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基于rfid技術(shù)下鐵路設(shè)備巡檢平臺設(shè)計研究
發(fā)布時間：2024-05-22一直以來，傳統(tǒng)鐵路電力設(shè)備人工巡檢方式存在設(shè)備信息記錄不清晰、不完整、設(shè)備履歷表存放地點混亂、更新不及時的情況。從鐵路運營生產(chǎn)、設(shè)備大修更新改造對既有電力設(shè)備數(shù)量及參數(shù)信息準確性要求出發(fā)，結(jié)合RFID技術(shù)特點，提出將其應(yīng)用于鐵路電力設(shè)備管理的基本技術(shù)方案 ：一方面提高鐵路局供電段設(shè)備管理能力，另一方面為鐵路大修改造工程提供及時準確的數(shù)據(jù)支撐。
信息化是鐵路發(fā)展的必由之路，將信息技術(shù)與企業(yè)管理理念融合可有效提升鐵路系統(tǒng)整體的運營、維護和服務(wù)水平。當前已有相當一部分供電段通過使用鐵路供電管理信息系統(tǒng)來處理日常工作和事務(wù)。
RFID技術(shù)是通過空間電磁或電感耦合的非接觸方式，實現(xiàn)雙向通信并交換數(shù)據(jù)的技術(shù)，讀寫時人員與電力設(shè)備可保持安全距離，數(shù)據(jù)采集快，操作簡單，適用于離散設(shè)備的巡檢。
鐵路電力設(shè)備巡檢系統(tǒng)主要包括PC端、PDA、RFID電子標簽，巡檢管理信息系統(tǒng)、發(fā)/讀卡器、服務(wù)器、網(wǎng)關(guān)等。
在開展正常的設(shè)備巡檢工作之前，應(yīng)先將電力設(shè)備按照鐵路局內(nèi)既有線管理辦法統(tǒng)籌分類，各類設(shè)備分配唯一標識RFID電子標簽，RFID標簽內(nèi)寫入設(shè)備的履歷和安裝后運維信息等。由于鐵路電力設(shè)備布置在鐵路線路沿線或車站附近，設(shè)備分散且沿線無鐵路內(nèi)網(wǎng)接入點，RFID讀寫器采集的設(shè)備信息需要先存儲在PDA中，再由移動公網(wǎng)（WiFi/4G/5G）與鐵路外網(wǎng)服務(wù)器進行數(shù)據(jù)傳輸，通過隔離網(wǎng)閘將安全的數(shù)據(jù)傳送回鐵路內(nèi)網(wǎng)。
RFID手持終端設(shè)備實現(xiàn)讀、寫RFID電子標簽，信息存儲，設(shè)備間通訊的核心功能。由核心板和功能板組成，其中核心板由MCU主控芯片及各 FPC 柔性功能板接口組成，功能板由RFID模塊、藍牙模塊、電源模塊、TF卡槽等組成。
目前，鴻羽820具有的4dBi圓極化天線是適用于UHF頻段RFID應(yīng)用場合的通用型遠場天線，具有小體積、高增益、低駐波、方向圖對稱性好、低軸比等特點，可廣泛適用于各種惡劣環(huán)境。
鐵路RFID巡檢系統(tǒng)總體架構(gòu)由RFID讀寫器、傳感器、數(shù)據(jù)處理中心及用戶界面組成支持實時數(shù)據(jù)采集、遠程數(shù)據(jù)傳輸和本地數(shù)據(jù)存儲實現(xiàn)對鐵路電力設(shè)備的快速識別與狀態(tài)監(jiān)測。
在核心模塊劃分上，RFID標簽與RFID讀寫器實現(xiàn)設(shè)備唯一識別傳感器模塊負責收集環(huán)境數(shù)據(jù)與設(shè)備運行參數(shù)數(shù)據(jù)處理模塊負責信息整合與分析
設(shè)備巡檢員使用RFID讀寫器收集設(shè)備信息數(shù)據(jù)通過傳感器模塊同步至數(shù)據(jù)處理中心系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)并向巡檢員提供設(shè)備狀態(tài)報告。
在RFID配置選型中選擇超高頻、遠距離讀取的RFID設(shè)備，確保RFID讀寫器與現(xiàn)有鐵路電力設(shè)備兼容性同時考慮設(shè)備在復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定性能。部署溫度、濕度、震動等傳感器實時監(jiān)測環(huán)境與設(shè)備狀態(tài)，利用模擬與數(shù)字信號轉(zhuǎn)換技術(shù)確保數(shù)據(jù)準確性，設(shè)計傳感器網(wǎng)絡(luò)以提供全方位的數(shù)據(jù)覆蓋。
在系統(tǒng)軟件架構(gòu)中采用模塊化設(shè)計便于維護與升級，支持多種數(shù)據(jù)格式以確保數(shù)據(jù)交換的靈活性，設(shè)計中間件實現(xiàn)不同系統(tǒng)間的集成。數(shù)據(jù)庫構(gòu)建包含巡檢項、設(shè)備信息、操作人員等數(shù)據(jù)表，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的查詢優(yōu)化以支持快速數(shù)據(jù)檢索，設(shè)計數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)流程以確保數(shù)據(jù)完整性。所構(gòu)建信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理與分析算法實現(xiàn)數(shù)據(jù)預(yù)處理以過濾噪聲和異常值，應(yīng)用機器學習算法進行設(shè)備狀態(tài)預(yù)測同時利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)優(yōu)化巡檢路線與頻率。
