Informatizácia železničnej dopravy aplikáciou RFID

Informatizácia železničnej dopravy aplikáciou RFID ŠIMEKOVÁ Žofia Technická univerzita v Košiciach, Fakulta Baníctva, ekológie, riadenia a geotechnológie, Ústav logistiky priemyslu a dopravy, Park Komenského 14, Košice, Slovenská republika zofia.simekova@tuke.sk Kľúčové slová: RFID, informatizácia, železničná doprava Abstrakt Rádiofrekvenčná technológia RFID (Radio Frequency Identification) patrí medzi moderné technológie, ktoré sú na Slovensku nevyužité. Problém spočíva v nevyužití dostupných riešení pre modernizáciu informačných systémov a identifikáciu dopravných prostriedkov využívaných v železničnej preprave. Vybudovanie bez obslužnej prevádzky zavedením RFID technológie na železnicu by viedlo k neomylným informáciám pretransformovaných do počítačovej jednotky odsluhujúcej jedným pracovníkom.. Úvod Modernizácia železničnej dopravy akoukoľvek technológiou na Slovensku je nevyhnutná hlavne pre návrat do konkurencieschopnosti. Jednou z možností je Rádiofrekvenčná technológia RFID (Radio Frequency Identification), ktorá patrí k systémom automatickej identifikácie. Technológia RFID slúži na tvorbu, zber, zrýchlenie spracovania informácií, zvýšenie presnosti a automatizácie spracovania dát. Vývoj technológií RFID a možnosti jej využitia sú v dnešnej dobe neobmedzené. Dôkazom je aj stále sa zvyšujúci rozmach RFID technológie, ktorú je možné aplikovať už takmer v každom odvetví, na takmer akýkoľvek výrobok alebo materiál, či súčiastku. Zhodnotením využitia v železničnej doprave s aplikáciou RFID technológie na komponenty vozňov, odhliadnuc od bezpečnostných aspektov, je finančný efekt, ktorý aplikácia RFID prináša. RFID technológia Rádiofrekvenčná identifikačná technológia ďalej len RFID je bezdrôtová komunikačná technológia, ktorá umožňuje užívateľom jednoznačne identifikovať objekty s využitím elektromagnetického vlnenia. RFID sa stalo nákladovo efektívnou technológiou potom ako sieť predajní v USA Wal- Mart a ministerstvo obrany USA v roku 2003 začali požadovať od svojich dodávateľov označovanie paliet a dodávok EPC štítkami (Electronic Product Code). Úsilie aplikovať RFID v sieťach Wal-Martu a ministerstva obrany USA bolo motivované znížením nákladov na skladovanie, pracovnú silu a znížením strát produktov. Wal-Mart a ministerstvo obrany USA si nemôžu pripisovať všetky zásluhy zavedenia RFID v dodávateľských reťazcoch avšak boli jedným z prvých, ktorý poukázali na širokú škálu využitia tejto technológie v priemysle a logistike. Pred rokom 2003 bolo predaných na celom svete 1,5 miliardy RFID tagov, kým do roku 2015 je predpoklad na výrobu 1 trilióna RFID tagov a tržby za RFID priemysel narazia na 7,5 bilióna amerických dolárov. Očakáva sa, že táto technológia bude čoskoro všadeprítomná ako čiarový kód. Hlavné výhody RFID: bezkontaktná povaha technológie, ktorá nevyžaduje pre identifikáciu daného objektu jeho priamu viditeľnosť ani presné polohovanie, prenosu dát z čipu nebránia optické podmienky ani poveternostné podmienky, čítacia schopnosť v tzv. špinavom prostredí, vysoká rýchlosť čítania informácii, aktívne tagy prinášajú nové možnosti funkcionality identifikačných procesov. 1

Komponenty RFID technológie Obr. 1 Princíp fungovania RFID Medzi základné komponenty RFID systému patria: Transpondér tzv. RFID tag, ktorý je tvorený čipom (elektronický pamäťový obvod), anténou a v prípade aktívnych alebo semipasívnych tagov je vybavený aj vlastným zdrojom energie (batériou). Všetky tieto súčasti sú potom umiestňované na vhodne konštruovanú podložku z plastu alebo papiera. Čítacie zariadenie tzv. RFID reader (čítačka), ktorá je tvorená vysielacím, prijímacím obvodom s dekóderom, anténou. V niektorých prípadoch môže byť čítačka vybavená aj vlastným operačným systémom so základnou softwarovou funkcionalitou. Riadiaci middleware, ktorý sa skladá z podporných systémov (riadiace počítače, databáza, telekomunikačná sieť). Význam aplikácie RFID v nákladnej železničnej doprave Automatizácia procesov spojených so zberom dát, prenosom a záznamom informácií môže pomôcť zlepšiť rôzne aspekty logistiky. Rozvoj informačných procesov a zvyšovanie úrovne automatizácie je jedným z kľúčov k výraznému zlepšovaniu efektivity prevádzky. Implementácia RFID systému ponúka väčšiu spoľahlivosť a podrobnejšie informácie o reťazci, optimalizuje využitie infraštruktúry a koľajových vozidiel ako aj zvýšenie bezpečnosti tovaru. Získané informácie pomáhajú železničným podnikom lepšie naplánovať ponúkané služby v prípade prerušenia dodávok a tiež pomáhajú zabezpečiť efektívny program údržby. Súčasný stav využitia RFID v železničnej doprave Systémom, ktorý zapadá do konceptu dopravnej telematiky a veľmi úspešne sa rozvíja, je automatická identifikácia na báze rádiofrekvenčnej technológie. Od železníc sa očakáva, že budú ťahúňom v priemysle a hlavným článkom v ekonomike pri preprave surovín v ťažkom a energetickom priemysle. Avšak toto postavenie je v súčasnosti oslabené rastúcim rozvojom automobilovej dopravy. Súčasné využitie je znázornené na obr. 2. 2

Obr. 2 Súčasný stav využitia RFID v železničnej doprave Hlavnými oblasťami využitia RFID čipov v železničnej nákladnej preprave sú: stanovenie presnej polohy zásielky, vozidla pomocou systému GPS alebo RFID, zber informácií o zásielke (pomocou snímacieho zariadenia získať informácie uložené v čipe), ochrana zásielky proti odcudzeniu alebo strate. Čip sa umiestni na určenom mieste tak, aby počas prepravy nedošlo k mechanickému poškodeniu alebo strate a tak, aby spĺňal svoj účel a funkcie. Sledovanie a zber informácií pomocou týchto čipov možno v železničnej nákladnej preprave využiť pri ucelenom vlaku, vozňovej zásielke, prepravnom prostriedku a taktiež pri sledovaní konkrétneho výrobku. Pri sledovaní pohybu zásielok v železničnej nákladnej preprave možno využiť aj satelitné sledovanie zásielky systémom GPS, ktorý presne lokalizuje inštalovaný RFID čip. Sledovanie parku železničných vozňov sa uskutočňuje v mnohých krajinách cez čiarové kódy. No problémy zistenia a overenia kódov v znečistenom prostredí a v nepriaznivých poveternostných podmienkach, na mastnom povrchu alebo nekovových predmetoch spolu so schopnosťou čítania čiarových kódov na priamom slnečnom svetle rozhýbala k činu americké železnice. Implementácia RFID bola riešením spomínaných problémov a takisto priniesla benefity v podobe snímania na veľké vzdialenosti. Keďže technológia RFID je komplexná a mnohotvárna, je pre uplatnenie dôležité na poli využitia RFID systému európskych železníc vytvoriť spoločné normy a štandardy. Implementácia takýchto štandardov musí poskytnúť plnú interoperabilitu a vzájomné prepojenie so všetkými systémami zúčastňujúcich sa železničnej dopravy, či už sú to dopravcovia alebo majitelia vozňov. Ako jedno z riešení sa javí to, ktoré vyvíja spoločnosť GS1 v spolupráci so švédskou železničnou správou ako jedným z priekopníkov rozvoja RFID na vytvorení použiteľného štandardu pre železničné siete v Európe. Zavedenie RFID technológie na evidenciu železničných vozňov V súčasnosti identifikácia vagónov je vykonávaná ručne, pracovníci pracujúci na železničnej stanici identifikujú vlakovú súpravu / vagón tak, že po pristavení vlakovej súpravy na koľaj, pracovník príde osobne k vagónu a odpíše číslo do nákladného listu, ktoré následne iný pracovník nahodí do informačného systému v počítačovej jednotke. Pri takto vykonávanej identifikácií vagónov, je zvýšené riziko chybovosti. 3

Aplikovanie RFID technológie by viedlo k automatickému načítaniu čísla vagónov po prejdení cez bránu. Signál vysielajúci s aktívneho RFID tágu sa prenesie do počítačovej jednotky riadenej pracovníkom, ktorý zaznamená zmenu stavu vozového parku. RFID tág môže obsahovať množstvo informácií o vagóne a to nie len 12 miestne číslo vagóna, ale aj stav vagóna, dátum technickej prehliadky, druh a množstvo tovaru prepravovaného vo vagóne a množstvo iných informácií. Zavedenie RFID technológie pri evidencií by zaručilo : správne radenie vagónov (vlakotvorba), detegovanie prestojov vagónov, sledovanie pohybu vagónov v železničnom systéme, štatistickú evidenciu vagónov, sledovanie pohybu vagónov, monitorovanie rýchlosti vlaku. V súčasnej dobe na Slovenských železničných staniciach chýba informačný systém zodpovedajúci týmto vymoženostiam, ktoré by priniesla RFID technológia. Detekcia čísel vagónov sa robí ručne, následne je potrebné ručne zaevidovať vagón do systému a vytvoriť databázu. Po aplikovaní RFID technológie sa takáto databáza bude vykonávať automaticky v informačnom systéme. Následne s výsledkami z databáz pracovníci dokážu implementovať informácie na ďalšie spravovanie. Železniciam Slovenskej republiky chýba elektronický záznam a evidencia podľa dátumu a času príchodu a odchodu vlakovej súpravy. Záznam prenesený s RFID tágu do informačného systému presne deteguje čas a dátum prejdenia cez bránu. Informačný systém so záznamu by vedel vyhľadať konkrétny vagón, konkrétnu zásielku, evidenciu nebezpečného tovaru a ďalšie funkcie, ktoré by sa transformovali z RFID tágu do informačného systému. Predpoklady uplatnenia RFID technológie pri sledovaní nákladovej jednotky Hlavnou úlohou rádiofrekvenčnej identifikačnej technológie v železničnej nákladnej preprave je určenie presnej polohy sledovanej zásielky, zber informácií o zásielke a bezpečnosť prepravovanej zásielky. Medzi hlavné výhody RFID identifikácie v zahraničí sú považované: sledovaním polohy aktív sa zlepšuje ich riadenie a využitie, zníženie prevádzkových nákladov, uľahčené hlásenia o polohe zásielky, eliminácia chýb ľudského faktora, zvýšenie bezpečnosti zásielky, maximalizácia efektivity. Aplikáciou RFID systému do železničnej prepravy môžu byť získané výhody ako: monitorovanie zásielok, evidencia vozňov, informácie o teplote, vlhkosti, otvoreniu zásielky počas prepravy, kontrola príchodu a odchodu vlaku so zásielkami. Systém sledovania kontajnerov - Kontajnery sú aktívnymi prvkami logistických reťazcov. V tomto prípade hlavičku EPC kódu tvorí identifikačné číslo prepravnej jednotky, kontajneru. RFID technológia umožňuje sledovanie pohybu jednotlivých tovarov, paliet a tiež kontajnerov v rámci celého distribučného reťazca. Sledovanie kontajnerov technológiou RFID slúži na ich identifikáciu, identifikáciu prepravovaného tovaru, evidenciu a kontrolu pohybu a zvyšuje tak bezpečnosť proti krádežiam a stratám. Monitorovanie pohybu kontajnerov je vhodné pri preprave cenného tovaru a tovaru s nízkou trvanlivosťou. Pomocou výsledkov monitorovania pohybu kontajnerov, možno v 4

budúcnosti predísť prestojom, prípadným problémom pri preprave tovaru, kedy je čas dodania dôležitým faktorom. Evidencia kontajnerov týmto spôsobom je relatívne veľmi presná a je možné identifikovať najčastejšie využívané kontajnery alebo aj tie menej využívané. Vďaka presnej informácii o tom, kde a kedy bol kontajner naložený, vyložený dochádza k zlepšeniu logistiky a manipulácie s kontajnermi. Záver Aplikácia automatickej identifikačnej technológie RFID sa uplatňuje v rôznorodých odvetviach. Jedným odvetvím je aj doprava. Táto technológia sa využíva v oblasti dopravy najmä vo vyspelých štátoch ako je Amerika alebo Čína. Prekvapujúco si našla uplatnenie aj v štáte ako je Mauritánia. Najväčšími problémami pri modernizácií činností a zavedení RFID technológie sú náklady na zavedenie a nevedomosť, konzervatívny postoj manažérov, ktorý nemajú dôveru u nových moderných technológiách. Príspevok je vypracovaný za podpory Štrukturálnych fondov EÚ v rámci projektu Podpora a rozšírenie Centra výskumu v doprave CVD PLUS Kód ITMS projektu: 26220220160 Podporujeme výskumné aktivity na Slovensku/Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Literatúra [1] BALOG, Michal STRAKA, Martin: Logistické informačné systémy. Bratislava: EPOS, 2005. 208 s. ISBN 80-8057-660-2 [2] DOLEŽAL, Vojtech: Aplikácia rfid v nákladnej železničnej doprave medzi ukrajinou a slovenskom so zameraním na šrt. Košice: Diplomová práca, 2013 [3] Automatic Identification and data capture; Dostupné na internete: http://en.wikipedia.org/wiki/ Automatic_identification_and_data_capture [4] Automatic Identification and Mobility; AIM Inc., their Glossary White Paper Document Version 1.2,2001-08-23, which appears in the Glossary of Terms at the end of the book. Copyright AIM Inc.; www.aimglobal.org: www.rfid.org. [5] Štatistické materiály Ţelezničnej spoločnosti Cargo Slovakia, a. s. Výročná správy za rok 2011. Štatistická ročenka 2011; Dostupné na internete: http://www.zscargo.sk/ [6] BANKS, Jerry et al: RFID Applied. New Jersey. John Wiley and Sons, 2007. 528 s. ISBN 978-0-471-79365-6. [7] Železnice Slovenskej republiky; 2008-2013; Dostupné na internete: http://www.zsr.sk/ [8] Sledovanie kontajerov. [cit.2014-2-11]. Dostupné na internete: www.track-trace.com 5