基于物聯(lián)網(wǎng)的RFID技術在鐵路信息技術資產管理中的應用

張巧艷 郭年根 李剛 李俊波

摘要：文章分析了隨著鐵路IT資產設備的爆炸式增長和數(shù)據(jù)中心規(guī)模擴張，在虛擬化趨勢的影響下，設備管理的難度越來越大，傳統(tǒng)的資產管理系統(tǒng)已不能滿足需要，將RFID技術運用于資產管理，與“鐵路信息技術裝備資產管理系統(tǒng)”（英文簡稱ITEM）相結合，能夠實時、精確地管理資產的位置、狀態(tài)和狀況等信息，實現(xiàn)資產實時的自動化管理。通過隨時掌握動態(tài)資產信息，為管理者帶來更優(yōu)化的資產決策。

關鍵字：物聯(lián)網(wǎng)；RFID；信息技術；管理系統(tǒng)

1 鐵路信息技術裝備資產管理系統(tǒng)特點

1.1 方便進行資產管理

鐵路ITEM系統(tǒng)實現(xiàn)鐵路IT裝備資產從購置、交接、使用、維護維修、擴充升級、技術改造、一直到報廢的整個生命周期的動態(tài)管理?？梢詫崿F(xiàn)鐵路IT裝備的臺帳管理，通過基本設備臺帳信息的建立，可對IT設備的動態(tài)信息，如設備的維修動態(tài)、設備的配置變動、設備狀態(tài)等進行管理。各鐵路局和總公司的下屬單位通過鐵路辦公網(wǎng)，在集中式統(tǒng)一的裝備資產數(shù)據(jù)庫內自行建立和維護本單位的IT裝備資產信息，并實現(xiàn)全路IT裝備資產的匯總統(tǒng)計及上報功能。

1.2 管理過程更加規(guī)范

鐵路ITEM系統(tǒng)遵照現(xiàn)行的管理標準、辦法、規(guī)范等，實現(xiàn)業(yè)務數(shù)據(jù)的構建內容與規(guī)范性要求相吻合，滿足數(shù)據(jù)在處理流程、報表生成、統(tǒng)計分析方面以及與相關應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換上保持數(shù)據(jù)的一致性。應用軟件功能的構建與現(xiàn)有的管理模式相結合，體現(xiàn)出流程化管理思路，促使人員在定崗定則、崗位職能互控等方面逐漸形成規(guī)范化體系。將管理規(guī)范和制度體現(xiàn)在工作流程中，而工作流程又蘊含在應用系統(tǒng)中，促進鐵路IT資產管理規(guī)范化、流程化、常態(tài)化。

1.3 網(wǎng)絡及系統(tǒng)架構

鐵路ITEM系統(tǒng)采用B/S模式，基于Java語言進行開發(fā)，遵從J2EE安全驗證模型及J2EE框架結構規(guī)范。應用軟件可兼容高版本IE瀏覽器。服務器端軟件環(huán)境中，應用程序可部署于不同的J2EE容器當中，可實現(xiàn)跨平臺運行，不依賴于服務器端操作系統(tǒng)環(huán)境（WINDOWS、UNIX、LINUX）。數(shù)據(jù)庫采用ORACLE?？蛻舳谁h(huán)境是普通PC機、便攜機、筆記本電腦，CPU不低于2.33GHZ、內存至少為IGB、硬盤容量不低于80GB、配置網(wǎng)卡，IE瀏覽器。

1.4 安全分析

鐵路ITEM系統(tǒng)在安全性控制方面提出以下需求。對數(shù)據(jù)庫用戶及用戶可訪問數(shù)據(jù)表及操作權限進行嚴格限定。在應用程序研發(fā)過程中對應用請求建立了過濾與處理機制，嚴格控制跨域訪問及無用戶狀態(tài)訪問。統(tǒng)一登錄入口，對登錄用戶建立了各自的登錄賬號及密碼，非有效用戶禁止登錄。統(tǒng)一授權管理，對各業(yè)務應用功能操作采用授權管理方式，授權控制至每一個操作頁面，非授權用戶無法完成數(shù)據(jù)操作。進行日志審計處理，對用戶在頁面級數(shù)據(jù)的增、刪、改操作建立了數(shù)據(jù)操作日志，實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理過程的可追溯。進行分級管理機制：系統(tǒng)設置超級管理員及分級管理員，實現(xiàn)權限的分級下發(fā)與分級控制。應用系統(tǒng)配置及控制級操作由超級管理員統(tǒng)一控制，部分業(yè)務功能操作權限下發(fā)給分級管理員。

2 總體系統(tǒng)架構分析

鐵路ITEM系統(tǒng)涵蓋采購項目及合同管理、購置管理、設備臺賬、設備使用、設備組固等管理內容，并建立與財務系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換格式，可進行數(shù)據(jù)導入、導出處理。系統(tǒng)采用B/S模式實現(xiàn)，Java開發(fā)語言。采用J2EE輕量級框架體系結構Struts2+Spring。前端采用Jquery+Jquery EasyUI+相關應用插件（圖表、編輯器等）。數(shù)據(jù)庫采用Oracle。ITEM使用對象涵蓋總公司信息技術中心、鐵路局等相關單位。采用鐵路辦公網(wǎng)絡，實現(xiàn)互聯(lián)互通。采取獨立部署模式，架設各自的應用系統(tǒng)。同時建立數(shù)據(jù)集中存儲服務器，各單位生產數(shù)據(jù)采取向上同步方式，集中存儲業(yè)務生產數(shù)據(jù)。在面向全路數(shù)據(jù)匯總方面，調用數(shù)據(jù)集中存儲服務器數(shù)據(jù)形成匯總數(shù)據(jù)。為了便于內部系統(tǒng)各應用模塊間及內外部系統(tǒng)間的信息交互，在ITEM系統(tǒng)中，建立統(tǒng)一靈活的框架結構，既滿足系統(tǒng)內部業(yè)務功能整合的需求，又要滿足后續(xù)功能補充擴展及外部接口的要求，以松散耦合模式進行系統(tǒng)內部邏輯化處理，面向用戶提供一致化的內、外部數(shù)據(jù)獲取與信息交互方式。

3 云時代數(shù)據(jù)中心設備管理難點

隨著鐵路信息化的不斷發(fā)展，用于構建系統(tǒng)的硬件資產規(guī)模越來越大，逐步向大規(guī)模數(shù)據(jù)中心方向發(fā)展，而且不斷向虛擬服務器蔓延，物理位置常常難以確定，數(shù)據(jù)中心又向著自動化的方向發(fā)展，維護工作智能化，人工成本逐年增加。人員管理，特別是外包服務人員的管理導致數(shù)據(jù)中心的安全隱患增加。在這之中數(shù)據(jù)中心IT設備管理風險主要包括宕機事件損失巨大，時刻存在事故隱患。而且資產管理成本和庫存盤點成本高，尋找錯位和失蹤的設備花費大量時間。在數(shù)據(jù)中心的搬遷、設備的轉移流程混亂，且完整的作業(yè)記錄，閑置資產和不明資產之間混亂。設備的配置管理與設備的物理位置管理不能對應，在向著云技術和虛擬化發(fā)展的過程中安全隱患大大增加，急需新的自動化管理手段與ITEM系統(tǒng)結合，實現(xiàn)鐵路信息技術資產現(xiàn)代化管理。經(jīng)過多方調研，將基于物聯(lián)網(wǎng)的RFID技術與鐵路ITEM系統(tǒng)相結合，運用于鐵路資產管理，可以實現(xiàn)資產的自動化管理。

4 鐵路信息技術裝備資產管理系統(tǒng)中RFID主要應用體系

RFID應用方案主要應用于設備管理、人員管理。其中包括U位級設備定位系統(tǒng)，能夠實時盤點，精確到秒級對資產進行掃描。設備位置變化動態(tài)監(jiān)控，自動生成記錄。設備插拔等預設事件自動報警以及機柜門開關狀態(tài)實時監(jiān)測。還可以采取機房級設備管理系統(tǒng)，其優(yōu)點是能夠判斷設備出入，自動記錄通過數(shù)據(jù)。而且還可以在設備出入機房的預設事件情況下自動報警。還可以采取人員定位系統(tǒng)，能夠聲光報警輸出，在統(tǒng)一的軟件平臺上進行3D界面的展示、作業(yè)流配置以及查詢統(tǒng)計。下面就詳細分析這幾種方案的好處。

4.1 U位級監(jiān)控系統(tǒng)

在U位級監(jiān)控系統(tǒng)中可以用RFID標簽，資產Tag要安裝在每個設備上，人員Tag要由工作人員隨身攜帶。RFID讀寫器和天線要安裝于機房門口、機柜內以及吊頂內。RFID手持讀寫器可以進行手動掃描和特例處理。Tracking Server能進行圖形化展現(xiàn)資產狀況還可以實時定位人員位置。U位級設備監(jiān)控的好處就是能夠進行實時、實景和實物的檢測，可精確到每個U位級，能夠進行5cm實時秒級定位，這就徹底解決了電磁干擾屏蔽問題，利用U位級方案，有利于業(yè)務利益和管理提升。其在資產全生命周期管理的過程中，能自動采集IT資產信息，實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)管所有資產及資產物理位置，精確定位，一鍵查找。

4.2

人員定位系統(tǒng)

RFID人員定位能夠實時定位管理，定時定位主要包括ID、位置信息以及時間的定位，可根據(jù)地圖查看某區(qū)域內人員信息及人數(shù)統(tǒng)計，也可以根據(jù)具體人員信息搜索定位所在區(qū)域位置，在監(jiān)控ID、位置信息、時間信息時可進行越權報警，數(shù)據(jù)中心內的某些工作區(qū)域或者危險區(qū)域，一般情況下是禁止員工進入的。通過在這些禁止區(qū)域部署RFID監(jiān)控系統(tǒng)，能夠及時了解有人進入了未授權的區(qū)域，進行有效勸阻。RFID人員定位能夠實現(xiàn)目標軌跡記錄與跟蹤，對人員軌跡回放系統(tǒng)根據(jù)用戶設定的回放時間、卡號、姓名等條件在電子地圖中顯示人員在時間段內的行走軌跡，并記錄行走路線。定位器的路線可以制定、修改與編輯，人員軌跡的精度取決于定位器的密度。

5 結語

隨著數(shù)據(jù)中心規(guī)模擴張，在虛擬化趨勢的影響下，設備管理的難度越來越大，傳統(tǒng)的資產管理系統(tǒng)己不能滿足需要，將基于物聯(lián)網(wǎng)的RFID技術運用于鐵路ITEM系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)資產實時的自動化管理和人員追蹤?？梢詮氐赘纳苽鹘y(tǒng)的高成本、高耗時和不準確的資產和環(huán)境監(jiān)測過程?？蛻艨梢詫崟r、精確地管理有形資產的位置、狀態(tài)和狀況等信息。通過隨時掌握這樣的動態(tài)資產信息，將為管理者帶來更優(yōu)化的資產決策。其結果是更好的審計合規(guī)性、盤點存貨的準確性、安全性和對環(huán)境狀況的認知，使鐵路資產管理向著更加現(xiàn)代化的方向發(fā)展。