基于RFID 技術的河北省氣瓶安全管理追溯體系建設研究與應用

靳淑敏*，劉齊芬，李娜

（河北省質量技術監督局信息中心，河北石家莊，050071）

基于RFID 技術的河北省氣瓶安全管理追溯體系建設研究與應用

靳淑敏*，劉齊芬，李娜

（河北省質量技術監督局信息中心，河北石家莊，050071）

建立河北省氣瓶安全管理追溯體系是促進河北省企業質量提升的有效手段和措施，本研究通過建設河北省氣瓶安全管理平臺，將氣瓶的每一次流轉業務數據都實時更新在 RFID電子標簽內，實現氣瓶在不同部門之間的信息資源交換與共享，實現對氣瓶安全管理的全程信息化控制，從而建立起河北省氣瓶安全管理追溯體系。

氣瓶安全；追溯體系；質量提升；RFID電子標簽

引言

2015年，國務院辦公廳以國辦發[2015]95號印發的《關于加快推進重要產品追溯體系建設的意見》，要求各地開展氣瓶安全質量追溯體系建設，推動氣瓶產品的制造、充裝、檢驗等過程信息進行記錄，建立氣瓶安全管理追溯體系，實現來源可查、去向可追、責任可究。2016年，河北省政府印發的《河北省加快推進重要產品追溯體系建設實施方案》，要求河北省開展以氣瓶等產品為重點的安全管理追溯體系建設。2017年1月，國家質檢總局頒布的《特種設備使用管理規則》規定：負責辦理使用登記的特種設備安全監管部門應當按照特種設備信息化管理的規定，建立特種設備信息系統，及時輸入、更新有關數據。

目前，河北省氣瓶監管中主要有充裝過期報廢、超期未檢、標識不清和非自有氣瓶；充裝檢查記錄不規范，甚至弄虛作假；在用氣瓶數量不清，使用登記制度流于形式；氣瓶定期檢驗制度失控，定期檢驗率低，安全狀況不明等問題，氣瓶整體安全形勢較為嚴峻。由于氣瓶具有數量大、流動性強、分布面廣、流轉周期不確定、產權界定不清晰等特點，管理起來難度很大，用傳統的管理方法難以從根本上解決問題，急需采取有效措施和現代化管理手段進行監管，消除事故隱患。

本研究利用無線射頻（RFID）技術，通過賦予氣瓶RFID標簽,實現對河北省氣瓶使用登記、檢驗、充裝等環節的全過程動態監管。按照“一瓶一碼、一瓶一檔、掃描識別、控制充裝、自動記錄”方法，形成氣瓶全方位的動態安全監管追溯體系。

1 RFID技術簡介

RFID是“Radio Frequency Identification”的縮寫，中文意為“無線射頻識別”。RFID技術是一種非接觸式的自動識別技術，利用射頻信號通過空間耦合交換數據，實現無接觸信息傳遞，以達到識別目標對象的目的[1]。RFID具有存儲容量大、非接觸識別、可識別高速運動的物體、對環境變化有較高的忍受能力(防磁、防水、耐高溫、防爆等)、通訊距離長、安全性高、可同時讀取多個標簽、可擦寫等優點。

基本的RFID系統由電子標簽、讀寫器和天線三部分組成。將電子標簽固定在待識別物品上，讀寫器就可識別，讀寫器與電子標簽依靠天線按約定的“非接觸式”通信協議進行數據交換。即讀寫器向射頻標簽發送指令，標簽收到讀寫器指令后，將芯片內數據信息傳輸給讀寫器[2]。

2 河北省氣瓶安全管理追溯體系建設研究與應用

2.1 氣瓶安全管理追溯管控流程

采用物聯網RFID技術與互聯網技術相結合，建設河北省氣瓶安全管理平臺（以下簡稱平臺）,通過對氣瓶賦予電子標簽，實現氣瓶的電子化“身份證”，形成“一瓶一碼”；配置掃描讀寫器，識別氣瓶相關信息，將氣瓶的每一次流轉業務數據都實時更新在電子標簽內，并在平臺內記錄每只氣瓶歷次的充裝、檢驗等信息,實現對氣瓶各環節的標準化和監督檢查管理。以此為基礎，建設各級質監部門、檢驗檢測機構及充裝單位互聯互通的氣瓶安全管理平臺，實現氣瓶在不同部門之間的信息資源共享，搭建形成一個涵蓋充裝、定期檢驗、安全監察的封閉物聯網絡（如圖1所示），從而建立起氣瓶全方位的動態安全管理追溯體系，建立一套科學合理的氣瓶安全應用數據模型，為氣瓶安全預警提供數據依據。

圖1 氣瓶閉環安全管理示意圖

2.2 建立氣瓶檔案數據庫

氣瓶檔案數據庫主要依據《特種設備使用管理規則》、《氣瓶使用登記管理規則》和《車用氣瓶安全技術監察規程》等法律法規建立。氣瓶檔案數據庫包括車用氣瓶數據庫和非車用氣瓶數據庫。

氣瓶數據庫包括氣瓶基本信息、使用登記信息、檢驗信息、充裝信息等，車用氣瓶數據庫還包括車輛信息、安裝信息。所有的信息唯一標識為電子標簽號，數據庫主要有：氣瓶的基本信息，包括由電子標簽號、鋼瓶號、氣瓶品種、充裝介質、設計厚度、重量、容積、公稱壓力、試驗壓力、使用單位、制造單位、制造日期、所在區域等；使用登記信息，包括電子標簽號、使用登記證號、發證日期、登記機關、登記機關經辦人等；氣瓶檢驗信息，包括電子標簽號、檢驗日期、檢驗單位、檢驗人員、檢驗結果、下次檢驗日期。氣瓶充裝信息，包括電子標簽號、充裝日期、操作員、充裝重量、充裝壓力、充裝溫度、充裝開始時間、充裝結束時間等；車輛信息包括車牌號、車架號、車輛種類等車輛信息；

2.3 氣瓶安全管理平臺主要流程及功能介紹

河北省氣瓶安全管理平臺的業務架構如圖2所示：

圖2 河北省氣瓶安全管理平臺業務架構圖

2.3.1 氣瓶使用登記流程

結合《氣瓶使用登記管理規則》，使用單位將氣瓶信息錄入到指定的excel模板，辦理使用登記時將表格及其他材料一同提交到注冊登記部門，登記人員進行注冊登記時，核對信息的準確性后，將EXCEL表格中的信息導入到平臺中，為每個氣瓶建立信息檔案。同時打印氣瓶使用登記證，發放電子標簽，將本次使用登記信息錄入到平臺數據庫中,通過對電子標簽表面初始化，將氣瓶的基本信息寫入標簽。其中，對于登記審核不合格的氣瓶，將列入黑名單，該氣瓶上的標簽將予以廢止。通過電子標簽簽發功能使標簽與該氣瓶的檔案建立對應關系,氣瓶后續流轉都是基于電子標簽信息基礎上。

氣瓶電子標簽可實現氣瓶信息在各業務環節的信息共享、氣瓶身份的確認。在車用氣瓶安全監管中，對于實現系統中氣瓶、車輛信息的唯一性具有重要意義。

2.3.2 氣瓶充裝流程

在氣瓶充裝前，首先通過讀取氣瓶上的電子標簽，判斷氣瓶是否合法、是否過期。如果不合法或過期，系統會給出信息提示，車用氣瓶充裝還要檢查氣瓶和車牌號是否匹配等信息。如氣瓶符合要求充裝要求，控制充裝設備自動對氣瓶進行充裝，充裝站的充裝記錄同步到平臺數據庫中，充裝站以及質監部門可以實時查看站內的充裝信息，使氣瓶的每次充裝都具有可追溯性。

在氣瓶達到送檢日期前90天內系統會短信提醒用戶進行氣瓶檢驗，做到事前預警提醒。氣瓶過期、報廢、檢驗不合格后系統自動鎖定充裝設備不能加氣，同時提醒不能充裝原因，做到事中控制。氣瓶檢驗合格后系統自動解鎖允許加氣，達到事后跟蹤的效果；

2.3.3 氣瓶檢驗流程

系統對第一次送檢并檢驗合格的氣瓶，發放檢驗合格證，并將檢驗信息錄入電子標簽中。氣瓶到期檢驗時通過掃描氣瓶的電子標識來讀取氣瓶的基本信息、充裝次數及上次檢驗信息，判斷氣瓶是否超期檢驗，對于超過使用期限的氣瓶采用強制報廢措施。如果氣瓶在使用有效期內，檢驗合格后，檢驗人員將最新檢驗信息錄入電子標簽中，打印出氣瓶定期檢驗報告，同時將信息更新到平臺數據中心。

2.3.4 數據統計分析

系統根據權限不同，可實時查詢、統計氣瓶的最新信息，掌握監管區域各充裝站氣瓶數量、有效期、定期檢驗、過期未檢、使用年限等相關數據。省質監局通過系統，可查看氣瓶的檔案信息、充裝信息，檢驗信息等，快速掌握全省氣瓶的使用情況和檢驗情況，實現了氣瓶遠程監管的工作模式。

2.4 氣瓶信息資源交換共享

目前，河北省部分市縣局已經建設了各類氣瓶安全管理系統，河北省質監局如何將各地分散的系統數據匯聚到省局平臺數據中心，實現數據資源的共享交換，成為氣瓶監管中急需解決的問題。為此，河北省質監局編制了《河北省氣瓶安全管理平臺數據交換規范》和《河北省氣瓶安全管理平臺接口規范》，通過兩個規范統一了平臺的數據標準和技術標準，將各地分散的系統數據同步更新到省局平臺數據中心，實現氣瓶管理信息的資源交換共享，為省局的統一監管提供數據支持。

系統引入RFID技術為氣瓶安全監管提供了富有成效的技術手段，建立起氣瓶安全管理應用模型（如圖3所示）。RFID標簽在氣瓶的使用登記、充裝、檢驗等環節中，記錄了氣瓶的流轉狀態，實現整個氣瓶流轉環節的閉環，實現氣瓶安全管理及真正意義上的動態監控。事故發生后可通過電子標簽中的信息，讀出氣瓶發生事故前的最后一次流轉狀態信息，并以此為依據，順藤摸瓜，直至找到問題的根源。

圖3 氣瓶安全管理應用模型

3 結束語

將RFID技術用于氣瓶管理，可以起到改善氣瓶管理現狀，預防和減少氣瓶安全事故，規范氣瓶市場秩序的作用，能夠從真正意義上做到對氣瓶的動態監管，從而提高工作人員的責任心和工作效率[3]。河北省質監局可通過平臺及時了解、掌握全省氣瓶的使用登記、充裝、檢驗、報廢等情況，實現對氣瓶的充裝、檢驗環節進行實時有效的監督管理，更對事故發生后的追根溯源具有相當重要的意義。

平臺通過分步實施、穩步推進的模式進行推廣應用。目前，通過平臺實現了各類氣瓶打印使用登記證功能，車用氣瓶充裝流程在試點市局充裝站得到了較好的應用，但在全省推廣應用還需一定的時間和財力支持。

[1]游戰清,李蘇劍,等. 無線射頻識別技術（RFID）理論與應用[M]. 電子工業出版社,2005.

[2]付雄新,周受欽,謝小鵬. 基于 RFID的食品安全監管系統[J]. 科學技術與工程,2009,(13)： 3897-3900.

[3]邊吉榮,宋麗亞,等. 基于RFID的車用CNG氣瓶電子監管系統設計[J]. 網絡安全技術與應用,2010,8： 45-47.

[4]靳江紅. 安全儀表系統安全功能失效評估方法研究[D]. 中國礦業大學(北京),2010.

[5]車文毅. 半有源超高頻射頻識別標簽芯片的研究與設計[D]. 復旦大學,2010.

The Research and Application of Hebei Gas Cylinder Safety Management Tracing System Based on the RFID Technology

JIN Shumin*,LIU Qifen,LI Na
(The information Center of Hebei Provincial administration of Quality And Technical supervision,Hebei Shijiazhuang,050071,China)

Establishing Hebei gas cylinder safety management tracing system is an effective means and measure to promote the quality improvement of Hebei province. this study through building Hebei gas cylinder safety management platform,updating the flow of the business data of the cylinder in the RFID tag each time,to realize the exchange and sharing of information resources between different departments,to realize the full information control of the safety management of gas cylinders,so as to establish the Hebei gas cylinder safety management traceability system.

Cylinder safety; Tracing system; Quality promotion; Electronic tag

A

1672-9129(2017)06-0118-03

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2017.06.040

靳淑敏,劉齊芬,李娜. 基于RFID技術的河北省氣瓶安全管理追溯體系建設研究與應用[J]. 數碼設計,2017,6(6)： 118-119.

Cite：JIN Shumin,LIU Qifen,LI Na. The Research and Application of Hebei Gas Cylinder Safety Management Tracing System Based on the RFID Technology[J]. Peak Data Science,2017,6(6)： 118-119.

2017-01-23；

2017-02-27。

靳淑敏（1981-)，女，碩士研究生，河北省質量技術監督局信息中心，工程師，主要研究方向：信息化質量與標準。

Email：10031475@qq.com