一、前言

我國是僅次于美國的世界危險化學(xué)品生產(chǎn)和應(yīng)用大國，目前，全國包括石油液化氣、天然氣在內(nèi)，擁有各類危險化學(xué)品氣瓶達(dá)一億多個，其中擁有充裝液化石油氣和天然氣的車載氣瓶，遍布出租車、公共汽車、線路車和私家車。

按照國家質(zhì)監(jiān)總局《氣瓶安全監(jiān)察規(guī)定》第二十七項要求，充裝單位應(yīng)在氣瓶上采用永久性標(biāo)識來對產(chǎn)權(quán)氣瓶建檔，由于氣瓶原始鋼印號目前存在編碼規(guī)則不統(tǒng)一、編碼有重復(fù)等情況，因此2004年國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局下發(fā)《關(guān)于氣瓶普查整治工作抽查辦法的通知》，要求逐步推廣氣瓶使用電子標(biāo)簽標(biāo)識；2005年8月17日，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗總局、國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局和國家環(huán)境保護(hù)總局聯(lián)合頒發(fā)的《關(guān)于發(fā)展危險化學(xué)品氣瓶安全專項檢查整治工作的通知》中，明確要求各充裝單位切實落實各項安全管理制度，采用電子標(biāo)簽等信息化手段對氣瓶實施安全管理。

二、    解決方案

本項目的建設(shè)在總體技術(shù)上將分解成二個部分。第一是系統(tǒng)平臺的建設(shè)部分；第二是電子標(biāo)簽、讀寫器和應(yīng)用系統(tǒng)的實施部分。

2.1 項目建設(shè)目標(biāo)

本項目主要建設(shè)目標(biāo)是：

1、針對氣瓶行業(yè)對電子標(biāo)簽、讀寫設(shè)備選型，完成車載氣瓶電子標(biāo)簽標(biāo)識。

2、建設(shè)面向政府和社會安全監(jiān)管部門的車載氣瓶安全監(jiān)管系統(tǒng)平臺。

3、為車載氣瓶充裝企業(yè)、檢驗機(jī)構(gòu)提供給與電子標(biāo)簽的安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)。

4、為實現(xiàn)車載氣瓶電子標(biāo)簽標(biāo)識管理提供技術(shù)保證。

2.2 項目內(nèi)容

本項目緊密結(jié)合氣瓶安全監(jiān)管信息服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)需要，主要項目內(nèi)容包括：

1、根據(jù)車載氣瓶行業(yè)特點，確定電子標(biāo)簽、讀寫器的選型；

2、車載氣瓶安全監(jiān)管信息服務(wù)平臺建設(shè)，包括：數(shù)據(jù)中心平臺、信息服務(wù)平臺、電子標(biāo)簽簽發(fā)子平臺、氣瓶充裝、檢驗數(shù)據(jù)采集與交換子平臺的建設(shè)；

3、應(yīng)用系統(tǒng)實施。環(huán)繞系統(tǒng)平臺和各子平臺的建設(shè)，組織相關(guān)應(yīng)用軟件布置實施。

2.3 技術(shù)特點與工藝路線

2.3.1 氣瓶電子標(biāo)簽特點

車載氣瓶電子標(biāo)簽產(chǎn)品特性包括防金屬屏蔽材料和防頻點漂移材料的選型、防轉(zhuǎn)移粘貼和合金ABS材料外殼封裝形式等。

諧振頻率： 13.80MHz±0.2MHz；

工作場強：不低于1.5A/m；

感應(yīng)距離：不小于4cm；

讀寫次數(shù) ≥10,000次

工作溫度：-20℃— +80℃；

儲存溫度：-40℃— +120℃。

2.3.2 讀寫器產(chǎn)品特點

本項目采用符合在危險場合中使用的防爆型電子標(biāo)簽讀寫器，支持ISO/IEC15693通信協(xié)議，內(nèi)含SAM卡模塊，采用折疊型天線，可方便在氣瓶瓶體表面狹小空間內(nèi)操作。

工作頻率 13.56MHz±7KHz；

工作場強 1.5A/m——7.5A/m；

防爆性能 符合ExibⅡCT4。

無線電干擾 符合GB9254 A級干擾極限要求；

輻射干擾 符合GB/T17626.4 要求。

工作溫度 -20℃—+80℃；

工作電壓 3.6VDC—4.2VD； 

工作電流 ＜150mA； 

單鍵壽命 ＞5萬次；

讀寫次數(shù) ＞1萬次；

讀寫速度 ＜1秒；

有效工作時間 ＞8小時； 

待機(jī)時間 ＞24小時。

2.3.3 氣瓶安全監(jiān)管信息服務(wù)平臺建設(shè)

基于電子標(biāo)簽的車載氣瓶安全監(jiān)管服務(wù)平臺建設(shè)的主要內(nèi)容是：氣瓶安全監(jiān)管數(shù)據(jù)中心建設(shè)、信息服務(wù)平臺建設(shè)、電子標(biāo)簽簽發(fā)子平臺建設(shè)、數(shù)據(jù)采集子平臺建設(shè)、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架及硬件環(huán)境的建設(shè)。

氣瓶安全監(jiān)管信息服務(wù)平臺總體框架如下圖：

2.3.4 氣瓶安全監(jiān)管應(yīng)用系統(tǒng)實施

氣瓶安全監(jiān)管應(yīng)用系統(tǒng)從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上可以分為氣瓶安全監(jiān)管信息數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)，標(biāo)簽簽發(fā)管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)，氣瓶監(jiān)管信息服務(wù)系統(tǒng)四個分系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)交換服務(wù)支撐系統(tǒng)五個部分。從下面的結(jié)構(gòu)描述圖上可以了解這五個部分在整個系統(tǒng)中所承擔(dān)的角色和相互間的關(guān)系。 

2.3.4.1 數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)

建立氣瓶監(jiān)管信息數(shù)據(jù)庫，為氣瓶監(jiān)管信息面向社會公眾查詢和監(jiān)管部門管理提供信息。氣瓶監(jiān)管信息數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)元按照氣瓶安全監(jiān)管應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)要求和氣瓶安全監(jiān)管的業(yè)務(wù)要求將包含氣瓶基本檔案數(shù)據(jù)，氣瓶充裝信息數(shù)據(jù)，氣瓶檢驗信息數(shù)據(jù)，氣瓶配送流轉(zhuǎn)信息數(shù)據(jù)等安全監(jiān)管信息內(nèi)容。

2.3.4.2 數(shù)據(jù)交換服務(wù)支撐系統(tǒng)

數(shù)據(jù)交換服務(wù)支撐系統(tǒng)承擔(dān)將各個充裝、檢驗環(huán)節(jié)的信息采集系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)。數(shù)據(jù)交換服務(wù)支撐系統(tǒng)是整個信息系統(tǒng)信息交換和信息共享的支撐系統(tǒng)。

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2.3.4.3 標(biāo)簽簽發(fā)管理系統(tǒng)

根據(jù)標(biāo)簽簽發(fā)的業(yè)務(wù)流程模式，方案將電子標(biāo)簽簽發(fā)系統(tǒng)分為電子標(biāo)簽初始化和電子標(biāo)簽發(fā)行兩個子系統(tǒng)。

電子標(biāo)簽初始化包括芯片初始化和標(biāo)簽后封裝產(chǎn)品表面的印刷兩個過程。

在標(biāo)簽芯片初始化處理過程中，系統(tǒng)完成氣瓶基本信息和氣瓶合法行認(rèn)證信息向芯片內(nèi)的寫入。

標(biāo)簽產(chǎn)品表面印刷，完成在標(biāo)簽表面印制使用企業(yè)名稱縮寫、氣瓶使用登記代碼組成的可視信息。

2.3.4.4 數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是分布于各個車載氣瓶充裝及氣瓶檢驗機(jī)構(gòu)的信息管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的功能是采集氣瓶業(yè)務(wù)信息。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)布置在企業(yè)內(nèi)需要對氣瓶進(jìn)行管理監(jiān)督的各個環(huán)節(jié)，為滿足不同企業(yè)、不同種類車載氣瓶的數(shù)據(jù)采集和不同類型企業(yè)的生產(chǎn)流程，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)建設(shè)滿足以下條件：

有極強的適應(yīng)能力來處理各種車載氣瓶應(yīng)用以及各種業(yè)務(wù)流程的組件。

能夠以安全、可靠、快速的配置和部署實現(xiàn)跨應(yīng)用、部門、區(qū)域的數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)流程的連接。

支持增加新的服務(wù)以滿足發(fā)展的需要。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)根據(jù)應(yīng)用單位的業(yè)務(wù)類型分為兩個分系統(tǒng)，即充裝企業(yè)系統(tǒng)及檢驗機(jī)構(gòu)系統(tǒng)。各分系統(tǒng)由兩部分組成，其中包含嵌入式業(yè)務(wù)應(yīng)用和后臺管理系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下所示。

嵌入式業(yè)務(wù)應(yīng)用是在電子標(biāo)簽讀寫終端的開發(fā)環(huán)境下二次開發(fā)完成，研制的內(nèi)容主要是針對各項業(yè)務(wù)，比如充裝、檢驗等，按照管理部門對氣瓶的安全管理要求，予以開發(fā)完成。

后臺管理系統(tǒng)是對各類氣瓶建立檔案，并對其身份、質(zhì)量、檢驗記錄實施全面管理，建立完整的充裝、檢驗記錄，實現(xiàn)各個環(huán)節(jié)的全過程控制。

采用RFID中間件構(gòu)建數(shù)據(jù)采集服務(wù)

采用成熟的中間件技術(shù)，利用其高性能的設(shè)計屬性，使得系統(tǒng)的高性能在底層基礎(chǔ)技術(shù)環(huán)節(jié)得到充分的保障；同時RFID中間件提供的一致的調(diào)用接口和面向服務(wù)式的系統(tǒng)設(shè)計要求，使得系統(tǒng)的建設(shè)在技術(shù)框架上的一致的，這也使得應(yīng)用層面的實現(xiàn)的質(zhì)量得到保障；兩者結(jié)合，為系統(tǒng)提供高性能運行能力。數(shù)據(jù)采集構(gòu)架如下圖： 

采用RFID中間件，可以屏蔽不同RFID硬件上的差異，使得系統(tǒng)的建設(shè)在RFID硬件上的選擇可以多樣化；可以屏蔽不同數(shù)據(jù)庫的差異；可以屏蔽RFID數(shù)據(jù)訪問接口的差異。RFID中間件的引入，可以適應(yīng)不同企業(yè)應(yīng)用環(huán)境上的差異，適應(yīng)不同規(guī)模企業(yè)不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境上的差異，提供靈活部署的能力（集中式，分布式，脫機(jī)/聯(lián)機(jī)方式等）；可以適應(yīng)不同氣瓶管理規(guī)模的要求，提供多樣化的接口標(biāo)準(zhǔn)，方便與現(xiàn)有系統(tǒng)的對接。

2.3.4.5 車載氣瓶自動充裝切斷系統(tǒng)改造

自動充裝切斷設(shè)備的通訊采用PROFIBUS總線或串口方式，與此對應(yīng)電子標(biāo)簽讀寫設(shè)備也采用PROFIBUS總線或串口方式。在加氣站的加氣機(jī)安裝電子標(biāo)簽讀寫模塊，電源由儀表箱內(nèi)提供，為直流24V。

電子標(biāo)簽讀寫模塊通過PROFIBUS總線模塊連到加氣機(jī)總線或通過串口方式通訊，由后臺系統(tǒng)接受數(shù)據(jù)后再轉(zhuǎn)成標(biāo)準(zhǔn)格式，經(jīng)處理完成再傳回充裝儀表顯示。傳輸?shù)耐ㄓ崊f(xié)議由PROFIBUS模塊自帶，通訊格式應(yīng)符合幀頭、長度、命令、校驗和結(jié)束幀等格式。電子標(biāo)簽?zāi)K需要傳送的數(shù)據(jù)有標(biāo)簽UID、氣瓶號等信息。電子標(biāo)簽?zāi)K外殼做到密閉、牢固、抗酸堿，外帶指示燈和蜂鳴器。

2.3.4.6 信息服務(wù)系統(tǒng)

信息服務(wù)系統(tǒng)包括政府監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)和企業(yè)與社會公眾服務(wù)系統(tǒng)。

1）政府監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)

車載氣瓶登記審核系統(tǒng)

監(jiān)管查詢系統(tǒng)

統(tǒng)計分析系統(tǒng)

2）企業(yè)與社會公眾服務(wù)系統(tǒng)

建立氣瓶公共信息服務(wù)網(wǎng)站，向相關(guān)企業(yè)和社會公眾開放車載氣瓶來源、氣瓶各項安全指標(biāo)、充裝和檢驗等相關(guān)信息的查詢，實現(xiàn)政府氣瓶監(jiān)管工作的公開和高效管理。主要實現(xiàn)的功能包括：氣瓶使用登記信息查詢、氣瓶充裝流轉(zhuǎn)信息查詢、氣瓶檢驗信息查詢。

三、    項目風(fēng)險分析、經(jīng)濟(jì)效益及社會效益分析

3.1 項目風(fēng)險分析

技術(shù)風(fēng)險

本項目采用成熟產(chǎn)品已不存在新品開發(fā)，技術(shù)風(fēng)險較小。

生產(chǎn)風(fēng)險

本項目采用當(dāng)前成熟產(chǎn)品，由產(chǎn)品供方確保生產(chǎn)質(zhì)量，故而生產(chǎn)風(fēng)險也很小。

資金風(fēng)險

高科技產(chǎn)品相對利潤率較高，在開始項目推廣過程中，只考慮優(yōu)質(zhì)客戶，保證資金可及時回收，所以周轉(zhuǎn)資金需求量不大，因而風(fēng)險并不大。

市場風(fēng)險

本項目具有良好的市場前景，市場風(fēng)險很小。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益和社會效益分析

1.社會效益：系統(tǒng)的應(yīng)用給定每個車載氣瓶一個唯一身份號碼，利用電子標(biāo)簽的身份識別和自動識別功能，對氣瓶檢驗、充裝等信息實行計算機(jī)管理，實現(xiàn)氣瓶安全狀態(tài)、物理位置等全程監(jiān)控，以此遏制偽劣氣瓶流入市場，保證危險化學(xué)品充裝、檢驗和使用安全，提高安全監(jiān)管能力和應(yīng)急處理能力。

2.經(jīng)濟(jì)效益：車載氣瓶通過采用電子標(biāo)簽標(biāo)識，包括電子標(biāo)簽、讀寫設(shè)備、應(yīng)用軟件和服務(wù)平臺建設(shè)的投入，就有可能為RFID產(chǎn)業(yè)帶來廣闊市場，應(yīng)用與市場前景看好。

3.帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展：該系統(tǒng)的相應(yīng)的技術(shù)，可在其他類型氣瓶、危險化學(xué)品、特種設(shè)備、公共安全設(shè)施等領(lǐng)域的安全監(jiān)管中推廣應(yīng)用，為RFID產(chǎn)業(yè)帶來巨大市場。