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記川大任佩瑜團(tuán)隊(duì):探索RFID技術(shù)新應(yīng)用

作者:錢(qián)龍
來(lái)源:中國(guó)科學(xué)報(bào)
日期:2012-03-09 10:15:53
摘要:針對(duì)智慧九寨的建設(shè)目標(biāo),在任佩瑜的主持下,以九寨溝管理局為主體依托單位,四川大學(xué)、電子科技大學(xué)、四川九洲電器集團(tuán)有限責(zé)任公司、四川省地震局組成科研攻關(guān)團(tuán)隊(duì),申報(bào)并獲得了“863”計(jì)劃重大課題“基于時(shí)空分流導(dǎo)航管理模式的RFID技術(shù)在自然生態(tài)保護(hù)區(qū)和地震遺址中的應(yīng)用研究”,目標(biāo)是通過(guò)信息化手段,解決旅游旺季景區(qū)景點(diǎn)游客擁擠、乘車(chē)站點(diǎn)擁擠、車(chē)輛調(diào)度不暢和自然生態(tài)環(huán)境壓力增大等問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的綜合實(shí)時(shí)管理調(diào)度。

  任佩瑜博士,四川大學(xué)工商管理學(xué)院教授,現(xiàn)任四川大學(xué)信息及企業(yè)管理研究所所長(zhǎng)、四川大學(xué)工商管理博士后流動(dòng)站站長(zhǎng)、四川省學(xué)術(shù)與技術(shù)帶頭人、中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)、四川省管理科學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)。近年來(lái)主持國(guó)家“863”重大項(xiàng)目和國(guó)家自然科學(xué)基金重大國(guó)際合作項(xiàng)目各一項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目5項(xiàng)、國(guó)家社科基金項(xiàng)目1項(xiàng)、教育部科技發(fā)展中心博士點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)基金項(xiàng)目1項(xiàng)、其他省部級(jí)科研項(xiàng)目3項(xiàng)、四川大學(xué)“985工程”、“211工程”項(xiàng)目各一項(xiàng),獲四川省科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、三等獎(jiǎng)5項(xiàng)、省社科優(yōu)秀成果三等獎(jiǎng)4項(xiàng),在SCI、EI、CSSCI和其他核心期刊上發(fā)表論文100余篇,出版著作15部。他的研究團(tuán)隊(duì)和實(shí)驗(yàn)室主要由管理科學(xué)與工程、工業(yè)工程、信息科學(xué)、資源環(huán)境科學(xué)和企業(yè)管理、旅游管理等多學(xué)科構(gòu)成。2008年團(tuán)隊(duì)申報(bào)并獲得了“863”計(jì)劃重大項(xiàng)目,并在RFID技術(shù)方面開(kāi)展了以下研究。

  建設(shè)智慧九寨,實(shí)現(xiàn)旅游經(jīng)濟(jì)與生態(tài)保護(hù)可持續(xù)發(fā)展

  以“童話世界”、“人間仙境”而著稱(chēng)的九寨溝位于四川省西北部阿壩州九寨溝縣境內(nèi),地處青藏高原東南邊緣,海拔在2000米至3000米之間。它以其美麗的自然景觀,豐富的動(dòng)植物資源聞名中外。智慧九寨,在一定程度上表現(xiàn)為九寨溝景區(qū)管理智能化和人性化,是旅游經(jīng)濟(jì)與自然生態(tài)環(huán)境和諧共生可持續(xù)發(fā)展的模式。

  針對(duì)智慧九寨的建設(shè)目標(biāo),在任佩瑜的主持下,以九寨溝管理局為主體依托單位,四川大學(xué)、電子科技大學(xué)、四川九洲電器集團(tuán)有限責(zé)任公司、四川省地震局組成科研攻關(guān)團(tuán)隊(duì),申報(bào)并獲得了“863”計(jì)劃重大課題“基于時(shí)空分流導(dǎo)航管理模式的RFID技術(shù)在自然生態(tài)保護(hù)區(qū)和地震遺址中的應(yīng)用研究”,目標(biāo)是通過(guò)信息化手段,解決旅游旺季景區(qū)景點(diǎn)游客擁擠、乘車(chē)站點(diǎn)擁擠、車(chē)輛調(diào)度不暢和自然生態(tài)環(huán)境壓力增大等問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的綜合實(shí)時(shí)管理調(diào)度。

  課題組將源頭創(chuàng)新的時(shí)空分流導(dǎo)航管理技術(shù)和RFID、3S、3G 等信息技術(shù)綜合應(yīng)用,重點(diǎn)研究基于RFID技術(shù)的景區(qū)集成管理模式,解決資源電子化、門(mén)票智能化、游客行為追溯、智能化引導(dǎo)和時(shí)空分流、景點(diǎn)負(fù)荷監(jiān)控等問(wèn)題,制定RFID景區(qū)行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。課題構(gòu)建景區(qū)復(fù)雜巨系統(tǒng)管理工程理論和技術(shù),探索科學(xué)高效的西部景區(qū)旅游經(jīng)濟(jì)和自然生態(tài)環(huán)境和諧可持續(xù)發(fā)展的綜合集成管理理論及技術(shù)模型,提煉景區(qū)科學(xué)管理模式和標(biāo)準(zhǔn)。

  首創(chuàng)時(shí)空分流導(dǎo)航調(diào)度模型,打造智慧景區(qū)管理新模式

  自然風(fēng)景保護(hù)區(qū)既承擔(dān)著旅游觀賞功能和社會(huì)經(jīng)濟(jì)功能,同時(shí)還要發(fā)揮其生態(tài)環(huán)境保護(hù)功能,這是一對(duì)矛盾,也是旅游業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在,這一問(wèn)題在我國(guó)生態(tài)環(huán)境脆弱的西部自然風(fēng)景保護(hù)區(qū)表現(xiàn)得尤為突出。

  任佩瑜根據(jù)九寨溝等國(guó)家級(jí)風(fēng)景名勝區(qū)管理局的要求,在RFID等信息技術(shù)與管理科學(xué)的結(jié)合研究中,在國(guó)內(nèi)外首先提出了基于信息的時(shí)空分流導(dǎo)航管理模型,借助于該理論工具,通過(guò)整合生態(tài)容量、社會(huì)容量、經(jīng)濟(jì)容量、心理容量、景點(diǎn)負(fù)荷、人車(chē)密度、服務(wù)效率等多種指標(biāo),從管理熵的角度研究時(shí)空分流導(dǎo)航的微觀決策對(duì)景區(qū)系統(tǒng)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和自然生態(tài)環(huán)境效益的宏觀影響度,實(shí)現(xiàn)景區(qū)游客、車(chē)輛等運(yùn)動(dòng)行為的閉環(huán)控制。

  觀光車(chē)的動(dòng)態(tài)調(diào)度實(shí)現(xiàn)景區(qū)游客的動(dòng)態(tài)分流是一個(gè)多復(fù)雜性系統(tǒng)適應(yīng)控制問(wèn)題,具有多變量、非線性、大時(shí)滯、不確定性、約束多樣性、性能綜合性等復(fù)雜性。因此,解決景區(qū)車(chē)輛調(diào)度是一個(gè)極為困難的問(wèn)題?;赗FID的時(shí)空分流導(dǎo)航模型,優(yōu)化了車(chē)輛調(diào)度過(guò)程,大幅度地節(jié)約了車(chē)輛使用成本,解決了觀光車(chē)調(diào)度復(fù)雜、困難、滯后等問(wèn)題,及時(shí)有效地緩解了游客擁擠度,提高了管理和服務(wù)效率與質(zhì)量,改善了游客滿(mǎn)意度,緩解了景點(diǎn)壓力。

  借力RFID技術(shù),建立智慧景區(qū)綜合集成管理調(diào)度平臺(tái)

  作為物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù),RFID技術(shù)起源于第二次世界大戰(zhàn)中飛機(jī)的敵我目標(biāo)識(shí)別,它是利用無(wú)線射頻方式進(jìn)行非接觸雙向通信,以達(dá)到識(shí)別目的并交換數(shù)據(jù)的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。

  課題組依托RFID技術(shù),集成電子商務(wù)、GIS、GPS、RS,從多種信息維度、不同綜合層次展示景區(qū)車(chē)輛、游客運(yùn)行、分布情況,支持景區(qū)多部門(mén)的實(shí)時(shí)、協(xié)同調(diào)度與預(yù)測(cè),形成基于RFID實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的景區(qū)綜合集成管理調(diào)度平臺(tái)。主要應(yīng)用包括基于RFID技術(shù)的一體化電子票務(wù)系統(tǒng)、游客智能服務(wù)系統(tǒng)、服務(wù)資源智能調(diào)度系統(tǒng)、景點(diǎn)或展臺(tái)信息服務(wù)系統(tǒng)以及智能化的后端監(jiān)控與決策管理系統(tǒng),并將這些系統(tǒng)融合成為一個(gè)適用于旅游景區(qū)、博物館,乃至展覽館的,具有高通用和高擴(kuò)展性的智慧景區(qū)智能管理系統(tǒng)。

  依托RFID電子門(mén)票,實(shí)現(xiàn)游客服務(wù)數(shù)字化、人性化和高效化

  在RFID電子門(mén)票的基礎(chǔ)之上,整合導(dǎo)覽、導(dǎo)游、定位、車(chē)流和人流數(shù)據(jù)采集之間的關(guān)系,建立最適用的新業(yè)務(wù)模式,如一卡通業(yè)務(wù)、RFID卡/手機(jī)聯(lián)動(dòng)的導(dǎo)覽/導(dǎo)游業(yè)務(wù)、人流密度分析/展示、人跡跟蹤、車(chē)輛智能調(diào)度、導(dǎo)游巡檢、導(dǎo)游輔助引導(dǎo)、全球網(wǎng)絡(luò)營(yíng)銷(xiāo)、賓館助理配置、散客/集團(tuán)個(gè)性化服務(wù)。

  課題組通過(guò)RFID技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的自動(dòng)采集和分析,首次提出了基于RFID的人員密度監(jiān)控與引導(dǎo)的管理策略與流程。通過(guò)集中式的數(shù)據(jù)監(jiān)控中心,對(duì)景區(qū)各景點(diǎn)的人流密度進(jìn)行動(dòng)態(tài)決策,通過(guò)資源調(diào)度優(yōu)化服務(wù),指導(dǎo)導(dǎo)游輔助引導(dǎo)、RFID卡/手機(jī)聯(lián)動(dòng)導(dǎo)游等系統(tǒng),指導(dǎo)游客、導(dǎo)游避開(kāi)人流密集、危險(xiǎn)的地方。

  克服研究中的困難,取得豐碩的成果

  五一、國(guó)慶等節(jié)假日往往是旅游高峰期,也是課題組野外調(diào)研和深度分析工作的最佳機(jī)會(huì),每到此時(shí),課題組成員都會(huì)放棄同家人團(tuán)聚,在景區(qū)進(jìn)行人工統(tǒng)計(jì)游客流量,記錄觀光車(chē)輛調(diào)度以及游客的流動(dòng)情況、調(diào)試設(shè)備,到景區(qū)管理局進(jìn)行深度訪談、收集數(shù)據(jù)等工作,經(jīng)常是白天連續(xù)工作十個(gè)小時(shí)以上,晚上還繼續(xù)加班整理資料。課題組成員廢寢忘食、認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作,掌握了大量豐富準(zhǔn)確的第一手研究數(shù)據(jù)和資料。

  九寨溝景區(qū)地處西部高寒地區(qū),成都到景區(qū)的山區(qū)道路460公里,路況在“5.12”特大地震中遭受?chē)?yán)重破壞。課題組為了節(jié)約國(guó)家研究經(jīng)費(fèi),除非特殊情況,基本不坐飛機(jī),而是自己開(kāi)車(chē),甚至多次繞道經(jīng)甘肅進(jìn)入九寨溝,有幾次在泥石流過(guò)后,看見(jiàn)沿途汽車(chē)被泥石流淹沒(méi)的狀況。岷江源頭的貢杠嶺海拔3600米,高原和山區(qū)道路險(xiǎn)峻,特別是在冬季,高原氣候嚴(yán)寒,大雪茫茫,路面結(jié)冰,汽車(chē)容易打滑。一次課題組的汽車(chē)在結(jié)冰路面上控制不住,滑向崖邊,差一點(diǎn)就摔下深谷。面對(duì)困難,課題組成員為了完成國(guó)家“863”重大項(xiàng)目任務(wù),仍然保持很高的工作熱情。

  課題組研究涉及的學(xué)科多、跨度大,為充分發(fā)揮多學(xué)科綜合優(yōu)勢(shì),課題組成立RFID技術(shù)應(yīng)用研究實(shí)驗(yàn)室,購(gòu)置了實(shí)驗(yàn)設(shè)備,制定了行之有效的科研管理制度,建立了良好的學(xué)習(xí)和激勵(lì)機(jī)制。在團(tuán)隊(duì)的共同努力下,課題研究取得了豐碩的成果,申請(qǐng)國(guó)家專(zhuān)利10項(xiàng)、制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)6項(xiàng)、獲得國(guó)家軟件著作登記權(quán)6項(xiàng),在SCI、EI和CSSCI等雜志發(fā)表論文30余篇、出版專(zhuān)著4本。據(jù)估計(jì),課題示范工程實(shí)施后,將為九寨溝景區(qū)提高管理效率47%,降低景區(qū)運(yùn)行成本35%,景區(qū)資源利用效率提高45%,每年將帶來(lái)直接經(jīng)濟(jì)效益近2億元人民幣。

  RFID技術(shù)促進(jìn)城市公交智能化管理

  以任佩瑜為首的課題組還和成都市公交集團(tuán)合作研究,將RFID技術(shù)和管理模式拓展應(yīng)用到城市交通智能化管理上,主要應(yīng)用于:(1)在城市一卡通中植入RFID芯片,在乘客上車(chē)和下車(chē)時(shí)通過(guò)傳感器自動(dòng)采集客流信息,并經(jīng)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳回公交數(shù)據(jù)中心,有效確定客流的方向和斷面流量,制定調(diào)度方案,以及特殊線路的應(yīng)對(duì)策略。(2)通過(guò)RFID信號(hào)分析公交線路區(qū)段負(fù)荷分布,實(shí)現(xiàn)車(chē)輛實(shí)時(shí)調(diào)度,有效減少公交車(chē)候車(chē)時(shí)間,提高公交車(chē)運(yùn)行速度和準(zhǔn)點(diǎn)率。(3)GPS車(chē)載設(shè)備在部分路段受移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳輸限制,造成GPS速度、里程等數(shù)據(jù)無(wú)法及時(shí)傳回,而RFID同GPS技術(shù)集成解決了這一問(wèn)題。(4)在票務(wù)管理上,通過(guò)內(nèi)膽、膽箱上安裝RFID卡,能夠?qū)φ麄€(gè)收膽過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控,保證了票款的安全性。

  RFID和GPS的集成應(yīng)用極大地提高了成都公交精細(xì)化管理水平,降低了城市交通擁擠狀況,產(chǎn)生了良好的社會(huì)效應(yīng)。

  任佩瑜和他的科研團(tuán)隊(duì)在RFID技術(shù)研究和運(yùn)用方面做了大量的工作,為RFID技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化作出了有益的探索。