘要:本文介紹了無線射頻識別(RFID)技術的概念、工作原理、系統組成,以及射頻技術在外軍中的應用情況。最后介紹了射頻技術在武警部隊的應用。
關鍵詞:武警
1 射頻技術簡介
射頻識別技術(Radio Frequency Identification ,簡稱RFID)是20世紀90年代開始興起的一種自動識別技術,射頻識別技術是一項利用射頻信號通過空間耦合(交變磁場或電磁場)實現無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到識別目的的技術。
其工作原理是:標簽進入磁場后,如果接收到閱讀器發出的特殊射頻信號,就能憑借感應電流所獲得的能量發送出存儲在芯片中的產品信息(即Passive Tag,無源標簽或被動標簽),或者主動發送某一頻率的信號(即Active Tag,有源標簽或主動標簽),閱讀器讀取信息并解碼后,送至中央信息系統進行有關數據處理。
RFID系統在具體的應用過程中,根據不同的應用目的和應用環境,系統的組成會有所不同,但從RFID系統的工作原理來看,系統一般都由信號發射機、信號接收機、發射接收天線幾部分組成。
2 射頻技術在外軍中的應用
目前外軍對RFID技術應用最具代表性的是美軍。這項技術被美國軍方廣泛使用在武器和后勤管理系統上。美國在“伊拉克戰爭”中利用RFID對武器和物資進行了非常準確地調配,保證了前線彈藥和物資的準確供應。和以往的“充足”供應有所不同,現代化的管理強調的是精確供應,也就是需要多少就提供多少,因為多余的供應會增加不必要的管理成本。
RFID技術已經被美軍廣泛應用于軍事物流保障領域,如特定物品尋找系統、運輸途中物資可見性系統、單兵電子病歷卡、生理狀態監測器和服裝發放裝置等,極大的改革了傳統物流跟蹤方式,并在歐洲回撤、索馬里維和、阿富汗戰爭和伊拉克戰爭等實戰活動中取得了理想的效果。
另據報道,英美軍隊正在利用射頻技術開發戰場目標識別系統來防止誤傷。據統計,在伊拉克戰爭最初半個月,英軍23名喪生官兵中有19人是因友軍誤傷而死。近年來美空軍參與幾場戰爭中,誤傷數也占到全部傷亡數的15%左右。僅海灣戰爭期間,美軍共發生誤襲事故28起,有11起是由于目標識別錯誤導致的,占誤傷總數的40%。146名陣亡的美軍士兵中有35人是識別錯誤被己方誤襲致死的。
3 射頻技術在武警部隊的應用
3.1 車輛管理
利用射頻技術可以實現營區、重要部門車輛的智能化動態管理。實現的方法是:
(1)每輛車安裝一個電子標簽(或將電子標簽嵌入車牌中做成防偽車牌),該車的信息如車型、顏色、發動機缸號、車輛牌照號碼、部隊番號、行駛證件等等紀錄在數據庫檔案中(該電子標簽卡是唯一的,無法仿造)。
(2)在部隊、大門出入口、車輛經過的需要監控的交通路口安裝遠距離射頻識別系統。
(3)各地點的遠距離射頻識別系統通過現行的通信網絡(無線或光纖通信網)與司令部指揮中心實現計算機聯網,數據庫將完整的紀錄所屬車輛運行狀態。
(4)允許進入該區域的車輛(該車的電子標簽可根據保密級別可設置不同權限)到達一定距離時閘門自動打開(也可用綠燈顯示),實現不停車進出,加快通行速度,提高工作效率和機動能力。未獲準進入的車輛到來時閘門不開(紅燈顯示),必須由門衛進行檢查,經批準進入的車輛可發臨時卡放行。
(5)可實行車輛雙卡放行制,即固定安裝的車輛卡與司機所持的人員卡雙卡同時有效方能通行,更增強防盜搶的安全性,避免車輛的丟失。
安裝車輛遠距離射頻識別監測系統有如下好處:(1)允許進入該區域的車輛實現不停車進出,加快通行速度,提高工作效率和機動能力。(2)射頻標簽號是世界唯一的。無有效卡(標簽)的車輛不能進入,假牌、假證無法蒙混過關。(3)一車一卡(標簽)制,系統自動記憶已停留在場內的車輛,若車輛未出場,該車的專卡再進場時將被判為無效卡,不得進場。這樣有效地防止了一卡多用的事故發生。(4)實現管理自動化。系統對車輛的每次進出都自動記錄進出的時間(臨時車輛還有攝像系統自動抓拍的車輛圖像記錄),實現車輛的動態智能管理與調度。有事故(案件)發生時即可檢查進出記錄,為有關部門提供重要信息。(5)減少值班人員,提高工作效率。
3.2 門禁控制
重要部門人員的進出需要加強管理,在出人口安裝遠距離射頻識別系統,每人一卡。在發卡時已經將每個人員的身份信息及照片登記在電腦之中。當持卡人到達通行門時,持卡人的信息將被自動核實,確認合法時門禁自動開啟,攝像機自動抓拍圖像并記錄進出時間以備查。具體實現方法為:
(1)重要部門在大門口安裝遠距離射頻識別系統,并向人員頒發射頻身份卡(要求隨身攜帶)。
(2)系統數據庫記錄該卡所對應人員的基本信息,包括姓名、年齡、性別、所屬單位、職務、本人照片、有效期等基本信息。
(3)部隊對該卡進行授權后即生效。持卡人只可以準入的區域或范圍。
(4)當持卡人員經過設置識別系統的地點時被系統識別,系統將讀取該卡號信息,通過系統傳輸網絡,將持卡人通過的地點、時間等資料傳輸到地面監控中心進行數據管理;如果采集的卡號無效、無卡或進入限制通道,系統將自動報警,監控中心值班人員接到報警信號,立即執行相關安全工作管理程序利用這項技術還可以實現會議簽到以及考勤的自動化管理。
3.3 哨兵(人員)監控系統
3.3.1 應用的必要性
武警部隊的特點是點多、線長、面廣,值勤點比較分散,執勤工作相對比較困難。再者個別哨兵責任心不強,脫崗誤哨甚至在哨位上睡覺的情況時有發生,難以做到對人員的動態管理和實時監控,存在安全隱患。這也是為了順應部隊信息化建設的潮流,給部隊的執勤配以現代化的手段,提高部隊的信息化水平。為確保執勤目標的安全,可在主要工作區、重點防范區、庫區、重點哨位裝備監控系統(比如三級網),使之具備報哨、查勤及其報警等多種功能,對于提高安全防范工作具有積極的作用。
3.3.2 系統功能及系統模型
(1)實時、動態監控哨兵值勤情況,防止槍支被盜、搶、丟失等案件的發生。
(2)提高部隊應對突發事件的機動能力。
(3)記錄上級查勤查哨情況。
(4)記錄哨兵值勤情況。
3.3.3 實現方法
(1)在哨位上安裝射頻識別系統,識別距離5米,既給了哨兵一定的自由空間,又能在人員、槍支出現突發情況離開識別距離范圍時迅速報警。
(2)一個哨位配置專用的人員標簽,人員隨身攜帶,哨兵交接時轉交下一個,忘記轉交時系統會報警提示;配置執勤槍械專用標簽,性能基本和人員專用標簽一致。
(3)配置一個查勤人員專用標簽,查勤查哨時攜帶進入哨位范圍,系統自動記錄查勤查哨情況,以防止哨兵和查勤人員串通,代查勤人員簽字等。
(4)設定遠程實時動態監控:可設定系統定時對哨位警戒區自動檢測,并自動記錄檢測狀態。當檢測不到射頻卡的信號時,監控系統發出報警信號,并記入數據庫。
(5)可設置手動解除警報功能,哨兵和槍支歸位時,報警控制器發送撤銷報警指令。
經過稍微修改后,該系統也可用于對重要物資的監管。射頻技術作為一種重要的自動識別技術,將逐步成為豐富各種信息系統、自動化系統、安全系統的應用模式,同時促進各類系統的完善。隨著技術的不斷進步,射頻技術將在信息社會發揮極為重要的作用。由于射頻技術具有的諸多優點如數據的記憶容量大、可重復使用、穿透性和無屏障閱讀、抗污染能力和耐久性等等,使其在軍事領域有著廣闊的應用前景。
3.4 軍械庫自動識別
3.4.1 概況
武警槍械庫自動識別管理系統,利用射頻技術實現軍隊槍械自動識別和信息化管理,能提供一個對部隊槍械的發放、出入庫、使用維護時的自動識別、智能管理的數字化平臺。它能有效、準確、智能地對進出庫房的槍械進行信息自動識別、采集、記錄、上傳,以及對槍械的維護信息進行快速的查詢、統計,從而建立起軍隊軍用物資管理的數字化信息管理系統,為“一口清、一摸準”的傳統管理方式提供了數字化手段。研制軍械倉庫物資RFID自動識別管理系統對于加快武警部隊后勤信息化建設,特別是軍械物資可視化具有深遠的戰略意義。
3.4.2 系統結構和功能
系統主要由微波射頻自動識別設備、后臺管理系統兩部分組成。后臺管理系統分為槍械發放管理模塊、槍械出入庫自動識別模塊、槍械維護自動識別模塊等幾部分。
系統功能:在槍支發放時自動錄入槍械身份信息,如槍械型號、槍械編號、制造年月、制造廠家等;槍械出庫時實現自動校核型號、數量與計劃是否一致,如不一致則提示報警,槍械入庫時實現自動校核型號、數量與出庫時是否一致,如不一致則提示報警;自動錄入槍械在維持過程中的身份信息、并提供查詢、分析統計等功能,提高信息化管理水平;具有數據網絡查詢功能,不同授予權限可了解不同的信息內容;身份控制:采用RFID技術可以禁止無關人員進入庫房,自動校驗是否具有資格的人進入,非佩戴特制RFID標簽的人員進入報警;安全控制:自動校對特殊器材以及領出人員身份,保證特殊軍械器材只能由專人領出,嚴防盜竊和破壞。
3.4.3 系統特點
本系統識別精度高達95%,識別距離遠,識別速度快。電子標簽具有唯一性,保密性能好,不可復制、不可更改,且使用壽命長,維護簡單。它能實現槍械數據采集的實時性、準確性、客觀性,達到全面監管的目的。系統設計先進、設備性能穩定可靠;形成完善的槍械發放、維護保養管理記錄,掌握槍械的流向及分配、使用及維護情況,供查詢及決策使用。并且能實現數據采集與應用一體化,通過采集到的數據上傳到軍用物資管理數據庫,能夠被軍用物資管理系統所使用。
4 結束語
射頻技術在民用領域應用廣泛,并且以其特有的優勢在外軍軍事應用中占有一席之地。目前,我軍正處在信息化起步階段,與發達國家相比,信息化水平還有明顯差距。射頻技術發展前景廣闊,在我軍的信息化建設中將扮演著極為重要的角色。
參考資料:
[1] 游戰清 李蘇劍等.無線識別技術理論與應用.[M].電子工業出版社.2004.10
[2] Klaus Finkenzeller.陳大才 編譯.射頻識別技術.[M].電子工業出版社.2001.6
[3] 安振濤.軍械儲存與環境控制.[M]. 1998
[4] 崔斌洲.武警軍械管理學. [M] 內部資料
射頻識別技術(Radio Frequency Identification ,簡稱RFID)是20世紀90年代開始興起的一種自動識別技術,射頻識別技術是一項利用射頻信號通過空間耦合(交變磁場或電磁場)實現無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到識別目的的技術。
其工作原理是:標簽進入磁場后,如果接收到閱讀器發出的特殊射頻信號,就能憑借感應電流所獲得的能量發送出存儲在芯片中的產品信息(即Passive Tag,無源標簽或被動標簽),或者主動發送某一頻率的信號(即Active Tag,有源標簽或主動標簽),閱讀器讀取信息并解碼后,送至中央信息系統進行有關數據處理。
RFID系統在具體的應用過程中,根據不同的應用目的和應用環境,系統的組成會有所不同,但從RFID系統的工作原理來看,系統一般都由信號發射機、信號接收機、發射接收天線幾部分組成。
2 射頻技術在外軍中的應用
目前外軍對RFID技術應用最具代表性的是美軍。這項技術被美國軍方廣泛使用在武器和后勤管理系統上。美國在“伊拉克戰爭”中利用RFID對武器和物資進行了非常準確地調配,保證了前線彈藥和物資的準確供應。和以往的“充足”供應有所不同,現代化的管理強調的是精確供應,也就是需要多少就提供多少,因為多余的供應會增加不必要的管理成本。
RFID技術已經被美軍廣泛應用于軍事物流保障領域,如特定物品尋找系統、運輸途中物資可見性系統、單兵電子病歷卡、生理狀態監測器和服裝發放裝置等,極大的改革了傳統物流跟蹤方式,并在歐洲回撤、索馬里維和、阿富汗戰爭和伊拉克戰爭等實戰活動中取得了理想的效果。
另據報道,英美軍隊正在利用射頻技術開發戰場目標識別系統來防止誤傷。據統計,在伊拉克戰爭最初半個月,英軍23名喪生官兵中有19人是因友軍誤傷而死。近年來美空軍參與幾場戰爭中,誤傷數也占到全部傷亡數的15%左右。僅海灣戰爭期間,美軍共發生誤襲事故28起,有11起是由于目標識別錯誤導致的,占誤傷總數的40%。146名陣亡的美軍士兵中有35人是識別錯誤被己方誤襲致死的。
3 射頻技術在武警部隊的應用
3.1 車輛管理
利用射頻技術可以實現營區、重要部門車輛的智能化動態管理。實現的方法是:
(1)每輛車安裝一個電子標簽(或將電子標簽嵌入車牌中做成防偽車牌),該車的信息如車型、顏色、發動機缸號、車輛牌照號碼、部隊番號、行駛證件等等紀錄在數據庫檔案中(該電子標簽卡是唯一的,無法仿造)。
(2)在部隊、大門出入口、車輛經過的需要監控的交通路口安裝遠距離射頻識別系統。
(3)各地點的遠距離射頻識別系統通過現行的通信網絡(無線或光纖通信網)與司令部指揮中心實現計算機聯網,數據庫將完整的紀錄所屬車輛運行狀態。
(4)允許進入該區域的車輛(該車的電子標簽可根據保密級別可設置不同權限)到達一定距離時閘門自動打開(也可用綠燈顯示),實現不停車進出,加快通行速度,提高工作效率和機動能力。未獲準進入的車輛到來時閘門不開(紅燈顯示),必須由門衛進行檢查,經批準進入的車輛可發臨時卡放行。
(5)可實行車輛雙卡放行制,即固定安裝的車輛卡與司機所持的人員卡雙卡同時有效方能通行,更增強防盜搶的安全性,避免車輛的丟失。
安裝車輛遠距離射頻識別監測系統有如下好處:(1)允許進入該區域的車輛實現不停車進出,加快通行速度,提高工作效率和機動能力。(2)射頻標簽號是世界唯一的。無有效卡(標簽)的車輛不能進入,假牌、假證無法蒙混過關。(3)一車一卡(標簽)制,系統自動記憶已停留在場內的車輛,若車輛未出場,該車的專卡再進場時將被判為無效卡,不得進場。這樣有效地防止了一卡多用的事故發生。(4)實現管理自動化。系統對車輛的每次進出都自動記錄進出的時間(臨時車輛還有攝像系統自動抓拍的車輛圖像記錄),實現車輛的動態智能管理與調度。有事故(案件)發生時即可檢查進出記錄,為有關部門提供重要信息。(5)減少值班人員,提高工作效率。
3.2 門禁控制
重要部門人員的進出需要加強管理,在出人口安裝遠距離射頻識別系統,每人一卡。在發卡時已經將每個人員的身份信息及照片登記在電腦之中。當持卡人到達通行門時,持卡人的信息將被自動核實,確認合法時門禁自動開啟,攝像機自動抓拍圖像并記錄進出時間以備查。具體實現方法為:
(1)重要部門在大門口安裝遠距離射頻識別系統,并向人員頒發射頻身份卡(要求隨身攜帶)。
(2)系統數據庫記錄該卡所對應人員的基本信息,包括姓名、年齡、性別、所屬單位、職務、本人照片、有效期等基本信息。
(3)部隊對該卡進行授權后即生效。持卡人只可以準入的區域或范圍。
(4)當持卡人員經過設置識別系統的地點時被系統識別,系統將讀取該卡號信息,通過系統傳輸網絡,將持卡人通過的地點、時間等資料傳輸到地面監控中心進行數據管理;如果采集的卡號無效、無卡或進入限制通道,系統將自動報警,監控中心值班人員接到報警信號,立即執行相關安全工作管理程序利用這項技術還可以實現會議簽到以及考勤的自動化管理。
3.3 哨兵(人員)監控系統
3.3.1 應用的必要性
武警部隊的特點是點多、線長、面廣,值勤點比較分散,執勤工作相對比較困難。再者個別哨兵責任心不強,脫崗誤哨甚至在哨位上睡覺的情況時有發生,難以做到對人員的動態管理和實時監控,存在安全隱患。這也是為了順應部隊信息化建設的潮流,給部隊的執勤配以現代化的手段,提高部隊的信息化水平。為確保執勤目標的安全,可在主要工作區、重點防范區、庫區、重點哨位裝備監控系統(比如三級網),使之具備報哨、查勤及其報警等多種功能,對于提高安全防范工作具有積極的作用。
3.3.2 系統功能及系統模型
(1)實時、動態監控哨兵值勤情況,防止槍支被盜、搶、丟失等案件的發生。
(2)提高部隊應對突發事件的機動能力。
(3)記錄上級查勤查哨情況。
(4)記錄哨兵值勤情況。
3.3.3 實現方法
(1)在哨位上安裝射頻識別系統,識別距離5米,既給了哨兵一定的自由空間,又能在人員、槍支出現突發情況離開識別距離范圍時迅速報警。
(2)一個哨位配置專用的人員標簽,人員隨身攜帶,哨兵交接時轉交下一個,忘記轉交時系統會報警提示;配置執勤槍械專用標簽,性能基本和人員專用標簽一致。
(3)配置一個查勤人員專用標簽,查勤查哨時攜帶進入哨位范圍,系統自動記錄查勤查哨情況,以防止哨兵和查勤人員串通,代查勤人員簽字等。
(4)設定遠程實時動態監控:可設定系統定時對哨位警戒區自動檢測,并自動記錄檢測狀態。當檢測不到射頻卡的信號時,監控系統發出報警信號,并記入數據庫。
(5)可設置手動解除警報功能,哨兵和槍支歸位時,報警控制器發送撤銷報警指令。
經過稍微修改后,該系統也可用于對重要物資的監管。射頻技術作為一種重要的自動識別技術,將逐步成為豐富各種信息系統、自動化系統、安全系統的應用模式,同時促進各類系統的完善。隨著技術的不斷進步,射頻技術將在信息社會發揮極為重要的作用。由于射頻技術具有的諸多優點如數據的記憶容量大、可重復使用、穿透性和無屏障閱讀、抗污染能力和耐久性等等,使其在軍事領域有著廣闊的應用前景。
3.4 軍械庫自動識別
3.4.1 概況
武警槍械庫自動識別管理系統,利用射頻技術實現軍隊槍械自動識別和信息化管理,能提供一個對部隊槍械的發放、出入庫、使用維護時的自動識別、智能管理的數字化平臺。它能有效、準確、智能地對進出庫房的槍械進行信息自動識別、采集、記錄、上傳,以及對槍械的維護信息進行快速的查詢、統計,從而建立起軍隊軍用物資管理的數字化信息管理系統,為“一口清、一摸準”的傳統管理方式提供了數字化手段。研制軍械倉庫物資RFID自動識別管理系統對于加快武警部隊后勤信息化建設,特別是軍械物資可視化具有深遠的戰略意義。
3.4.2 系統結構和功能
系統主要由微波射頻自動識別設備、后臺管理系統兩部分組成。后臺管理系統分為槍械發放管理模塊、槍械出入庫自動識別模塊、槍械維護自動識別模塊等幾部分。
系統功能:在槍支發放時自動錄入槍械身份信息,如槍械型號、槍械編號、制造年月、制造廠家等;槍械出庫時實現自動校核型號、數量與計劃是否一致,如不一致則提示報警,槍械入庫時實現自動校核型號、數量與出庫時是否一致,如不一致則提示報警;自動錄入槍械在維持過程中的身份信息、并提供查詢、分析統計等功能,提高信息化管理水平;具有數據網絡查詢功能,不同授予權限可了解不同的信息內容;身份控制:采用RFID技術可以禁止無關人員進入庫房,自動校驗是否具有資格的人進入,非佩戴特制RFID標簽的人員進入報警;安全控制:自動校對特殊器材以及領出人員身份,保證特殊軍械器材只能由專人領出,嚴防盜竊和破壞。
3.4.3 系統特點
本系統識別精度高達95%,識別距離遠,識別速度快。電子標簽具有唯一性,保密性能好,不可復制、不可更改,且使用壽命長,維護簡單。它能實現槍械數據采集的實時性、準確性、客觀性,達到全面監管的目的。系統設計先進、設備性能穩定可靠;形成完善的槍械發放、維護保養管理記錄,掌握槍械的流向及分配、使用及維護情況,供查詢及決策使用。并且能實現數據采集與應用一體化,通過采集到的數據上傳到軍用物資管理數據庫,能夠被軍用物資管理系統所使用。
4 結束語
射頻技術在民用領域應用廣泛,并且以其特有的優勢在外軍軍事應用中占有一席之地。目前,我軍正處在信息化起步階段,與發達國家相比,信息化水平還有明顯差距。射頻技術發展前景廣闊,在我軍的信息化建設中將扮演著極為重要的角色。
參考資料:
[1] 游戰清 李蘇劍等.無線識別技術理論與應用.[M].電子工業出版社.2004.10
[2] Klaus Finkenzeller.陳大才 編譯.射頻識別技術.[M].電子工業出版社.2001.6
[3] 安振濤.軍械儲存與環境控制.[M]. 1998
[4] 崔斌洲.武警軍械管理學. [M] 內部資料