GS1 و بهبود ایمنی و بهره‌وری در صنعت راه‌آهن
GS1 و بهبود ایمنی و بهره‌وری در صنعت راه‌آهن: تکنولوژی RFID اولین بار در جنگ جهانی ۱۹۴۵ برای تشخیص هواپیماهای دشمن از دوست استفاده شد و IFF نام داشت. این تکنولوژی توسط شرکتهای بسیار بزرگی مانند Walmart و MCDonald و همچنین وزارت دفاع آمریکا استفاده‌شده و آزمون خود را با موفقیت پس داده است.RFID تا جایی پیشرفته است که در ۱۰ سال گذشته جزء ۵ تکنولوژی برتر دنیا محسوب میشود. کافی است در اینترنت یک جست‌وجوی ساده داشته باشید تا مقالات متعددی در ستایش این بارکدهای هوشمند و نامرئی بیابید و نیز به سایت‌هایی دست‌یابید که RFID را ابزاری در دست دولت برای کنترل می‌‌دانند. به‌طورکلی،RFID یک میکروچیپ کوچک (ریزتراشه) است با مقداری مدار چاپی و یک آنتن.
اما بخش دوم این سیستم هم یک دستگاه رمزخوان است که امواج رادیویی را در یک فرکانس مشخص (مثل سیستم قفل از راه دور اتومبیل‌ها) برای RFID ارسال میکند. درواقع میکروچیپ در این حالت بیدار میشود و حضور و هویت خودش را برای دستگاه رمزخوان اعلام میکند. آنچه رمزگذاری میشود به یک کامپیوتر میزبان انتقال داده میشود و هویت مربوطه سپس در پایگاه داده‌رسانی، اسکن و شناسایی میشود.
بنابراین،RFID چیزی فراتر از بارکد است چراکه دارای یک سیستم اتوماتیک پویشگر (اسکن‌کننده) است. افزون بر این، اطلاعات ارسالی در سیستم RFID به‌مراتب بیشتر از تعدادی میله چاپی ضخیم و باریک (بارکد) است. به‌عنوان‌مثال اگر بر روی یک نوار کاغذ برچسب RFID باشد، کاملاً مشخص خواهد بود که چه وقت و کجا ساخته‌شده است؛ و چقدر از کاغذها امکان دارد باطله باشد و به‌این‌ترتیب میتوان از میزان ضایعات کاغذ کاست. در یک مثال دیگر، میتوان به چاپخانه‌ای بسیار بزرگ اشاره کرد که در آن RFID به پالت‌ها چسبانده شده تا به‌سرعت بتوان فهمید که پالت‌ها از کجا آمده‌اند و الان در کجای کارگاه قرار دارند.
از سوی دیگر، آژانس‌های هواپیمایی هم در حال جایگزین سازی RFID با بارکدها هستند تا بتوانند در نظام تحویل بار بهبود ایجاد کنند. این مسئله تا ۹۵ درصد دقت و اطمینان را بالابرده است. افزون بر این، بلیت‌های مسابقات فوتبال جام جهانی در آلمان هم با تکنولوژی RFID تجهیز شد. رمزگذاری بلیت‌های مسابقات جام جهانی با این هدف صورت گرفت تا این اطمینان به وجود آید که تماشاچیان از ورودی‌های خودشان وارد ورزشگاه‌ها میشوند و درجاهای خاص خودشان هم مستقر میشوند و از بوفه‌های مربوط به قسمت خودشان استفاده میکنند. علاوه بر این، کاربرد RFID در بلیت‌های مسابقات فوتبال جام جهانی یک فایده دیگر هم داشت و آن جلوگیری از جعل بلیت‌ها است. طبق محاسباتی که به‌عمل‌آمده است، استفاده از برچسب RFID در این بلیت‌ها حدود ۱۰ سنت (با واحد یورو) به قیمت بلیت‌ها اضافه کرد که با توجه به ۲/۳ میلیون بلیت در نظر گرفته‌شده به ۳۲۰ هزار یورو بالغ شد و به عبارت بهتر استفاده از RFID برای برگزارکنندگان مسابقات فوتبال جام جهانی ۳۲ هزار یورو هزینه در برداشت. شرکت فیلیپس که بانی این اتفاق است، امیدوار است که این تجربه به افزایش میزان تقاضا برای استفاده از RFID بیانجامد و همین امر سبب شود تا هزینه‌های استفاده از این تکنولوژی در آینده کاهش یابد. [1]
شکل (1) نحوه ارتباط را به‌صورت تصویر نمایش میدهد.
شکل 1- نحوه تبادل داده و ارتباط
کاربردهای فناوری RFID در مدیریت بهره‌برداری راه‌آهن و بهبود ایمنی توسط GS1
راه‌آهن کشور ما در زمینه حمل بار فعلاً به این شیوه فعالیت میکند: در ایستگاه مبدأ حمل بار و ایستگاههای تشکیلاتی بین راه که در آن‌ها تغییر در آرایش واگنهای قطار صورت میگیرد، کلیه اطلاعات مربوط به مشخصات راننده لوکوموتیو، شماره واگنها، مبدأ و مقصد بار، تعداد واگنهای قطار، وزن بار و تاریخ بارگیری به‌صورت دستی ثبت‌شده و به ایستگاه تشکیلاتی بعد، مرکز اداره کل، ادارات مرکزی سیر و حرکت، بازرگانی و بازاریابی منتقل میشود.
معمولاً گزارش روزانه شامل وضعیت ناوگان و بار هر ایستگاه تشکیلاتی شامل موجودی واگنهای باردار و خالی به‌صورت دستی تهیه و به مرکز در تهران و نیز ناحیه ارسال میشود. اطلاعات جمع‌آوری‌شده در مرکز مورد تجزیه تحلیل قرار میگیرد و نسبت به اختصاص واگن خالی از ایستگاههای نزدیک و دور به هر ایستگاه متقاضی اقدام میشود. واحدهای نگهداری و تعمیرات که تابع اداره کل نیروی کشش و واگنهای باری هستند، بر اساس اطلاعات جمع‌آوری‌شده از مسافت طی شده و بار جابجا شده توسط هر واگن، نسبت به بازبینی، تعمیر و نگهداری قطار اقدامات لازم را برنامهریزی میکنند. همچنین واحد نگهداری خطوط از اطلاعات جمع‌آوری‌شده برای بهسازی و بازسازی خطوط ریلی استفاده میکند.
به‌طور خلاصه میتوان گفت که کلیه امور مربوط به ثبت و جمع‌آوری اطلاعات توسط نیروی انسانی در واحدها و ایستگاههای مختلف انجام می‌پذیرد و احتمال خطا در ثبت اطلاعات در فرم‌های مربوط به‌طور گسترده وجود دارد و بعضاً اطلاعات دریافتی با یکدیگر ناسازگار هستند. بر این اساس، استفاده از تجهیزات RFID میتواند تأثیر بسزایی در جلوگیری از بروز خطا و افزایش سرعت دسترسی به دادهها داشته باشد و به‌طور مؤثری به رفع نیازهای زیر بپردازد:
-
حذف روش دستی ثبت اطلاعات در موارد امکان‌پذیر و درنتیجه کاهش خطا.
-
ارسال سریع و به هنگام اطلاعات مرتبط با ورود و خروج قطار در هر ایستگاه.
-
آگاهی از وضعیت قطارها در هر ایستگاه و ایستگاههای بعدی به لحاظ آرایش واگنها.
-
اطلاع از آخرین وضعیت واگنها شامل: موجودی واگنهای پر و خالی هر ایستگاه در مرکز (مثلاً برای تأمین واگن خالی)، موجودی در حال حرکت واگنها و موقعیت واگنهای خارجی.
-
در اختیار قرار دادن اطلاعات لحظه‌به‌لحظه از مکان بار به مشتری.
-
دسترسی به اطلاعات به هنگام برای تعمیر و نگهداری لکوموتیوها، واگنها، خطوط و…
-
کسب اطلاع و پیگیری سریع توقف‌های ناخواسته ناوگان در ایستگاهها.
-
تشکیل پایگاه دادههای ردیابی شامل تاریخچه عملکرد و نگهداری واگنها و لکوموتیوها.
-
برنامهریزی حرکت واگنها، آرایش قطارها، آمارگیری روزانه، هفتگی و ماهیانه عملکرد ایستگاهها.
با بهره‌برداری مناسب از این سامانه، تعداد، نوع، محتوی و سایر مشخصات واگنهای پراکنده در سطح شبکه برای برنامهریزی بهینه استفاده از ناوگان ریلی در دسترس و قابل‌استفاده خواهد بود. با استفاده از این سامانه میتوان از نوع، تعداد و حتی مشخصات بار واگنها در هر ایستگاه به‌صورت به لحظه اطلاع داشت و اخطارهای لازم در مورد توقف بیش‌ازحد واگنهای حاوی مواد خطرناک، آرایش نامناسب واگنها و عدم رعایت استانداردهای ایمنی را به مرکز و ایستگاه ارسال نمود. بعلاوه، با ثبت اطلاعات مربوط به تاریخچه تعمیر و نگهداری واگنها بر روی برچسب‌ها میتوان در هرلحظه از وضعیت تعمیر و نگهداری آن‌ها اطلاع یافت و امور تعمیر و نگهداری دوره‌ای ناوگان را به نحو مناسبی برنامهریزی نمود.
کاربرد GPS در حمل و نقل ریلی و بهبود ایمنی توسط GS1
برخی از کاربردهای GPS در حمل‌ونقل ریلی عبارت‌اند از:
-
ایجاد شبکه‌های دقیق نقشه‌برداری نقاط مبنا جهت تسریع در امور نقشه‌برداری زمینی.
-
کنترل تغییرات سازه‌های بزرگ ازجمله پل، سد، تونل و … به‌وسیله GPS های با دقت بالا
-
بالیزاژ مسیر (نقشه‌برداری مقدماتی)
-
تهیه پروفیل طولی و عرضی مسیر به‌وسیله GPS های دقیق
-
میخ‌کوبی مسیر
-
شناسایی مسیر (با GPS های دستی)
-
تعیین موقعیت و سرعت وسایل متحرک به‌صورت زمان واقعی و تهیه گراف حرکت
-
دستگاه‌های GPS به‌طور تقریباً دقیق میتواند موقعیت و سرعت حرکت را در هرلحظه مشخص کنند. بنا بر همین خاصیت از دستگاه GPS به‌منظور ثبت سرعت و موقعیت قطارها در طول مسیر استفاده میشود.
نظارت و کنترل ترافیک و بهبود ایمنی توسط GS1
-
ایجاد شبکه DGPS در راه‌آهن و جاده‌ها
دقت GPS میتواند با استفاده از تکنیکی بنام GPS تفاضلی (DGPS) افزایش‌یافته به‌دقت اندازه‌گیری بهتر از حد متر دست یابد. شبکه DGPS درواقع ایستگاههای دائمی میباشند که به‌صورت یک شبکه یا به‌صورت یک نقطه به‌طور مداوم در حال جمع‌آوری مشاهدات از ماهواره بوده و چون مختصات این نقاط معلوم است، این نقاط میتوانند اقدام به ارسال تصحیحات به گیرندههای در حال کار در منطقه نمایند.
-
حسگرهای تجهیزات کنار ریل
این حسگرها در طول مسیر نصب میشوند تا نواقصی را که در قطعات و آلات متحرک ایجاد میشوند مشخص کرده، بتوانند اطلاعات مربوط به این نواقص را منتقل کنند تا در صورت نیاز قطارها متوقف شوند و گروه نگهداری تعمیرات موردنیاز را انجام بدهد. ازجمله این نواقص که حسگرها آن را تشخیص می‌دهند میتوان به چرخ‌ها و بالشتک‌های بیش‌ازحد داغ شده بالشتک‌های معیوب و یا چسبیده به سطوح چرخ‌ها، چرخ‌های معیوب، چرخ‌های شکسته، چرخ‌های مسطح، چرخ‌های خارج‌شده از خط، تجهیزات و اتصالات واگنها، بارهای قائم و جانبی که بیشتر از حد گاباری بارگیری شده‌اند، اشاره کرد. ترکیب کردن برچسب خوان‌های با حسگرها آمار دقیقی از خودروهای دارای نقص ارائه میدهد. در حال حاضر معمولاً اطلاعات دریافتی از حسگرها از طریق بی‌سیم مبادله میشوند. وقتی‌که شبکه ارتباطی پیوسته اطلاعات به‌طور کامل نصب و راهاندازی شوند، این اطلاعات از رابطهای جانبی درون حسگرها به خدمه قطار مراکز کنترل و تأسیسات نگهداری ارسال میشوند.
-
حسگرهای جانبی ریل برای تشخیص نواقص ریل و تجهیزات جانبی
این حسگرها معمولاً در اطراف خط نصب میشوند تا شرایط و موانعی که در طول ریل وجود دارند را مشخص کرده و اطلاعات لازم را برای توقف قطار یا کاهش سرعت آن ارسال کنند تا علاوه برافزایش ایمنی تردد قطارها پرسنل تعمیر و نگهداری را نیز از بروز نقص در ریل آگاه نمایند تا تعمیرات موردنیاز را انجام دهند. ازجمله این شرایط و نواقص که توسط حسگرها مشخص میشوند میتوان به ریل شکسته، خط آهن جداشده، باران یا برف شدید (جمع شدن آب یا برف زیاد) ریزش بهمن و یا صخره، تنش (فشار) بیش‌ازحد ریل، ستون‌ها و پل‌های جداشده، زیرگذرهای مسدود شده، اطلاعات مربوط به آب‌وهوا (دما، میزان تغیر دما، سرعت باد، بارش باران و برف و غیره)، زلزله و موارد کلی ایمنی مربوط به خط آهن و سازه‌ها اشاره نمود. در حال حاضر اطلاعات دریافتی از این حسگرها از طریق سیستم ارسال پیام کنار ریل مبادله میشوند. وقتی‌که شبکه ارتباطات پیوسته اطلاعات راهاندازی شود، این اطلاعات به‌صورت لحظه‌ای از رابطهای درون حسگرها به خدمه قطار، مراکز کنترل و تأسیسات نگهداری ارسال میشوند.
استانداردهای مهم در این صنعت
صنعت راه‌آهن امروز با فشارهای رقابتی و هزینه‌های قابل‌توجه، برای پیشرفتهای در قابلیت اطمینان، بازده عملیاتی و ایمنی راه‌آهن روبرو است. مدیریت خطر در حال حاضر به امر مهمی در مقررات فعلی و آینده در فرآیندهای تولید، تعمیر و نگهداری، بازسازی و تعمیرات اساسی (MRO) تبدیل‌شده است. این فرآیند پیچیدهتر و جهانی شده و به‌عنوان منبعی در تمام عناصر نقاط جهان شناخته میشود. بیش از 20 اپراتور راه‌آهن، تولیدکنندگان و ارائهدهندگان راه‌حل برای توسعه استاندارد نرمافزار جدید برای راه‌آهن اقدام کردهاند.
استاندارد نرمافزار، شناسایی اجزا و قطعات در صنعت راه‌آهن، باهدف بهبود عملکرد و ایمنی عملیات، برای استفاده توسط شرکتهای درگیر در تولید آهن و فرآیندهای MRO در دسترس است. یک تلاش مشترک با جامعه GS1، استانداردهای نرمافزار را برای آموزش دقیق در مورد نحوه پیادهسازی و استفاده از استانداردهای جهانی GS1 برای شناسایی منحصربه‌فرد، مارک و مدیریت قطعات و اجزای MRO فراهم میکند. این قوانین، نقشها و مسئولیتهای مرتبط با تخصیص کلیدهای شناسایی GS1 و فن‌آوری را تعریف میکند که شامل: ضبط اطلاعات شناسایی‌شده، استفاده از بارکد، کد محصول الکترونیکی، تگهای RFID فعال‌شده و متن‌های ساده و واضح است.