一、引言

物流领域历来是创新迅速的领域，随着铁路货场向仓储物流中心的发展。我国铁路运输作为国民经济的一个重要部门，实现运输信息化，提高运输效率，已是铁路发展的必经之路。

在铁路信息化建设中，运输可视化是必不可少的建设环节，通过对货物运输的可视化掌控，为货主提供好的服务，为铁路管理部门提供详细便捷的运输信息，提高运输竞争能力。目前铁路运输正处于信息化多方面发展的建设阶段，要实现跨越式的发展，须引入新技术和新管理方法。

将RFID技术应用于铁路运输信息化建设中，对铁路运营管理提供有力的数据基础，以及有效、快速、准确的技术保障。

二、货运站存在问题

工作方式落后，工作效率低下

库存使用率无法管控

作业流程不精炼，重复性工作较多

对库存的管理不能实时管理，人工成本高

安全和效率之间的冲突

货物盗窃严重，监控力度薄弱

进出库操作混乱

仓库货品属性不清晰、堆放混乱、盘点不准确

三、项目目标

将RFID技术应用于铁路货场管理，通过电子标签和读写器设备获取货场的实时数据信息。

1、货场货物实时的信息监控管理和信息采集

2、货场的货位以及货物的进出实现高技术手段管理

3、实现铁路运输准确发送、精准核算、可视透明，较大限度提高工作效率

4、提供更完备的基础数据，提高运输效率和经济效益

四、整体系统架构

五、系统网络结构

六、货场智能管理系统设计方案

系统设计原则

1、先进性：采用现有新的技术，使系统具有强大的发展潜力

2、可靠性：系统采用成熟可靠的技术和设备，减少故障的发生

3、可维护性：系统故障易于排除，信息日常操作管理简便快捷

4、实用性：满足项目实际的技术要求和实用的需要

5、安全性：系统设计规范，采用多种措施防止不安全事件发生

6、可扩展性：系统设计在满足铁路项目技术规定下，实现后期的平滑扩展应用

七、RFID工作原理

采用FRID射频识别技术管理仓储物资的主要目标是实现：

非接触自动识别仓储物资属性

管理仓储物资的准确性及数量

采用自动化办自动化的识别方式，提高盘点的准确性和操作效率

准确定位仓储物资的存放情况

建立一个统一的资产数据库，为资产的整个监管提供可靠的一句

八、货场智能管理系统设计方案

物流站货场智能管理系统组成：

1、整体货物货场管理系统

2、散堆装货场管理系统

3、货场集装箱管理系统

4、网络通信平台

九、整体货物货场管理系统

铁路物流站货场集中存放了多种物资，在对存放的这些货物要进行实时有效的管理和控制，传统的管理方式已难以满足实际的要求。

采用先进的新型RFID技术对物流站货物进行科学信息化的管理，优化现有的工作流程，实现货场的实时监控和数据信息采集，快速的数据传输和交换，提高货场管理工作效率，为可视化运输提供有力的数据和技术信息；准确标注货场货物的停放、货位的使用详细情况。

RFID技术的整体货场管理应用从根本上解决了铁路运输企业在发展中存在的困惑疑难，提升了整个货物货场的高速使用效果和运输快速发展的趋势。

十、整体货物货场管理系统

当货场收到列车到站的预报信息后，通过计调进行排班，对工人进行安排，列车到站后，叉车上安装了叉车标签、托盘标签、货物标签、工牌标签和探头。当叉车进入仓库大门时，仓库门两侧的读卡器会读取叉车上对应标签上的信息，并且通过标签数据判断入库的状态，墙面的标签会读取叉车的卸货状态进行触发探头进去图片抓取，上传到服务器，在通过叉车司机的终端指令以及工牌确认所卸货的信息（重量、品名、数量等相关信息），至此整个入库操作完成。

当叉车进入到出库警告线内，在结合探头对叉车卸货的信息以及司机的终端设备指令，判断为卸货操作，此时系统会抓取一张现场图片上传到服务器。此时出库操作完成。

货场系统整理运行流程图如下：

十一、货场内运输车辆管理

大型货场内货物的调度转移需要动用货场内的运输车辆，利用RFID技术有效的对场内运输车辆进行管理调用。

在每一辆货场内的运输车辆上安装一个RFID车辆电子标签，包含了该车辆的具体信息以及操作人员相关信息，在使用运输车辆搬用货物时，通过手持读写器确定该车辆的具体信息，待确定完成后进行具体的工作操作，依此保证了货物在搬运中车辆的具体管理及货物的安全性。

十二、货物进出货场管理

在整个货场的管理中，货物在货场进出口管理也是不可忽视的重要环节之一。

1、集装箱货物出入对于集装箱货物进出货场时，通过门口安装的固定式读写设备自动采集集装箱电子标签信息，从而有效的保证货物的快速验证通过。

2、散装货物出入对于散装的货物，在出入货场时，首先将带有电子标签的货物放在的叉车上，经过出入口时货物标签自动被固定读写设备采集信息，然后将货物装载到指定的运输车辆上。

十三、散堆装货场管理系

由于散堆货场的特殊性，管理者对货场堆放的各种货物以及货位不能及时的了解其具体状况，对货场的堆位调用无法及时的处理。通过采用RFID技术对散堆装货场进行多方面有效的管理，使其能够发挥应有的使用效果。

在散堆装货场，我们采用货位电子标签、托盘电子 标签管理货场货物的放置情况，工作人员利用手持RFID设备采集货场堆位 标签信息及时上传管理中心，从而提高了工作效率，使得的货场使用率较大化。

通过RFID手持读写器及时采集散堆货场的货位标签、托盘标签信息，有助于管理者及时对散堆场货位管理和调度

十四、智能管理系统优势

1、RFID技术具有很强的环境适应性，抗干扰能力强，可全天候使用，不受污染与潮湿的影响，为铁路货场货物装载提供准确信息。

2、通过RFID技术，使用手持读写设备进行货物盘点和查找，大大提高了工作效率，为实现快速运输提供了保证。

3、智能管理系统对货物数据传递进行精细管理，减少信息传递过程中人为泄密的因素，增强了货物信息的保密性，减少了诸多不安全因素。

4、RFID智能管理系统为铁路货场向仓储物流中心的发展提供了强有力的技术支持和坚强后盾

十五、货场货位管理系统

全程条码化管理

通过对商品、货位、容器、订单、批次的条码化管理（一维、二维、RFID卡），实现库内无纸化作业。

十六、管理系统设备介绍

u RFID电子标签RFID电子标签

RFID电子标签作为物体信息存储的载体，根据铁路物流站货场项目的实际情况，我们将采用有源和无源高频电子标签相结合的方式管理货物。

u RFID读写器

RFID读写器是货场智能管理系统重要的硬件组成部分，通过射频信号完成对电子标签的信息读写操作，并将采集到的标签数据传输到管理中心处理。

按照RFID读写器的应用场所将读写器划分为以下几类

l 固定式读写器

l 便携手持读写器

l 桌面式读写器

十七、系统总体架构

系统软件主要由仓储管理服务端系统、仓储管理客户端系统、手持业务系统、固定式读写器业务系统、资产数据库等几部分组成。

u 应用终端层：主要是指仓储管理系统的设备终端。

u UI层（用户界面层）：展现给货源站管理人员的后台管理页面

u 核心业务层：实现物资管理系统的核心业务功能

u 功能层：为系统的基础功能模块

u 数据库层：为系统的底层数据存储，包括业务数据和系统数据

十八、系统软件主要功能

基于RFID仓储管理系统软件的功能框架如图所示，包括电子标签发放管理模块、物资入库管理模块、物资出库管理模块、物资巡检和盘点模块、防盗报警功能模块、物资调拨追踪管理模块、用户权限管理模块、系统管理及维护模块等。如图：

十九、软件主要模块设计

(1)标签发放管理

电子标签作为仓储物资（如托盘垛位、纸箱物质、吨袋、单独设备）的身份标识，在标签贴放到物资前，完成对电子标签的编码、

物资属性信息的录入等操作。将标签的ID信息与物资的属性信息（名称、数量、质量、生产厂家、生产日期、保质期限、仓库堆放位置等），通过标签发放挂管理软件进行关联后，上传到后台数据库中，以便日后进行管理。

标签贴标模块的操作包括：

统计贴标签物资的全部属性，并录入标签发放管理系统内。

读写器读取标签的ID信息，上传到系统后，系统自动关联两者信息；

读写器将关键信息写入电子标签的存储器中；

按照规定，将标签贴放到物资制定的位置

通过标签发放软件操作后，标签里记录了物资的关键基本属性信息，也即完成了标签ID与物资属性的绑定，在随后的操作中，这一信息将存在。

(2)物资入库管理

这里的物资入库，指贴有电子标签的物资进入仓库。

当物资进入仓库入门时，贴放在物资的电子标签被固定式读写器读取到标签信息，物资的信息显示在仓库工作站（PC）的仓库管理系统上，由仓管人员确认。入库信息后上传到后台数据库中，并完成物资入库信息录入操作。

如果采用手持机对入库进行管理，则类似于固定式读写器的操作流程：仓管员用手持机读取物资上的电子标签，标签信息，仓管员确认物资与信息相符后，通过无线通信链接将数据上传到后台操作系统。

仓库的进出动作的判断，可以使用红外对射、地感触发等技术进行自动判断，也可以通过仓管员的手动操作确认进出来获得。根据现场的应用环境可以灵活的处理。软件处理上对入库动作的设计也会由应用情况的不同。

(3)物资出库管理

流程图如下：

与物资入库管理类似，出库属性与入库信息会有不同，但基本的思路这里不再阐述。

(4)物资巡检和盘点

仓储物资的巡检是指：工作人员佩戴RFID手持机逐一扫描仓库内的物资标签，当扫描到贴放在设备上的电子标签时，电子标签内的设备信息显示在RFID手持机显示屏上。工作人员核对电子标签信息与实际物资吻合后无误后，实时或者在规定实际，将巡检的结果上传到后台服务器进行处理。手持机主要通过无线通信（WIFI或者GPRS）的方式与仓储管理后台数据库进行数据交互。

后台数据库服务器在接收到前端工作人员巡检采集的数据后，生成当日巡检清单。以便形成当日资产判断表。供货源火车站管理中心审核

(5)物资查询及定位

作为物资管理，往往会遇到这样的情况，仓管员需要知道某批次的特定物资存放的区域、物资属性、物资的存放情况等，以便补充物资或者调拨出库该类物资，实现高线、自动化的物资管理。图片那个呀，对于现有物资存放的垛位、货架信息等，可以通过系统信息快速有限的定位出来，以便人工核查与处理。

可查询的仓储物资主要通过关键信息的检索来获取，比如物资的产品固件属性信息等等。应用系统可以通过关键信息的组合检索功能，快速准确的检索出查询的信息，定位相关目标物资到垛位、货架位置等方位上。查询结束后，将查询结果递交给操作员，等待处理。

仓储管理系统中可被查询的关键信息包括：

物资的固有属性信息（产品信息、质量、数量等）

物资入库的属性信息（入库时间、入库批次、入库操作员）

物资存放信息（存放位置、存放变更信息、盘点输出表）

物资归属者信息（归属者单位、姓名等）

仓储变更及物资调拨信息

设备的折损情况

物资之间的关联信息

(6)防盗报警功能

用于RFID技术采用非接触的射频自动识别技术，而高频RFID技术又能远距离自动识别。因此，防盗报警方面也具有相当的应用价值，防止物质在使用过程中出现调换、丢失等现象的出现。

这里，物资的非法进出库主要包括：没有安装电子标签的物资被非法人员进出库；装有非法标签的物资被非法进出库。没有安装电子标签的物资进出库的报警主要通过红外对射防盗器或热探测器等来处理。

装有防盗报警功能的RFID资产管理系统，装有电子标签的物资在经过读写器识别区域内时，电子标签被读写器读取到，报警后台系统通过判断，得知此物资为非法出库物资，随即发出报警指令，由报警器发出报警信号（声光提示或远程报警提示），RFID报警功能是高频本身的协议功能，底层能快速处理标签扫描结果，并上传到后台来处理。

非法标签包括：标签内的设备信息与设备实际固件不匹配；标签不是通过标签系统发放的合法标签，被恶意调换。

(7)物资的调拨及追踪管理

物资在调拨中，除了始发点的出库信息和目的点的入库信息，还要对物资的运输过程、转手情况进行实时的，可寻迹的查询和追踪。通过手持机及其GPRS实时数据的交互功能就可以完成对物资调拨的追踪管理，结合GPS卫星定位系统等，就可以实现随时随地全流程的物资调拨追踪管理。

(8)用户权限管理

安全性是信息系统要考虑的重要问题，当不同角色的用户登录到系统中时，

为防止用户的非法操作和非法用户的入侵，就要对用户进行分角色的权限管理。

如标签发放功能是使用者具有制作标签的权限，而没有仓库管理的权限，而且每个操作员都有一个专属的操作账号和密码，以便监督管理员的工作记录。非法用户的登录将收到权限拒绝和报警提示。

(9)系统管理及维护

系统管理主要完成系统运行的参数进行校正，维护等。完成权限分配、数据表单的增加、修改、删除等操作

二十、标签贴放的方案

电子标签作为标识仓库货物的标志，在贴放的时候要特别注意。因为标签的贴放直接关系到读写器天线的安装方式和标签读写效果。为了获得了良好的对写效果，读写器的极化方向要与标签的极化放心一致。

这里将标签的主要分为抗金属标签和非抗金属标签，来标识不同介质的货物。

扛金属标签是贴放在金属货物表面的，扛金属标签（包括卡片，不干胶等）主要贴放在非金属货物标签。像木箱、帆布包、塑料袋子、纸箱等货物均可以通过非金属标签来标识。

在仓储管理中，主要采用托盘级管理，即一个托盘上的货物作为一个单位来完成入库、出库、盘点等操作。一般在贴放标签时，一个托盘帖上一张标签来标识，贴放的位置，根据具体的托盘货物堆放方式来确定。