0 引言

當(dāng)災(zāi)害特別是特大災(zāi)害發(fā)生后，為了快速有效地?fù)尵群桶仓檬転?zāi)人員，達(dá)到時(shí)間效益最大化和災(zāi)害損失最小化，必要的救助設(shè)施設(shè)備、醫(yī)療藥品器械、生活用品等應(yīng)急物資必須及時(shí)運(yùn)送到災(zāi)區(qū)。如何將應(yīng)急物資以最短時(shí)間最有效地送至災(zāi)區(qū)的問題受到廣泛的關(guān)注。

近年來，RFID技術(shù)在許多領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。在物流領(lǐng)域，特別是在應(yīng)急物資配送過程中，采用RFID技術(shù)能夠自動(dòng)準(zhǔn)確地標(biāo)識(shí)和描述物資信息，不僅可以減少勞動(dòng)力，提高工作效率，還可以在各個(gè)環(huán)節(jié)跟蹤物資，實(shí)時(shí)掌握物資的動(dòng)態(tài)資訊，為合理配送應(yīng)急物資發(fā)揮重要的作用。

1 RFID在應(yīng)急物資配送中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

目前，我國(guó)應(yīng)急物資配送管理系統(tǒng)較多使用條碼技術(shù)來標(biāo)識(shí)和采集物資信息，這雖然在一定程度上實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和管理，但是，條碼技術(shù)自身存在不可克服的缺陷。例如，條碼標(biāo)簽暴露在外，易撕裂、污損甚至脫落，使用壽命短；存儲(chǔ)信息量少，不可重寫，保密性差；識(shí)讀受距離和角度的限制，易受干擾；條碼標(biāo)簽在物資出發(fā)后無法實(shí)時(shí)跟蹤在途物資的位置、狀態(tài)等信息，同時(shí)實(shí)際需求或路況發(fā)生變化時(shí)無法及時(shí)將在途物資重新調(diào)配。條碼技術(shù)不能滿足突發(fā)事件對(duì)應(yīng)急物資信息準(zhǔn)確、可靠、快速、高效傳輸、采集、處理和交換、動(dòng)態(tài)管理等的要求。

RFID技術(shù)可克服條碼技術(shù)的缺點(diǎn)：它將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在芯片中，數(shù)據(jù)的讀取無需接觸光源，可穿透包裝“感知”閱讀；存儲(chǔ)信息多且更改自如，密碼保護(hù)安全性高；包裝封閉性好，防水、防磁、耐高溫、使用壽命長(zhǎng)，因此對(duì)環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，能適應(yīng)諸如灰塵、油污、振動(dòng)以及存在其他遮擋物的環(huán)境；讀取距離遠(yuǎn)、速度快，可對(duì)高速物體進(jìn)行識(shí)別甚至可同時(shí)識(shí)別多個(gè)物體；物資運(yùn)輸過程中可實(shí)時(shí)跟蹤。RFID技術(shù)易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化，滿足應(yīng)急物流對(duì)種類多、流量大的信息的快速收集與處理的需求。采用RFID技術(shù)取代條碼技術(shù)，與信息系統(tǒng)（計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等）集成，不僅可以提高應(yīng)急物資信息數(shù)據(jù)采集、傳輸、樹立的快速性和準(zhǔn)確性，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)急物資的可視化實(shí)施跟蹤，提高應(yīng)急物資配送的靈活性和安全性。RFID技術(shù)簡(jiǎn)化了應(yīng)急物資配送的中間環(huán)節(jié)，節(jié)省時(shí)間、人力，提高了應(yīng)急物資配送管理的效率，達(dá)到應(yīng)急的目的。

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2 RFID應(yīng)急物資配送管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

針對(duì)目前應(yīng)急物資配送中普遍存在的工作效率較低、物資配送不合理、物資出入庫管理混亂等問題，在現(xiàn)有物資配送倉庫管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，充分利用RFID的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建了基于RFID技術(shù)的應(yīng)急物資配送管理系統(tǒng)（EMDMS）。

2.1 系統(tǒng)總體框架的設(shè)計(jì)

基于RFID的應(yīng)急物資配送管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用3層架構(gòu)（如圖1）：數(shù)據(jù)采集終端設(shè)備層、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)層和數(shù)據(jù)中心管理層。數(shù)據(jù)采集終端設(shè)備層主要包括標(biāo)識(shí)庫位、物資和托盤的各類RFID標(biāo)簽，分布在倉庫不同位置的RFID天線，固定式RFID讀寫器，無限手持式RFID讀寫器，叉車、巷道推垛機(jī)和運(yùn)輸車的車載天線及車載電腦，運(yùn)輸車輛車載GPS及RFID讀寫器等。其主要功能是采集應(yīng)急物資信息、應(yīng)急物資在庫貨位信息、應(yīng)急物資在途信息等。數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)層主要包括覆蓋整個(gè)配送中心倉庫區(qū)的無限域網(wǎng)絡(luò)和路由器等相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及運(yùn)輸監(jiān)控用GPRS無線網(wǎng)絡(luò)。其主要功能是傳輸、匯總和過濾各數(shù)據(jù)采集終端所收集的信息至數(shù)據(jù)庫，以供數(shù)據(jù)中心管理層調(diào)用。數(shù)據(jù)中心管理層主要由RFID數(shù)據(jù)庫、GPS數(shù)據(jù)庫、EMDMS服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心服務(wù)器、各種控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)及客戶端組成。其主要功能是用于RFID數(shù)據(jù)及GPS數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和交換，與EMDMS數(shù)據(jù)集成來完成整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控管理，并提供外部訪問入口，以供外部人員查詢監(jiān)管。由于此設(shè)計(jì)方案遵循RFID產(chǎn)品電子代碼EPC標(biāo)準(zhǔn)，可進(jìn)行擴(kuò)展，與EPC物資網(wǎng)絡(luò)對(duì)接，用于構(gòu)建基于EPC物聯(lián)網(wǎng)的EPC信息存儲(chǔ)服務(wù)器（EPC-IS），完成應(yīng)急物資與互聯(lián)網(wǎng)的相互連接，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈的上游與下游的信息共享與數(shù)據(jù)交換，以及智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。

圖1 應(yīng)急物資配送管理系統(tǒng)總體框架

2.2 系統(tǒng)的硬件平臺(tái)

1）RFID標(biāo)簽

RFID標(biāo)簽是應(yīng)急物資信息的載體。在應(yīng)急物流中，應(yīng)根據(jù)應(yīng)急物資重要程度和特殊需求來選擇不同性能參數(shù)的RFID標(biāo)簽，如標(biāo)簽的讀寫距離、應(yīng)急物資保密程度、標(biāo)簽表面印刷等要求。

2）RFID數(shù)據(jù)采集終端設(shè)備及通信方式

RFID數(shù)據(jù)采集終端設(shè)備按應(yīng)用場(chǎng)合不同，采用固定式讀寫器和無線手持式讀寫器等。固定式讀寫器可單獨(dú)使用，也可模塊與系統(tǒng)集成使用，同時(shí)可接連不同區(qū)域或角度的多個(gè)天線，分時(shí)描述RFID標(biāo)簽，通過通信接口與相關(guān)設(shè)備連接。采用RS-485串口通信電路和TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信接口電路與PC即進(jìn)行通信。無線手持式讀寫器單獨(dú)使用，便于采集RFID標(biāo)簽的信息，通過無線局域網(wǎng)將信息傳至RFID信息數(shù)據(jù)庫，以便于系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心調(diào)用，完成驗(yàn)貨、盤點(diǎn)、出入庫操作等。另外，在應(yīng)急物資運(yùn)輸環(huán)節(jié)中，采用GPRS無線網(wǎng)絡(luò)來傳輸運(yùn)輸車輛的GPS數(shù)據(jù)及車載應(yīng)急物資的RFID信息，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急物資在途跟蹤的可視化監(jiān)控。

2.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

2.3.1 應(yīng)急物資配送的基本業(yè)務(wù)流程

應(yīng)急物資配送流程如圖2所示，應(yīng)急物資指揮調(diào)度中心根據(jù)應(yīng)急需求點(diǎn)反饋的需求信息，通過各種方式（動(dòng)用儲(chǔ)備物資、物資征收征用、社會(huì)捐贈(zèng)和組織生產(chǎn)）籌措應(yīng)急物資來補(bǔ)充應(yīng)急物資儲(chǔ)備中心的物資需求。當(dāng)籌集的應(yīng)急物資送至應(yīng)急物資儲(chǔ)備中心倉庫時(shí)，與應(yīng)急物資指揮調(diào)度中心下達(dá)的補(bǔ)貨單進(jìn)行核對(duì)、驗(yàn)收、入庫儲(chǔ)存，并定期或不定期進(jìn)行盤點(diǎn)。需要補(bǔ)貨時(shí)，將補(bǔ)貨需求反饋給應(yīng)急物資指揮調(diào)度中心請(qǐng)求補(bǔ)貨。

圖2 應(yīng)急物資配送基本業(yè)務(wù)流程圖

應(yīng)急物資指揮調(diào)度中心根據(jù)應(yīng)急需求點(diǎn)反饋回來的需求信息向最近的應(yīng)急物資儲(chǔ)備中心下達(dá)出貨單，該應(yīng)急物資儲(chǔ)備中心的應(yīng)急物資配送管理系統(tǒng)根據(jù)此出貨單查出所需物資的存放位置，進(jìn)行揀貨、出庫，然后裝車運(yùn)送到相應(yīng)的應(yīng)急物資需求點(diǎn)。在應(yīng)急物資運(yùn)輸途中，應(yīng)急物資指揮調(diào)度中心實(shí)時(shí)監(jiān)控應(yīng)急物資的運(yùn)輸情況。應(yīng)急物資配送過程中的每個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)快速、準(zhǔn)確，且需具備可跟蹤性、可控制性和可協(xié)調(diào)性。

2.3.2 主要業(yè)務(wù)流程模塊設(shè)計(jì)及功能

所設(shè)計(jì)的應(yīng)急物流配送管理系統(tǒng)采用RFID技術(shù)，其業(yè)務(wù)流程與傳統(tǒng)流程相比，可降低人工參與的程度，系統(tǒng)運(yùn)行更簡(jiǎn)捷、高效，可充分滿足應(yīng)急物流配送對(duì)時(shí)間效益最大化的要求。

1）入庫

應(yīng)急物資入庫業(yè)務(wù)包含補(bǔ)貨單確認(rèn)，貨物分揀、貼標(biāo)簽、裝盤，貨物搬運(yùn)上架，更新貨架信息4個(gè)主要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的管理手段在這4個(gè)環(huán)節(jié)都須人工進(jìn)行干預(yù)監(jiān)控，容易出錯(cuò)，且一旦出錯(cuò)往往無法及時(shí)糾正，造成在突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，降低了應(yīng)急物資配送效率，影響應(yīng)急物資的應(yīng)急效果。本系統(tǒng)基于RFID技術(shù)對(duì)應(yīng)急物資入庫流程進(jìn)行梳理，使各環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)，無需人工參與，保證了信息準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)更新，提高了應(yīng)急物資入庫管理效率，達(dá)到應(yīng)急的目的。

應(yīng)急物資入庫業(yè)務(wù)流程如圖3所示，當(dāng)籌集的應(yīng)急物資送達(dá)應(yīng)急物資儲(chǔ)備中心倉庫時(shí)，首先倉庫管理人員對(duì)補(bǔ)貨單進(jìn)行確認(rèn)，確認(rèn)無誤后放行貨車入庫，否則進(jìn)行異常處理。由于籌集的應(yīng)急物資多數(shù)沒有貼RFID標(biāo)簽，所以需要進(jìn)行分揀、貼RFID標(biāo)簽。根據(jù)應(yīng)急物資的重要程度和特殊需求選擇性能合適的RFID標(biāo)簽，寫入應(yīng)急物資的名稱、數(shù)量、屬性、生產(chǎn)日期、有效期、入庫時(shí)間、生產(chǎn)廠等相關(guān)的信息數(shù)據(jù)，以便于標(biāo)識(shí)、追蹤和管理應(yīng)急物資。然后應(yīng)急物資配送管理系統(tǒng)根據(jù)對(duì)物資數(shù)量的分貨計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行分貨裝盤，RFID閱讀器讀取托盤標(biāo)簽，將托盤ID與其上的應(yīng)急物資進(jìn)行關(guān)聯(lián)。系統(tǒng)將根據(jù)入庫原則、關(guān)聯(lián)信息以及物資的屬性、庫位使用情況等信息進(jìn)行上架計(jì)算，確定該托盤的存放位置并將分配的儲(chǔ)位信息傳輸至叉車車載電腦、巷道堆垛機(jī)等設(shè)備，叉車將物資送至巷道堆垛機(jī)，完成上架操作。安裝在堆垛機(jī)上的RFID讀寫器掃描貨位信息并將信息傳送至入庫管理子系統(tǒng)，系統(tǒng)自動(dòng)更新數(shù)據(jù)庫的庫存信息，確認(rèn)物資入庫。至此應(yīng)急物資入庫業(yè)務(wù)完成。

圖3 應(yīng)急物資入庫業(yè)務(wù)流程

2）出庫

應(yīng)急物資出庫業(yè)務(wù)是應(yīng)急物資入庫業(yè)務(wù)的逆過程，一般包含出貨通知、下架、出庫物資核對(duì)、庫存更新4個(gè)主要環(huán)節(jié)，其業(yè)務(wù)流程如圖4所示。

圖4 應(yīng)急物資出庫業(yè)務(wù)流程

當(dāng)應(yīng)急物資配送管理系統(tǒng)接到應(yīng)急物資指揮調(diào)度中心的出庫命令時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)貨品關(guān)聯(lián)信息，生成物資下架命令傳給巷道堆垛機(jī)和叉車車載電腦，完成物資的下架與搬運(yùn)。出庫物資被搬運(yùn)至分貨區(qū)后，進(jìn)行出庫物資信息與出貨單核對(duì)，若有誤，則進(jìn)行異常處理，否則將物資裝車，此時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)更新庫存信息。運(yùn)輸車輛在離開倉庫時(shí)，倉庫通道口RFID閱讀器自動(dòng)讀取車載物資信息，并將車輛和車載物資信息存儲(chǔ)到系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心，確認(rèn)出庫，此時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)記錄運(yùn)輸車輛出車的時(shí)間、駕駛員等信息。與傳統(tǒng)應(yīng)急物資出庫作業(yè)相比，采用RFID技術(shù)，各環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化作業(yè)，節(jié)省時(shí)間、人力，提高了準(zhǔn)確率和效率。

3）盤點(diǎn)

傳統(tǒng)的應(yīng)急物資庫存盤點(diǎn)作業(yè)不僅需要人工錄入，而且盤點(diǎn)報(bào)告需等到所有盤點(diǎn)操作結(jié)束和信息匯總后給出，這對(duì)需要?jiǎng)討B(tài)管理的應(yīng)急物資配送中心十分不利。而利用RFID技術(shù)，通過應(yīng)急物資倉庫中的RFID讀寫器對(duì)應(yīng)急物資進(jìn)行定期或不定期的掃描，可以迅速得到庫存情況的準(zhǔn)確信息，并生成盤點(diǎn)報(bào)告。能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問題，如對(duì)過期的物資進(jìn)行清除處理，對(duì)庫存不足物資提出補(bǔ)貨請(qǐng)求，實(shí)現(xiàn)快速補(bǔ)貨。省去了傳統(tǒng)應(yīng)急物資盤點(diǎn)作業(yè)中繁瑣的清點(diǎn)、記錄等工作，實(shí)現(xiàn)了快速自動(dòng)化操作，節(jié)約了人力和時(shí)間。

4）跟蹤運(yùn)輸

應(yīng)急物資跟蹤運(yùn)輸業(yè)務(wù)流程如圖5所示，車載GPS終端接收GPS衛(wèi)星測(cè)定的當(dāng)前車輛位置信息與車載終端采集系統(tǒng)采集的諸如行駛速度、油量等當(dāng)前車輛狀態(tài)信息，通過GPRS通信上傳到以GIS為平臺(tái)的應(yīng)急物流跟蹤運(yùn)輸系統(tǒng)，由跟蹤運(yùn)輸系統(tǒng)將接收到的當(dāng)前車輛位置信息和與之匹配的狀態(tài)屬性信息顯示在電子地圖上，同時(shí)提供外部訪問入口，以便查詢車輛和應(yīng)急物資的狀態(tài)。車載RFID閱讀器定時(shí)讀取應(yīng)急物資韻信息，通過GPRS通信上傳至RFID數(shù)據(jù)庫，與應(yīng)急物資出貨單進(jìn)行核對(duì)，如發(fā)現(xiàn)物資信息有誤，則發(fā)出報(bào)警，從而防止應(yīng)急物資丟失或被盜。在整個(gè)應(yīng)急物資運(yùn)輸過程中，跟蹤運(yùn)輸系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示車輛的實(shí)際位置，并提供實(shí)時(shí)查詢車輛和物資狀態(tài)的服務(wù)，實(shí)現(xiàn)可視化監(jiān)控、實(shí)時(shí)查詢和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管理，及時(shí)合理地調(diào)度，將應(yīng)急物資快速、高效地運(yùn)送至需求點(diǎn)。達(dá)到應(yīng)急的目的。

圖5 應(yīng)急物資跟蹤運(yùn)輸業(yè)務(wù)流程

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3 結(jié)束語

本文介紹了RFID技術(shù)在應(yīng)急物資配送管理系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)了基于RFID技術(shù)的應(yīng)急物資配送管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)充分體現(xiàn)了RFID技術(shù)在物資的驗(yàn)收、盤點(diǎn)、分揀、跟蹤等環(huán)節(jié)相對(duì)傳統(tǒng)物流操作方式更快速、準(zhǔn)確、高效的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)急物資配送的時(shí)間效益最大化和災(zāi)害損失最小化的目標(biāo)。一隨著我國(guó)加快推進(jìn)應(yīng)急物流的全面建設(shè)，本系統(tǒng)將得到廣泛的應(yīng)用。