登录
注册
射频识别技术在危险化学品安全管理中的应用
作者：吴勤曼 朱道立
来源：RFID世界网
日期：2007-10-16 16:48:05
摘要：针对危险品安全管理所面临的严峻形势， 本文通过RFID技术介绍及其在危险化学品中应用的必要性分析，探讨了在危险品安全管理中使用RFID技术的可行方案，以提高整个危险品管理中的安全性， 同时提出在RFID推广中存在的问题。
1 RFID 概述
RFID是Radio Frequency Identification的缩写。即射频识别。常称为感应式电子晶片或近接卡、感应卡、非接触卡、电子标签、电子条码等。
一套完整RFID系统由Reader与Transponder两部分组成， 其原理为由Reader发射一特定频率之无限电波能量给Transponder．用以驱动Transponder电路将内部之ID Code送出，此时Reader便接收此ID Code。
Transponder的特殊性在于免用电池、免接触、免刷卡，故不怕脏污，且晶片密码为世界唯一，无法复制，安全性高，寿命长。
RFID的应用非常广泛． 目前典型应用有动物品片、汽车晶片防盗器、门禁管制、停车场管制、生产线自动化、物料管理。RFID标签有两种：有源标签和无源标签。
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T作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。
短距离射频产品不怕油渍、灰尘污染等恶劣的环境，可在这样的环境中替代条码，例如用在工厂的流水线上跟踪物体。长距射频产品多用于交通．识别距离可达几十米．如自动收费或识别车辆身份等。
RFlD技术现在主要应用在如下领域：
(1)在零售业中，条形码技术的运用使得数以万计的商品种类、价格、产地、批次、货架、库存、销售等各环节被管理得井然有序：
(2)采用车辆自动识别技术，使得路桥、停车场等收费场所避免了车辆排队通关现象，减少了时间浪费，从而极大地提高了交通运输效率及交通运输设施的通行能力；
(3)在自动化的生产流水线上，整个产品生产流程的各个环节均被置于严密的监控和管理之下；
(4)在粉尘、污染、寒冷、炎热等恶劣环境中．远距离射频识别技术的运用除去了卡车司机必须下车办理手续的不便；
(5)在公交车的运行管理中， 自动识别系统准确地记录着车辆在沿线各站点的到发站时刻，为车辆调度及全程运行管理提供实时可靠的信息。
2 RFID在危险化学品安全管理中的必要性
危险化学品作为特殊的商品．极大地改善了人们的生活，但其固有的危险性也给人类的生存带来威胁。如果对危险化学品管理不善，一旦发生事故，不仅会给企业造成重大经济损失，而且会给社会和环境造成极其恶劣的影响。例如，1991年9月3日，江西贵溪农药厂一台装有2．4吨98％甲胺的槽罐车，在运输途中发生泄漏事故，造成数百人中毒，其中41人死亡(截止1993年调查时)，大量牲畜、家禽、水生动植物死亡，受污染区域达23万平方米。1993年8月5日．深圳清水河危险化学品仓库发生爆炸事故，死亡15人，100多人受伤，造成的直接经济损失达2亿多元。1997年6月27日，北京东方化工厂油罐区发生特大火灾爆炸事故，在较短的时间内，整个罐区全部被毁，造成8人死亡，直接经济损失达1亿多元。2005年3月．京沪高速淮安段交通事故，液氯泄漏致使28人死亡、350人受伤。这些恶性事故反映了我国依然严峻的危险化学品安全管理形势。危险化学品的安全管理事关人民群众的生命财产安全和人类共同的生存环境，加强管理迫在眉睫、势在必行。
由于危险化学品都具有易燃、易爆、有毒、有害或有腐蚀等危险特性，从其生产到使用、储存、运输和经营等过程中．如果控制不当，极易发生事故，如火灾或爆炸、人员中毒或伤亡、污染生态环境等。随着化学工业的发展．涉及到的危险化学品的种类和数量显著增加，危险化学品的易燃易爆性、反应性和毒性本身就决定了事故的多发性和严重性。现代化学工业的生产呈现出设备多样化、复杂化以及过程连接管道化的特点。如果管线破裂或设备毁坏，会有大量易燃气体或液体瞬间泄放，迅速蒸发形成蒸气云团，与空气混合达到爆炸下限，遇明火爆炸，会造成难以想象的灾难。多数危险化学品对人体有害． 由于设备密封不严，人员操作失误或处理不当等因素，容易发生泄漏事故，可直接导致人员急性或慢性中毒甚至死亡．生态环境也会受到严重污染。综上可见，由于危险化学品的固有危险性，使我们在利用其益处的同时有可能受到伤害。因此，必须切实加强危险化学品的安全管理，避免其可能带来的对生命、财产、健康及环境的伤害和损失。
目前对危险化学品的安全管理丁作有明确法律要求的国家法律、法规主要有《中华人民共和国安全生产法》(以下简称《安全生产法》)、《危险化学品安全管理条例》(国务院344号令)、《危险化学品经营许可证管理办法》和《危险化学品包装物、容器定点生产管理办法》等。 《安全生产法》第32条作出规定：“生产、经营、运输、储存、使用危险物品或者处置废弃危险物品的， 由有关主管部门依照有关法律、法规的规定和国家标准或者行业标准审批并实施监督管理。生产经营单位生产、经营、运输、储存、使用危险物品或者处置废弃危险物品，必须执行有关法律、法规和国家标准或者行业标准，建立专门的安全管理制度，采取可靠的安全措施，接受有关主管部门依法实施的监督管理。”
2002年1月26日，国务院令第344号颁布的《危险化学品安全管理条例》 (以下简称《条例》)为当前的危险化学品的安全管理提供了坚实的法律依据。 《条例》共有7章74条，涉及危险化学品的生产、经营、运输、储存、使用和处置废弃等多个环节，对危险化学品的监管实行从“摇篮” 到“坟墓” 的全生命周期的安全管理。这一条例的颁布与实施，必将推动我国的危险化学品的安全管理工作。
而RFID是实现企业和社会信息化的重要技术之一，它能在显著提升企业竞争力和业务绩效以及降低总体应用成本的同时．创造新的服务形式、新的商业模式和新的产业结构。其在危险化学品管理和应用过程中凸现生命力。目前，上海已经出台了地方的动物用电子标签标准，上海的宠物和牲畜免疫已经可以采用这个标准进行管理；液氯、乙炔等危险化学品气瓶，全上海市的烟花爆竹管理也已经开始使用电子标签管理。此外，上海还在制订基于电子标签的访客生物特征识别标准．将建立基于电子标签的访客及其证件管理系统。
3 RFID在危险化学品安全管理业务的应用
(1)在生产管理中的应用
危险品充装后，在每个危险品包装上都贴有唯一的RFID标签， 由安监部门对危险品包装进行检验，在包装上粘贴不可逆性的RFID标签．并通过手持式阅读器对标签信息进行识别和数据写入，然后通过计算机将数据上传到安全生产监督管理局的信息管理中心。
(2)在入库管理中的应用
危险品到达仓库后，通过阅读器将标签信息中的充装品名、数量、有效期等信息读取，根据仓库内划分的具有相应电子识别码的不同货位，其中包括所处仓库、货区、货架及垛位信息，将危险品放入相应的货架中。这样，有效地阻止了人为造成的差错和混淆．大大提高了工作效率。
(3)在出库管理中的应用
危险品的出库管理中，应用RFID，在仓库门口安装读写器天线， 当有危险品出库时，可以将危险品标签中的信息读取到信息管理中心，并通过仓库的物流部门将其到达目的地和时间等信息，写入标签中并上传到信息管理中心。这样可以避免危险品发运错误，还可以了解到已经发送的危险品数量，便于掌握其一切行踪。
(4)在运输管理中的应用
危险品运输车辆上都安装GPS卫星定位系统，每分每秒的行驶信息，都在“掌控”之中。运输车辆如果偏出指定路线一定距离或进入敏感区域，信息管理中心会自动报警，后方监管工作人员可以远程控制车辆，并切断车辆的油路或者电路。同时，信息管理中心还可以随时对车辆驾驶人员是否存在违规行为进行监控， 司机如超速或3个小时以上疲劳驾驶，也会向后方监控台报警。此外，如果车辆一旦发生碰撞，驾驶员只要按动系统在车上设置的传感器，信息管理中心管理人员将会接到手机报警，可最快速度实施救援，并通过RFID标签读取所运输的危险品信息， 以最短的时间采取措施。
4 RFID推广使用存在的问题分析
(1)标准问题
RFID标准大致包含两类：一类是技术标准，如符号、射频识别技术、IC卡标准等；另一类是与RFID应用密切相关的标准，例如EPC (电子产品码)和相关软件技术。由于每个RFID标签中都有一个唯一的识别码，如果它的数据格式有很多种且互不兼容，那么使用不同标准的RFID产品就不能通用，而数据格式的标准问题涉及到各个国家自身的利益和安全， 目前已形成了13本“泛在ID中心”和美国EPC Globat两大标签标准组织互不兼容的对抗局面。目前还没有正式的关于RFID产品(包括各个频段)的国际标准，ISO／IEC18000还只是一个草案。这势必对未来的RFID产品互通和发展造成阻碍。
但是，应该看到，我国政府也13益重视产业发展及标准化工作，信息产业部、科技部、国家标准化管理委员会等十四大部委正准备成立一个国家级的“电子标签标准化工作组”，并开始编写《中国白皮书》 (暂命名)，新标准将在具有自主知识产权的前提下，将谋求与国际标准相互兼容。相信通过国家主管部门的努力， 可以使与RFID的技术标准得以确定，而与RFID行业相关的标准，在2003年11月EPC Globat已经推出EPC一1，我国也在加强相关标准的研究工作，根据各行业的情况，建立统一的EPC (电子产品码)物品编码标准并争取与国际接轨，也指日可待。
(2)安全问题
当前广泛使用的无源RFID系统还没有非常可靠的安全机制，无法对数据进行很好的保密． RFID数据还容易受到攻击，主要是因为RFID芯片本身，以及芯片在读或者写数据的过程中都很容易被黑客所利用。此外，还有识别率的问题， 由于液体和金属制口等对无线电信号的干扰很大，RFID标签的准确识别率目前还只有80％左右，离大规模实际应用所要求的成熟程度还有一定差距。RFID具有唯一的ID并且这个唯一ID是在制作芯片时放在R0M中的，并且读写器与标签之间可以设置相互安全认证过程，随着科研水平的提高，相信加密技术会更加完善，特别是我国政府大力发展我国编码体系的实施和应用，也为确保信息安全和经济安全提供了保障。
(3)成本问题
相关资料显示，RFID技术研制成本较高，在短期内又无法形成规模效应，因此使得标签的成本一直居高不下。目前国内一个RFID标签的价格大概0．7元．而条形码的成本一般在0．02元左右。除使用RFID标签，还需要配置与其相关设备，仅一个阅读器目前的价格都在1 000美元以上，企业如果配置几十台、几百台这样设备，也是一笔巨大的投入。成本问题是影响RFID在危险化学品物流领域应用的最主要的问题，资料显示，丝网印刷技术的开发成功，RFID标签成本可以得到大幅度的降低。如果危险化学品监督管理部门在GMP、GSP具体实施过程中能推广使用RFID，只要有更多的企业使用RFID，发挥规模效益．就可以使成本进一步降低。
综上所述．虽然作为危险化学品管理领域的新兴RFID技术才刚刚起步，它还存在着诸多问题，但每个新事物成长都需要一个过程。RFID在危险化学生产、出入库和运输管理中的应用，不仅可以提高危险化学品管理的工作效率，使供应链管理更加科学，而且解决了危险化学品物流中存在的管理盲点，保证了危险化学品的安全和质量。可以设想，RFID必将在危险化学品物流管理领域引起一场变革，并成为未来危险化学品物流领域一个经济增长点，创造出应有的价值。
参考文献：
[1]游战清，李苏剑．无线射频识别技术(RFID)理论与应用[M]．北京：电子工业出版社，2004
[2] 赵林度．供应链与物流管理理论与实务[M]．北京：机械工业出版社，2004．
[3]蒋军成，虞汉华．危险化学品安全技术与管理[M]．北京：化学工业出版社，2005．
RFID是Radio Frequency Identification的缩写。即射频识别。常称为感应式电子晶片或近接卡、感应卡、非接触卡、电子标签、电子条码等。
一套完整RFID系统由Reader与Transponder两部分组成， 其原理为由Reader发射一特定频率之无限电波能量给Transponder．用以驱动Transponder电路将内部之ID Code送出，此时Reader便接收此ID Code。
Transponder的特殊性在于免用电池、免接触、免刷卡，故不怕脏污，且晶片密码为世界唯一，无法复制，安全性高，寿命长。
RFID的应用非常广泛． 目前典型应用有动物品片、汽车晶片防盗器、门禁管制、停车场管制、生产线自动化、物料管理。RFID标签有两种：有源标签和无源标签。
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T作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。
短距离射频产品不怕油渍、灰尘污染等恶劣的环境，可在这样的环境中替代条码，例如用在工厂的流水线上跟踪物体。长距射频产品多用于交通．识别距离可达几十米．如自动收费或识别车辆身份等。
RFlD技术现在主要应用在如下领域：
(1)在零售业中，条形码技术的运用使得数以万计的商品种类、价格、产地、批次、货架、库存、销售等各环节被管理得井然有序：
(2)采用车辆自动识别技术，使得路桥、停车场等收费场所避免了车辆排队通关现象，减少了时间浪费，从而极大地提高了交通运输效率及交通运输设施的通行能力；
(3)在自动化的生产流水线上，整个产品生产流程的各个环节均被置于严密的监控和管理之下；
(4)在粉尘、污染、寒冷、炎热等恶劣环境中．远距离射频识别技术的运用除去了卡车司机必须下车办理手续的不便；
(5)在公交车的运行管理中， 自动识别系统准确地记录着车辆在沿线各站点的到发站时刻，为车辆调度及全程运行管理提供实时可靠的信息。
2 RFID在危险化学品安全管理中的必要性
危险化学品作为特殊的商品．极大地改善了人们的生活，但其固有的危险性也给人类的生存带来威胁。如果对危险化学品管理不善，一旦发生事故，不仅会给企业造成重大经济损失，而且会给社会和环境造成极其恶劣的影响。例如，1991年9月3日，江西贵溪农药厂一台装有2．4吨98％甲胺的槽罐车，在运输途中发生泄漏事故，造成数百人中毒，其中41人死亡(截止1993年调查时)，大量牲畜、家禽、水生动植物死亡，受污染区域达23万平方米。1993年8月5日．深圳清水河危险化学品仓库发生爆炸事故，死亡15人，100多人受伤，造成的直接经济损失达2亿多元。1997年6月27日，北京东方化工厂油罐区发生特大火灾爆炸事故，在较短的时间内，整个罐区全部被毁，造成8人死亡，直接经济损失达1亿多元。2005年3月．京沪高速淮安段交通事故，液氯泄漏致使28人死亡、350人受伤。这些恶性事故反映了我国依然严峻的危险化学品安全管理形势。危险化学品的安全管理事关人民群众的生命财产安全和人类共同的生存环境，加强管理迫在眉睫、势在必行。
由于危险化学品都具有易燃、易爆、有毒、有害或有腐蚀等危险特性，从其生产到使用、储存、运输和经营等过程中．如果控制不当，极易发生事故，如火灾或爆炸、人员中毒或伤亡、污染生态环境等。随着化学工业的发展．涉及到的危险化学品的种类和数量显著增加，危险化学品的易燃易爆性、反应性和毒性本身就决定了事故的多发性和严重性。现代化学工业的生产呈现出设备多样化、复杂化以及过程连接管道化的特点。如果管线破裂或设备毁坏，会有大量易燃气体或液体瞬间泄放，迅速蒸发形成蒸气云团，与空气混合达到爆炸下限，遇明火爆炸，会造成难以想象的灾难。多数危险化学品对人体有害． 由于设备密封不严，人员操作失误或处理不当等因素，容易发生泄漏事故，可直接导致人员急性或慢性中毒甚至死亡．生态环境也会受到严重污染。综上可见，由于危险化学品的固有危险性，使我们在利用其益处的同时有可能受到伤害。因此，必须切实加强危险化学品的安全管理，避免其可能带来的对生命、财产、健康及环境的伤害和损失。
目前对危险化学品的安全管理丁作有明确法律要求的国家法律、法规主要有《中华人民共和国安全生产法》(以下简称《安全生产法》)、《危险化学品安全管理条例》(国务院344号令)、《危险化学品经营许可证管理办法》和《危险化学品包装物、容器定点生产管理办法》等。 《安全生产法》第32条作出规定：“生产、经营、运输、储存、使用危险物品或者处置废弃危险物品的， 由有关主管部门依照有关法律、法规的规定和国家标准或者行业标准审批并实施监督管理。生产经营单位生产、经营、运输、储存、使用危险物品或者处置废弃危险物品，必须执行有关法律、法规和国家标准或者行业标准，建立专门的安全管理制度，采取可靠的安全措施，接受有关主管部门依法实施的监督管理。”
2002年1月26日，国务院令第344号颁布的《危险化学品安全管理条例》 (以下简称《条例》)为当前的危险化学品的安全管理提供了坚实的法律依据。 《条例》共有7章74条，涉及危险化学品的生产、经营、运输、储存、使用和处置废弃等多个环节，对危险化学品的监管实行从“摇篮” 到“坟墓” 的全生命周期的安全管理。这一条例的颁布与实施，必将推动我国的危险化学品的安全管理工作。
而RFID是实现企业和社会信息化的重要技术之一，它能在显著提升企业竞争力和业务绩效以及降低总体应用成本的同时．创造新的服务形式、新的商业模式和新的产业结构。其在危险化学品管理和应用过程中凸现生命力。目前，上海已经出台了地方的动物用电子标签标准，上海的宠物和牲畜免疫已经可以采用这个标准进行管理；液氯、乙炔等危险化学品气瓶，全上海市的烟花爆竹管理也已经开始使用电子标签管理。此外，上海还在制订基于电子标签的访客生物特征识别标准．将建立基于电子标签的访客及其证件管理系统。
3 RFID在危险化学品安全管理业务的应用
(1)在生产管理中的应用
危险品充装后，在每个危险品包装上都贴有唯一的RFID标签， 由安监部门对危险品包装进行检验，在包装上粘贴不可逆性的RFID标签．并通过手持式阅读器对标签信息进行识别和数据写入，然后通过计算机将数据上传到安全生产监督管理局的信息管理中心。
(2)在入库管理中的应用
危险品到达仓库后，通过阅读器将标签信息中的充装品名、数量、有效期等信息读取，根据仓库内划分的具有相应电子识别码的不同货位，其中包括所处仓库、货区、货架及垛位信息，将危险品放入相应的货架中。这样，有效地阻止了人为造成的差错和混淆．大大提高了工作效率。
(3)在出库管理中的应用
危险品的出库管理中，应用RFID，在仓库门口安装读写器天线， 当有危险品出库时，可以将危险品标签中的信息读取到信息管理中心，并通过仓库的物流部门将其到达目的地和时间等信息，写入标签中并上传到信息管理中心。这样可以避免危险品发运错误，还可以了解到已经发送的危险品数量，便于掌握其一切行踪。
(4)在运输管理中的应用
危险品运输车辆上都安装GPS卫星定位系统，每分每秒的行驶信息，都在“掌控”之中。运输车辆如果偏出指定路线一定距离或进入敏感区域，信息管理中心会自动报警，后方监管工作人员可以远程控制车辆，并切断车辆的油路或者电路。同时，信息管理中心还可以随时对车辆驾驶人员是否存在违规行为进行监控， 司机如超速或3个小时以上疲劳驾驶，也会向后方监控台报警。此外，如果车辆一旦发生碰撞，驾驶员只要按动系统在车上设置的传感器，信息管理中心管理人员将会接到手机报警，可最快速度实施救援，并通过RFID标签读取所运输的危险品信息， 以最短的时间采取措施。
4 RFID推广使用存在的问题分析
(1)标准问题
RFID标准大致包含两类：一类是技术标准，如符号、射频识别技术、IC卡标准等；另一类是与RFID应用密切相关的标准，例如EPC (电子产品码)和相关软件技术。由于每个RFID标签中都有一个唯一的识别码，如果它的数据格式有很多种且互不兼容，那么使用不同标准的RFID产品就不能通用，而数据格式的标准问题涉及到各个国家自身的利益和安全， 目前已形成了13本“泛在ID中心”和美国EPC Globat两大标签标准组织互不兼容的对抗局面。目前还没有正式的关于RFID产品(包括各个频段)的国际标准，ISO／IEC18000还只是一个草案。这势必对未来的RFID产品互通和发展造成阻碍。
但是，应该看到，我国政府也13益重视产业发展及标准化工作，信息产业部、科技部、国家标准化管理委员会等十四大部委正准备成立一个国家级的“电子标签标准化工作组”，并开始编写《中国白皮书》 (暂命名)，新标准将在具有自主知识产权的前提下，将谋求与国际标准相互兼容。相信通过国家主管部门的努力， 可以使与RFID的技术标准得以确定，而与RFID行业相关的标准，在2003年11月EPC Globat已经推出EPC一1，我国也在加强相关标准的研究工作，根据各行业的情况，建立统一的EPC (电子产品码)物品编码标准并争取与国际接轨，也指日可待。
(2)安全问题
当前广泛使用的无源RFID系统还没有非常可靠的安全机制，无法对数据进行很好的保密． RFID数据还容易受到攻击，主要是因为RFID芯片本身，以及芯片在读或者写数据的过程中都很容易被黑客所利用。此外，还有识别率的问题， 由于液体和金属制口等对无线电信号的干扰很大，RFID标签的准确识别率目前还只有80％左右，离大规模实际应用所要求的成熟程度还有一定差距。RFID具有唯一的ID并且这个唯一ID是在制作芯片时放在R0M中的，并且读写器与标签之间可以设置相互安全认证过程，随着科研水平的提高，相信加密技术会更加完善，特别是我国政府大力发展我国编码体系的实施和应用，也为确保信息安全和经济安全提供了保障。
(3)成本问题
相关资料显示，RFID技术研制成本较高，在短期内又无法形成规模效应，因此使得标签的成本一直居高不下。目前国内一个RFID标签的价格大概0．7元．而条形码的成本一般在0．02元左右。除使用RFID标签，还需要配置与其相关设备，仅一个阅读器目前的价格都在1 000美元以上，企业如果配置几十台、几百台这样设备，也是一笔巨大的投入。成本问题是影响RFID在危险化学品物流领域应用的最主要的问题，资料显示，丝网印刷技术的开发成功，RFID标签成本可以得到大幅度的降低。如果危险化学品监督管理部门在GMP、GSP具体实施过程中能推广使用RFID，只要有更多的企业使用RFID，发挥规模效益．就可以使成本进一步降低。
综上所述．虽然作为危险化学品管理领域的新兴RFID技术才刚刚起步，它还存在着诸多问题，但每个新事物成长都需要一个过程。RFID在危险化学生产、出入库和运输管理中的应用，不仅可以提高危险化学品管理的工作效率，使供应链管理更加科学，而且解决了危险化学品物流中存在的管理盲点，保证了危险化学品的安全和质量。可以设想，RFID必将在危险化学品物流管理领域引起一场变革，并成为未来危险化学品物流领域一个经济增长点，创造出应有的价值。
参考文献：
[1]游战清，李苏剑．无线射频识别技术(RFID)理论与应用[M]．北京：电子工业出版社，2004
[2] 赵林度．供应链与物流管理理论与实务[M]．北京：机械工业出版社，2004．
[3]蒋军成，虞汉华．危险化学品安全技术与管理[M]．北京：化学工业出版社，2005．
