基于RIFD的物联网技术在邮政服务质量监控上的应用.docx

一、 项目名称：基于RIFD的物联网技术在邮政服务质量监控上的应用
二、 研究背景
RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术是物联网的核心技术之一。
在国际邮政行业中，RFID应用最广泛的是在邮件质量检测系统。基于RFID的邮件质量检测就是在每个邮政作业场地（如收寄局、投递局、处理中心等）的进出口装卸通道上安装RIFD阅读器，将插有RFID标签的测试信夹在正常邮件中寄递，测试信经过邮政处理的各个环节后，就能得出在每一个环节耗费的时间，从而查找、解决问题。
自1995年开始，工业化国家已开始采用基于RFID技术的监控系统（UNEX系统）开展邮件传输质量的检测，到目前为止，已有50多个国家参与这一系统。基于RFID的邮件质量检测就是在每个邮政作业场地（如收寄局、投递局、处理中心等）的进出口装卸通道上安装RIFD阅读器，将插有RFID标签的测试信夹在正常邮件中寄递，测试信经过邮政处理的各个环节后，就能得出在每一个环节耗费的时间，从而查找、解决问题。经过近20年的RFID监控系统测试及改进，欧洲发达国家互寄邮件3内到达的比例从69.1%上升到93.0%。

新《邮政法》规定：“邮政企业寄递邮件，应当符合国务院邮政管理部门规定的寄递时限”。实施函件传输全程质量动态跟踪，追溯传输过程中函件总包的状态和流转环节，为加强邮政服务质量提供科学的决策支持，为当前邮政作业流程优化提供一种适应我国邮政实情、可对函件全程作业实施实时测试的跟踪监测工具与方法，就显得尤为重要和迫切
2012年4月10日，《新闻1+1》也报道了平常函件延误、遗失的问题，“平信不平”一下子成为全社会广泛关注的问题。
我国邮政网络点多面广，如果照搬国外函件质量监测的方法，需要昂贵的投资。我们必须坚持“自主创新”和“少花钱，多办事，办好事”的原则，探索适应我国邮政实情的解决方案，研发具有自主知识产权的邮件检测设备，加快建设具有较高社会效益和经济效益的全国函件全程时限自动跟踪监测系统。
中国邮政集团公司于2007年就启动了国内邮件质量检测系统的研发，试图找到一种适合中国国情的检测方法。
三、 系统实施
（一） 测试方法
基于RFID技术，实施函件全程时限跟踪，首先需要在函件传递的全程各环节的进出口通道区域的顶部安装“远距离RFID监测装置”。
按照测试计划表，将含有RFID标签的测试信从选定的大宗函件收寄局、商函制作中心或邮筒发出，经过邮件处理中心、至目的地的邮件处理中心、投递局，由投递局的“测试员”收取后再寄回测试小组。
由于在函件全程传递过程的关键环节的进出口通道均安装远距离RFID数据采集装置，从而就可以获取嵌入到函件总包内的RFID标签从商函制作中心到投递局、又从投递局返回商函制作中心全程各环节时限信息。
（二） 网络结构
全国普通邮件全程时限监控系统网络结构如下图所示：

（三） 关键技术
1.兼容国际国内应用标准和规范的邮件传递质量检测系统的方案研究及设计
对万国邮政联盟关于RFID技术的相关标准（S20,S22和S23系列）,关于国际邮政数据通信，信息交换的相关标准，关于国际国内邮件处理的业务规范和技术标准等进行适用性研究；对RFID技术用于邮件传递跟踪与溯源方面进行技术业务结合方式的研究，形成具有特点的系统框架；设计制定高性价比的系统方案。
2.低成本、低功耗、高安全性的超高频有源电子标签集成技术研究
研究2.45GHz超高频（微波段）有源电子标签在复杂环境下提高阅读率以及相关的天线设计技术；研究并开发高可靠、低功耗的2.45GHz电子标签；电子标签在特定物理指标（重量<12g，厚度<3mm,均含电池和封装介质；封装后整体呈软性可弯曲）条件下的二次封装技术研究；开发满足上述条件的产品性超高频有源电子标签和天线。
3.高效率识读器的远距离阅读技术研究
随机状态下超高频阅读器高阅读率技术研究；阅读距离可调、电波旁瓣干扰抑制等技术研究；2.45GHz超高频多阅读其对多电子标签的防干扰和防冲突技术研究；高效率的阅读器器与激励器之间“1对1”以及“1对多点”的有效匹配和控制技术研究；开发产品级的基于高可靠的嵌入式软硬件设计的控制装置。
4.多应用高可靠的后台数据处理技术和远程监控技术的研究与实现
面向电子标签数据实时采集和处理、基于EN13850:2002标准的数据分析系统开发；Oracle数据库及数据备份库存储、查询、操作的优化技术研究；基于集成式现场服务器实现远程网管的技术研究；基于工控机实现RFID中间件功能开发的远程网管技术研究；适应数据跟踪与溯源需求、具有数据完整性保护功能、面向行业领域共性的高可靠性软件资源管理系统的研究和开发。
5.高可靠多通信传输方式的共存及智能切换技术研究
有线宽带、自动拨号、无线GPRS、CDMA等多种网络传输技术在RFID中间件结合并实现的技术研究；在中间件平台同时实现多种通信传输方式并进行智能切换的技术研究，完成实用系统。
6.小型化集成式模块化设计与组合式工艺研究
按系统分解，对控制器、识读器、激励器、电源等硬件装置和软件系统进行高集成模块化设计和工艺安排；研究“标准型”和“紧凑型”小型化组合工艺。
四、 当前取得的效果
集团公司市场部于2010年6月正式启动在全国邮政推广应用RFID平常函件全程时限监控系统一期工程。截至目前，全国56个重点城市安装有约451台RFID设备，集团公司下一步将继续在全国所有地市推广建设RFID平常函件全程时限监控系统的二期建设。
一年多以来，全国共进行15轮测试，收发测试邮件15.7万余封。测试取得了显著效果：
（一）邮件传递质量明显上升。国家邮政局2009年公布《邮政普遍服务标准》规定：信件全程时限应满足直辖市、省会城市间3～6天，不超过6天送达的比例不应低于95％。从系统的监测数据看，3天内到达的邮件比例比测试之初上升了12.4%；6天内到达的邮件比例比测试之初上升了8.7%，已经稳定在96%以上，超过了国家邮政局的相关规定。
（二）逾限站点显著减少。逾限站点是指在邮件处理过程中，邮件在某一点停留过长的站点；这样的站点多数为作业班次设置不合理、邮件量过大来不及处理等造成。通过对测试数据的分析，不断优化流程、合理配置资源，逾限站点逐步减少。从统计数据可以看出，在一个站点停留超过24小时的邮件量比测试之初下降了57.6%；在一个站点停留超过72小时的邮件量比测试之初下降了89.2%，基本杜绝了滞留的发生，大大提高了处理速度。
（三）作业班次准时率有所提高。在后台统计分析中，所有的数据和计划作业班次自动进行比对，检查作业班次的准时率。随着各处理环节流程的改进以及重视程度的提高，作业班次的准点率也有所提高。
五、 效益分析
全国邮政普遍服务地域覆盖范围广，管理难度大。使用本系统后对于提升邮件传递质量的促进作用将会得到体现。
由于采用有源RFID技术，一台设备可以管理50米范围内的所有通道，这使得每个检测通道的平均成本约2000元，远低于国外无源RFID设备每个检测通道25000元的成本。单个有源标签成本约90元，由于本项目是在中国邮政系统内部运行，标签是采用循环使用的方法，按照每个标签使用寿命5年，每个月使用2次，5年可以使用60次计算，每次使用成本是0.75元，低于无源标签一次性使用成本，无源标签每次使用成本约2元，所以项目采用的是有源RFID技术。
在国外lyngsoe公司同样使用半有源RFID技术，标签的报价是20欧元，我们的标签价格低于同类产品，设备价格则更能显示出优势。
采用本系统后，如果为中国邮政在邮件传递质量提升5％的话，至少可以减少1％的重复劳动，对于中国邮政每年超过百亿的邮件量，所产生的经济效益远大于项目投资。
提升邮件服务质量，不仅能提高工作效率，产生经济效益。同时又能提升中国邮政在大众的企业形象，改善民生。

六、 实施过程
（一） 试验与试点
上海院从2007年进行研发，形成了包括有源，半有源标签及读卡系统等技术在内的一整套方案，获得了2项发明专利、2项软件著作权。
2007年在上海、河南、内蒙古、云南四省七市做了技术方案论证试验（第一次试点）。
2008年对江、浙、沪三省市的省际互寄邮件传输过程相关主要环节的时限进行了实时跟踪测试，效果良好（第二次试点） 。
2009年，进行广东省省内“非给据邮件全程时限跟踪研究与试验”。为广东省邮政公司对省内邮件传输质量的诊断和分析提供了精确可靠的数据，使广东邮政针对性地解决问题有了科学依据，整个试验圆满成功。
集团公司企发部、市场部等多部门在广州召开现场会，对广东邮政的经验予以充分肯定，并决定推广广东经验，在全国开展“国内平常函件全程时限监控”工作。
（二） 一期工程（已完成，覆盖全国56个重点城市，451台阅读器、10000个标签）
2010年6月，集团公司企业发展与科技部、市场经营部、网路运行部、集团公司信息技术局等单位联合对《邮件全程时限监控系统总体方案》进行评审并获通过。
9月20日，由中国邮政集团公司市场经营部、企业发展与科技部、信息技术局等单位业务和技术专家组成的测试组，对RFID检测设备进行出厂验收，并对软件系统提出要求。随后设备在京、沪、穗、宁开始安装。
11月-12月，系统在四市间投入试运行，共进行了两轮测试。测试数据汇总到建在上海的数据中心，进行数据处理分析。
2011年2月，集团公司下发了文件，同意立项进行国内普通邮件全程时限监控系统工程建设。
7月5日，全国系统正式运行。
截至目前，全国共进行15轮测试，收发测试邮件15.7万余封。
（三） 二期工程（计划中，覆盖89个地市）
计划在2013年下半年进行。

七、 投资估算
（一）一期工程（已完成，覆盖全国56个重点城市）
序号
项目
数量
价格（元）
单价
小计
1
RF3000阅读器
451套
￥11,000
￥4,961,000
RF3000柔性标签
10000个
￥90
￥900,000
设备费合计：
￥5,861,000
2
“基于RFID技术的邮件传递跟踪与溯源关键技术研究与应用” 应用软件
1套
￥40,000
￥400,000
3
3年数据通信费
451套
120元/年
￥54,120
4
方案编制费

￥300,000

总计：
￥6,615,120
（二）二期工程（计划中，覆盖89个地市）
序号
项目
数量
价格（元）
单价
小计
1
RF3000阅读器
500套
￥11, 000
￥5,500,000
RF3000柔性标签
30000个
￥90
￥2,700,000
设备费合计：
￥8,200,000
2
软件系统升级扩容
1套
￥40,000
￥400,000
3
*3年数据通信费（注2）
500套
120元/年
￥60,000
4
总计：
￥8,660，000