CC BY
51
УДК 656.02/004.021
ВПРОВАДЖЕННЯ РАД1ОЧАСТОТНО1 1ДЕНТИФ1КАЦ11 ОБ’СКТШ У ПРОЦЕС ДОСТАВКИ ВАНТАЖ1В
С.В. Нагорний, професор, д.т.н., В.В. Андросенко, асшрант, А.С. Самойленко, асистент, ХНАДУ
Анотащя. Проведено порiвняння характеристик штрихового кодування (Barcode) та радючастотно'1' iдентифiкацii (RFID). Наведено р1зновиди автоматичних систем на основi RFID та представленi ix можливi етапи впровадження на прикладi термi-нальних перевезень. Наведено приклади кнуючого впровадження RFID-систем на транспортi.
Ключовi слова: радючастотна iдентифiкацiя, транспондер, штрихове кодування, термтал, термiнальнi перевезення, бiнарнi вiдношення, функцiя приналежностi.
Вступ
За останш роки в Укра!ш великий розвиток отри-мали термшальш перевезення. Ввдносно другого пункту державно! програми «Термшал» юнуе потреба у створенш на територп Укра!ни мереж1 те-рмiналiв нового поколшня. Виконання цього за-вдання майже неможливе без впровадження новь тнiх наукових розробок та технологш.
Перехiд вiд централiзовано! форми управлшня до децентралiзовано! (ринку вшьно! конкуренцп) ви-явив також пвдвищення важливосп шформацш-ного забезпечення процесу доставки вантажв. На сьогоднi iснуе багато механiзмiв пiдвищення ш-формацiйного забезпечення учаснишв транспортного ринку. Головними з них е системи, побудо-ваш на Barcode- та RFro-технолопях.
Радiочастотна iдентифiкацiя е альтернативою штрихового кодування. Вона дозволяе тдвищити оператившсть реестрацшно! шформацп. Це дозволить швидко проводити планування i органь зацш складських робiт, робiт з формування та вiдправлення вантаж1в.
Актуальнкть проблеми досл1дження
За результатами дослщження, проведеного
Economist Intelligence Unit, кожна третя европейсь-ка компанiя, яка працюе на транспортному ринку, використовуе RFID у сво!х ланцюгах перевезення, при цьому аналiтики очiкують, що через пiвроку RFID-системи буде використовувати вже кожна друга компашя. Бшьше 20% компанiй використо-вують RFID у широкомасштабних проектах та 30% - у вузькоспецiалiзованих. Бiля 35% перевiз-никiв використовують RFID-розмiтку для пвддо-нiв, якi поступають вiд вантажоввдправнишв.
1снуе також потреба в синтезуванш технологii ра-дiочастотноi iдентифiкацii та теорп нечiтких множин для врахування нечiткоi (неточно!) вхвд-но! шформацп [1]. У загальному пiдсумку це при-веде до визначення найбшьш важливих для спо-живачiв чиннишв та пiдвищення якостi послуг, яш пропонуються перевiзниками.
Мета i постановка задач1
Метою дослiдження е визначення доцшьносп впровадження RFID-технологi! у процес доставки ван-тажiв на прикладi термiнальних перевезень та вико-ристання теорi! нечiтких множин для задачi щдви-щення якостi перевезення за рахунок максимального використання можливостей транспондерiв.
Для цього необхщно, по-перше, провести порiв-няння RFID та Barcode-систем та навести класи-фiкацiю основних рiзновидiв RFID-систем. Подруге, навести приклади використання техшчних ршень на транспортi.
Порiвняльна характеристика двох дослщжуваних технологiй наведена в табл. 1.
Необхщно звернути увагу на англомовну термь нолопю, яку використовують виробники засобiв RFID (рис. 1).
RO (Read Only) - транспондери, яш працюють тiльки на зчитування записано! шформацп;
WORM (Write Once Read Many) - транспондери для одноразового запису та багаторазового зчитування запису;
R/W (Read/Write) - багаторазовий запис та бага-торазовi зчитування шформацп.
Тaблиця 1 Порiвняльнa xaрaктеристикa двоx теxнологiй
Характеристики та ознаки Дослiджyвaнi теxнологiï
Рaдiочaстотнa iдентифiкaцiя Штртове кодувэння
Iдентифiкацiя об’екта без прямого контакту + -
1дентифжащя поза полем огляду (прихованi об’екти) + -
Велика кшьшсть iнформацii, що переноситься + -
Одночасна щентифжащя декiлькох об,eктiв + -
Протистояння механiчним впливам + -
Протистояння температурному впливу + -
Вологостiйкiсть + +
Швидшсть читання iнформацii > 20 m/s + -
Безпека попередження шахрайства + -
Довготривалiсть + -
Схильнють до перешкод у виглядi електромагштних полiв + -
Використання ручних термiналiв для щентифжацп + +
Використання стацiонарних термiналiв для щентифжацп + +
Автоматичний запис шформацп в режимi „Non - Stop” + +
Майже 100% iдентифiкацiя + -
Можливiсть використання в агресивних середовищах + -
Можливiсть перезапису шформацп + -
Можливють утаемничення шформацп + -
Можливiсть швидкого внесения шформацп + -
Можливiсть частково! змши та доповнення даних + -
Вплив на здоров’я людини + -
Вiдносно велик! початковi капiталовкладення + -
ний строк служби. Hизькочaстотнi (100-500 кГц) xaрaктеризyються невеликою собiвaртiстю тa дэ-льнiстю зчитyвaння. Використовуються для склaдськиx систем iнвентaризaцiï. Середньочэс-тотш (10 - 15 МГц) - середня дaльнiсть зчиту-вaння тa середня вaртiсть. Використовуються для передaвaння велико1' кiлькостi дaниx. Високочэс-тотш (850 - 950 МГц тa 2,4 - 5 ГГц) xaрaктери-зуються високою швидк1стю тa дaльнiстю зчиту-вaння. Використовуються нa зaлiзничномy трэнс-портi для оперaтивного регyлювaння рyxy. Вони дозволяють в режимi реaльного чaсy простежувэ-ти перемщення потягiв, регyлювaти зaвaнтaже-нiсть лшш, yникaти порушень грaфiкiв рyxy.
До приклaдiв можнa ввднести простежyвaння вэн-тaжниx перевезень тa перемiщень мюького эвто-мобiльного трaнспортy. Встaновлення трaнспон-дерa нa вaнтaжi тa простежyвaння його в контро-льниx точкax, де встaновлюються зчитyвaльнi aпaрaти, дозволяе в aвтомaтичномy режимi досль дити грaфiк перемiщення вaнтaжy. Використaння RFID в aвтоперевезенняx дозволяе виключити втрaтy вaнтaжy тa його вiдпрaвлення зa помил-ковою эдресою. Мaйже тaкa ж системa створю-еться i га мiськомy пэсэжирському трaнспортi. Вога aвтомaтизye процес врaxyвaння кiлькостi рейав, зроблениx кожним водieм, чэс визду тэ зш’зду в пэрк. Це у зэгальному подсумку дозволяе плэнувэти грaфiки рyxy, кiлькiсть одиниць рyxо-мого склэду га трaсi в зэлежносп вiд годин доби, оптимiзyвaти використання теxнiки тэ зэощэджу-вэти кошти га витрэти пэливэ.
Рис. 1. Сxемa рaдiочaстотниx систем
Трэнспондери бувэють низькочэстотними (LF), середньочэстотними (MF) тэ високочэстотними (HF); эктивними тэ пэсивними. До aктивниx трaнспондерiв можнэ ввднести тi, як1 прэнюють вщ вбудовэнох* эбо подключено!’ бaтaреï. Пэсивга мiткa прэцюе без джерелэ живлення. Пaсивнi мгг-ки знэчно дешевшi тэ мэють фэктично необмеже-
На Украш найбшьш доцiльним е використання радючастотно! щентифжацп для складських робгг та для пiдвищення iнформацiйного забезпечення учаснишв при термiнальних перевезеннях.
Впровадження ЯРТО-систем на термiналах про-понуеться виконувати за такими етапами:
1) Анализ загально'1 термтальног мережг, на якт плануеться впровадження системи. Аналiз повинен включати опис шлькосп термiналiв та рiвень автоматизацп кожного з них, а також розмiри вах примiщень по кожному термшалу.
2) Визначення ступеня впровадження системи. Можна видiлити три ступенi впровадження: по-вне впровадження, впровадження для декшькох задач та впровадження для одше! задачi. На цьо-му етапi також розробляються рекомендацп щодо розмiщення засобiв зчитування транспондерiв для трьох рiзновидiв радiочастотних систем (ЬБ, МБ, ИБ).
3) Визначення можливого ступеня сумгсного використання трьох систем. Можливе виникнення ситуаци, коли для складських робгт потрiбно ви-користовувати ЬБ-системи, а для отримання ш-формацп про ввд’!зд чи прибуття автомобiля ИБ-системи.
4) Проведення розрахунку необх1дно'1 ктькост1 транспондергв визначених ргзновидгв. Загальна кшьшсть транспондерiв залежить ввд максимального добового обсягу переробки вантажу та вiд максимально! шлькосп засобiв пакетування, що використовуються.
щ = f (еДоб, п). (1)
5) Планування засоб1в передач1 тформаци по вах вантажах кожному вантажовгдправнику та вантажоотримувачу на вах етапах перевезення. Тобто час прибуття на термшал-ввдправник, зна-ходження на склад^ ввд’!зд з термшалу-вщправника, час прибуття на термiнал-отримувач та час вщправлення. Крiм того, на цьому етапi проводиться розгляд та планування рiзновидiв програмних продуктiв для пвдтримки шформа-цiйного забезпечення вах учаснишв перевезення.
6) Шдрахунок витрат на впровадження системи. Необхщне проведення пвдрахуншв для декшькох можливих систем. Витрати повиннi включати
Вшю = Вт + Вс + Впз + Вко , (2)
де ВЯРЮ - загальнi витрати на впровадження ново! системи, грн.; ВТ - витрати на транспондери, грн.; ВС - витрати на зчитувальш апарати, грн.; ВПЗ - витрати на додаткове програмне забезпечення (повинш включати витрати на програмне
забезпечення не тшьки для функцюнування системи, але i на продукти для шдвищення шформа-цiйного забезпечення всiх учасник1в процесу), грн.; ВКО - витрати на забезпечення термшалу додатковими комп’ютерними потужностями, грн.
7) Визначення ступеня використання системи, яка буде впроваджуватися. За допомогою цього показника буде проводитися порiвняння схожих систем
N'
С = —^ -100%, (3)
ЩОП
де С - стушнь використання системи, %; ЩО П к1льк1сть операцш, як1 використовуються за допомогою впроваджено! системи, од; ЩОП - загальна кшьшсть операцш, од.
8) Поргвняння схожих систем та вибгр найбшьш доцшьноИ. Для виршення поставленого завдання пот^бно використовувати два попередш критери з обмеженнями у виглядi максимально припусти-мих витрат на впровадження
С — тах, при ВЯРЮ < ВП , (4)
де ВП - максимально припустимi витрати на мо-жливе впровадження, грн.
Для виршення завдання пiдвищення якосл перевезення за рахунок використання теорп нечiтких множин потрiбно проведення попередшх анкет-них досл1джень. В анкетних дослвдженнях спо-живачi повинш вказати стешнь важливостi якостi окремих ознак за кожною операцiею протягом доставки.
Нехай X = { х1, х2,....хп} - множина споживачiв та У = {у1, у2,..., ур} - множини ознак оцшки спо-живачiв. Нехай 2 ={г1;гг,.,2т} - множина аль-
тернативних варiантiв проведення операци. На-приклад, операцiю зберiгання можна проводити з рiзним рiвнем ознак. Так, можна збертати вантаж з рiзними температурними режимами, при рiзнiй вологостi та iн.
Далi будуються бiнарнi вiдношення Я по кожнш операцi!, для яких ФЯ : X х У —> [0,1] - е функць ею приналежностi. Для всiх х е X та у е У фун-кцiя ФЯ (х, у) - стешнь важливосп ознаки у
за оцшкою споживача х [2]. Вiдношення мае вигляд
у у 2 ... ур
R =
ФR (X1> У1 ) Ф (х1= У2 ) ■■■ Ф R (( Ур)
Ф R (х2 , у1 ) Ф R (х2 , У 2 ) ■■■ Ф R (х2, Ур )
Ф R (Xn = У1 ) Ф R (Xn = У 2 ) ■■ Ф R ( > Ур)
(5)
Користуючись R/W-транспондером, ця шформа-цiя збертаеться та переноситься з вантажем, (Ви-користання штрихкоду неможливе, оскiльки об-сяг шформаци може перевищувати 8 kb.) На тер-мiналi за допомогою зчитувальних апаратiв шфо-рма^ виймаеться та використовуеться для пода-льших розрахункiв.
Нехай ns : Y х Z ^ [0,1] е функцieю приналежно-стi нечуткого бiнарного вiдношення s. Для Bcix У e Y та z e Z nS (у, z) - степiнь приналежносп
або сумiсностi варiанту z деяко! операцп з озна-кою У: У матричному виглядi ввдношення при-ймае вигляд
z1 z 2 . ■ zm
У1 N4 N 1 ns (У1> z2 ) ■■ ■■ ns (У1> Zm )
S = ^ N4 jS : ns (y2, z2 ) ■ *z N (6)
Ур ns (Ур > z1 ) ns (Ур , z2 ) ■ ■ ns (Ур , zm )_
Далi визначаеться зважений степiнь переваги. Як приклад можна використовувати класичну функ-цш приналежностi
МAi ( zi ) = ■
Z ФR ( X’ У)ns (У* zi)
(7)
Z ФR (x, У)
У
для всix z e Z , у e Y та x e X .
Сума Z ФR (x, y) дорiвнюе степеню нештко! шд-
У
множини, яка вказуе к1льк1сть найважливiшиx ознак у, як1 споживач x використовуе для оцшки
операци, а |МA. (x, zt) можна iнтерпретувати як зважений степiнь переваги варiанту zt деяко! операци споживачем x . Результатом розрахуншв зваженото степеня переваги може бути матриця Т
T =
Ма (x1,z1) Ма2 (x1 = z2) ■■■ Мл (x1 = zm)
МА (x2 , z1 ) М A2 (x2 , z2 ) ■■■ М An (x2 , zm )
М Aj (xn , z1 ) М A2 (xn , z2 ) ■■■ М An (xn , zm )
■ (8)
Кiнцевим кроком е визначення необхвдного варь анту деяко! операци за допомогою залежностi (9)
xi = i z| М4 (x) = max(MAi (x z.,-)) !
(9)
У результат проведених розрахунк1в по кожнш операцi! визначаеться необхвдний варiант !! вико-нання по кожному окремому вантажу. Це дозволить пвдвищити якiсть перевезення, що в загаль-ному пiдсумку приведе до збшьшення кiлькостi заяв на перевезення, отож i до збiльшення тдсу-мкових прибуткiв.
Висновки
У результатi дослвдження було проведено аналiз двох основних технологш iдентифiкацi! об,ектiв (RFID та Barcode). Проведений аналiз допомiт ви-явити позитивнi та нетативнi риси обох систем. Наданi можливi етапи впровадження RFID-системи при термшальних перевезеннях. Вирше-на задача тдвищення якостi перевезення за раху-нок використання в RFID-системi теорi! нечгтких множин. Використання штрихового кодування для дано! задачi неможливе, оск1льки штрихкод не до-зволяе зберiтати велику кшьшсть iнформацi!.
Лiтература
1. Нагорный Е.В. Современное состояние украин-
ского рынка транспортно-экспедиционных услуг и пути его реформирования // Вестник ХНАДУ / Сб. научн. тр. - Харьков: ХНАДУ. - 2003. - Вып. 22. - С. 39 - 42.
2. Нечеткие множества и теория возможностей:
Последние достижения / Под ред. Р. Ягера. -М.: Радио и связь, 1986.
Рецензент: В.М. Варфоломеев, професор, д.т.н.. ХНАДУ.
Стаття надшшла до редакцп 31 счня 2005 р.
z
m
х
п
