基于RFID技術的鐵路貨場消防巡檢管理系統的研究

吳軍 楊香珍

摘要：為了改變鐵路貨場現有的粗放式消防安全管理模式，有效提升鐵路貨場消防安全風險管控，本文利用當前流行的物聯網技術，提出基于RFID的鐵路貨場消防巡檢管理信息系統的研究。系統構建了“貨運中心-經營部-貨運站”三級消防安全逐級管理機制，實現了鐵路貨場消防巡視檢查工作的網格化和信息化管理，提升了管理效率，a保障了鐵路貨場消防安全穩定。

關鍵詞：RFID;鐵路貨場;消防巡檢;信息系統

火災是威脅公共安全、危害人民生命和財產安全的嚴重災害之一，具有極大的破壞性，因此做好消防安全工作是關乎國計民生和社會安定的大事。鐵路貨場是貨主發送、存放、領取貨物的重要場所，貨場內不僅易燃貨物較多，還設置了油庫、氧氣乙炔庫等，消防隱患無處不在，因此貨場的防火工作尤為重要，否則一旦發生火災，后果不堪設想。

當前，國內大部分鐵路貨場的消防安全管理采用的還是粗放式管理，消防設施設備的登記管理、日常巡檢維護、消防區域監控等工作基本上仍以傳統的人工查驗、手工登記、紙質存檔為主，信息化程度非常低，隨著貨場安全管理的日益精細化，這種管理模式的弊端逐步顯現：一是貨場內消防設施設備數量多、編號不細，通過現有紙質臺賬來管理，不僅難度大且效率低;二是巡檢質量不高、監管難度大，由于手工填記巡檢記錄，存在造假可能，而監管層如果不到現場檢查就很難對巡檢質量及數量是否符合要求進行確認;三是貨場內消防設施設備的分布廣，除消防管理員外，其他人員很少能全部清楚，如火災發生地點偏僻的話，有可能會延誤救火的時機。為解決上述問題，本文利用當前流行的物聯網技術，研發基于無線射頻識別（RFID）的鐵路貨場消防巡檢管理信息系統，通過信息化精細管理使鐵路貨場的消防安全風險得到有效管控。

一、RFID技術工作原理及應用

RFID（Radio Frequency Identification）技術，又稱無線射頻識別，是一種非接觸式的自動識別技術，它可通過無線電訊號進行非接觸雙向通信自動識別目標對象并對相關數據信息進行讀寫。RFID技術是一項易于操控，簡單實用且特別適合用于自動化控制的靈活性應用技術，目前廣泛應用于物流、設備管理等各行各業。由于歷史原因，鐵路貨場與其他行業相比，管理水平上存在著一定的差距，主要表現在信息化應用水平相對較低。近年來，隨著國家運輸結構改革的推進，鐵路貨運迎來了高速發展的有利時機，但鐵路貨場整體管理水平不高，嚴重制約了發展。利用RFID等信息化技術促進管理模式的創新，將是提升管理水平的有效途徑。通過在鐵路貨場消防設施設備及重點區域安裝RFID電子標簽，標簽內置相關信息，采用RFID手持終端，對消防器材上的電子標簽進行讀取，實現消防器材的日常巡檢以及維護管理。

二、基于RFID技術的鐵路貨場消防巡檢管理信息系統研發

（一）系統需求分析

1.鐵路貨場消防管理組織結構

鐵路貨場消防管理實行的是“貨運中心、經營部、貨運站”三級管理負責制，貨運中心全面負責和指導其管轄范圍內各經營部、貨運站的消防安全管理工作，經營部負責和指導其管轄范圍內各貨運站消防安全管理工作，貨運站是消防安全工作的執行層，根據中心和經營部的要求完成日常管理和檢查工作。具體組織結構圖如下圖1：

根據管理組織結構劃分，系統將用戶分為貨運中心級、經營部級、貨運站級三種類型，系統管理員根據相關職責賦予用戶操作權限。

2.巡檢任務發布

根據消防安全管理職責要求，鐵路貨運中心向各經營部發布消防巡視檢查計劃并監督經營部和貨運站計劃的落實情況;經營部根據貨運中心的指令向各貨運站發布消防巡視檢查計劃并監督各貨運站計劃的落實情況，貨運站根據計劃完成巡視檢查任務。

消防巡視檢查任務內容主要是對貨場內的消防設施設備（消防栓、滅火器等）、消防重點區域（儲油庫、氧乙炔庫、水泵房、危險品庫等）及消防安全標志進行檢查，確保狀態完好，如發現問題立即向經營部消防管理員匯報，并由其聯系維保單位處理。

3.消防設施分布視圖及知識庫管理

基于貨場內只有部分人員參與消防安全管理工作，而相當部分工作人員對消防設施設備的分布及使用非常不熟悉，一旦發生火災，難免會手忙腳亂貽誤救火時機。為此系統為這部分人員提供了兩個功能：一是建立貨場消防設施設備分布視圖，在貨場地圖上標注所有消防設施設備的具體位置，通過點擊相關設備，還可查詢該設備的基礎信息、檢查痕跡等;二是建立消防知識庫，知識庫中分類存儲了滅火器等設備的使用視頻、安全知識、消防案例等內容，用戶可隨時學習有關知識。

（二）系統架構

系統整體架構由基礎層、數據層、支撐層、應用層、展示層組成，同時建立安全管理體系及相關業務數據標準體系，為系統的建設和使用提供相關規范標準。

基礎層：由互聯網、云計算中心組成，包括各類硬件設備（服務器、存儲設備、網絡設備、安全設備組成）、操作系統、數據庫、中間件系統等組成。Web應用服務器采用了Apache Tomcat 9.0，Tomcat是一個開源的輕量級Web應用服務器，在中小型系統和并發量小的場合下被普遍使用，是開發和調試Servlet、JSP 程序的首選。

數據層：設備信息、巡檢記錄、視頻文檔等各類信息數據，平臺數據庫采用MySQL 5.5.27版本，MySQL是一個關系型數據庫管理系統，它使用SQL語言用于訪問數據庫，是最常用標準化語言。

支撐層：由自主開發的中間件組成，包括統一身份認證、統一模塊權限、表單與工作流、報表展示工具等組成，可以提升開發效率。程序開發采用了當前最流行的Java應用開發框架Spring Boot V1.5.2，Spring Boot 是一個輕量級框架，可以完成基于Spring的應用程序的大部分配置工作。

應用層：鐵路貨場消防巡檢管理信息系統，包括消防設施設備管理、消防重點區域巡視檢查過程管理、設備地理分布視圖、知識庫信息發布及移動App等功能。移動App主要基于安卓系統進行開發，結合近場通信（Near Field Communication，簡稱NFC）技術使用戶用帶NFC功能的手機就可以方便完成巡視檢查任務。

展示層：統一工作門戶，不同的角色用戶可通過相應的安全認證后登錄系統。

安全管理體系：防火墻、入侵檢測等安全管理措施和功能權限管理。

數據標準化體系：根據相關要求建立內部數據標準。

系統架構如圖2所示：

（三）功能模塊說明

系統對鐵路貨場內消防設備及重點區域進行編號并分別綁定RFID電子標簽，通過射頻技術將標簽與服務器上存儲的數據信息相關聯，通過無線終端設備（或手機NFC功能）對RFID電子標簽信息的讀取，實現消防設備設施管理信息化、消防巡檢及故障信息推送、消防知識庫發布和統計數據自動獲取等功能，并建立貨場消防設施數據全視圖，真正實現鐵路貨場消防巡檢工作的信息化管理。由上所述，系統功能模塊分為消防設備設施管理模塊、消防巡檢作業模塊、知識庫管理模塊、統計分析模塊、系統管理模塊等五部分。

消防設備設施管理模塊：該模塊主要有設備基礎信息錄入、設備出入庫管理、設備相關信息查詢等功能。根據設備設施類別和所在區域進行編號，并將此編號作為系統中設備設施的唯一標識，定義設備設施管理數據表，表中字段包含了設備名稱、編號、位置、生產日期、有效日期、維修更換信息、是否在重點部位、保養人、區域及區域圖片信息等。

消防巡檢作業模塊：該模塊實現了消防巡檢任務管理及巡檢作業流程。根據上級部門發布的巡檢任務內容，作業人員按時對特定區域的消防器材及消防重點區域進行巡視檢查，檢查完畢后用手持帶掃描功能無線終端或帶NFC功能的手機對該點上的RFID電子標簽進行掃描打點，錄入檢查內容，有問題將推送到消防安全管理人員處進行處理。消防巡檢作業流程見下圖3所示：

知識庫管理模塊：該模塊實現了視頻、音頻、文檔等文件的上傳、審核、發布及瀏覽等功能。用戶可以通過該功能模塊上傳消防知識方面的多媒體格式文件，如滅火器使用方法音視頻、火災逃生知識等，文件上傳后需貨運中心級管理用戶審核后才可以進行發布，所有用戶都可以通過知識庫瀏覽學習發布后的文件。

統計分析模塊：該模塊實現功能有消防設備、巡檢作業等相關數據匯總及制表輸出、各部門消防安全工作評估及排名、消防設備到期提醒等，為管理層消防安全工作決策提供輔助分析。

系統管理模塊：該模塊實現了部門管理、用戶管理、角色管理、角色權限分配、貨場區域管理及系統參數設置等方面的功能。

三、結語

本文基于 RFID 技術設計了鐵路貨場消防巡檢管理系統，實現了對鐵路貨場消防設備設施巡視檢查工作的全流程信息化管理，從根本上解決了鐵路貨場內消防設備設施管理粗放、人員消防知識缺乏、巡檢工作質量無法保證等頑疾，切實有效地提升了鐵路貨場消防安全管理水平，目前該系統已在中國鐵路上海局集團有限公司金華貨運中心全面投入使用，并取得了較好的效果。

后續研發方向將對系統功能進行拓展，增加貨場內叉車、門式起重機等重點設備的巡視檢查管理功能，同時結合物聯網技術，利用各類傳感器對消防重點區域的相關環境數據進行實時監控，如儲油庫的溫度、氧氣乙炔庫的乙炔含量等，當數據異常時及時推送到相關管理人員，從而使險情及時得到響應和處置。