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特种设备应用汉信码技术 实现智慧监管

发布时间:2024年01月11日 来源:中国自动识别网 作者:董晓文 张金波 王毅

特种设备是指涉及生命安全且危险性较大的锅炉、压力容器(含气瓶)、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施和厂(场)内机动车辆八大类设备以及这些设备所用的材料、附属的安全附件、安全保护装置和与安全保护装置相关的设施。随着科技的不断进步,特种设备在生产生活中的使用范围越来越广泛。特种设备的安全直接关系到人民群众的生命财产安全和社会稳定,对于生产安全和社会经济发展具有重要意义,因此,对特种设备的安全监管至关重要。为了确保特种设备的安全运行,包括我国在内的许多国家都对特种设备实施监督和管理。
由于特种设备种类和数量繁多、使用环境复杂,传统的监管方式存在着信息不完整、更新不及时、管理效率低等问题。近年,以物联网、大数据、自动识别与数据采集技术为代表的数字技术的快速发展,为特种设备的安全监管提供了新的思路和方法。汉信码技术作为一种我国自主研发、技术先进的自动识别与数据采集技术,逐渐被应用于特种设备的监管中,有效提高特种设备监管的效率和水平,具有很高的实用价值和广泛的应用前景。
 
我国特种设备监管的现状
特种设备监管是保障特种设备安全运行的重要措施,我国对特种设备安全监管高度重视。我国已经出台了一系列涉及特种设备安全的法律法规,如《中华人民共和国特种设备安全法》《特种设备安全监察条例》《特种设备安全监督检查办法》《特种设备作业人员监督管理办法》等,以及《大型游乐设施安全监察规定》《客运索道安全监督管理规定》等各类特种设备的安全技术规范。这些法律法规和安全技术规范的制定和完善,为特种设备监管提供了法律依据和技术支持。
在特种设备监管机构的设置和职能方面,我国成立了专门的机构负责特种设备的安全监管、事故调查和处理等工作。特种设备监管的主体是国家市场监督管理总局和地方市场监督管理部门。对特种设备的生产、经营和使用实施分类的、全过程的安全监督管理,开展风险防控和隐患排查治理,有效地控制特种设备的安全生产,保障人民群众的生命财产安全。
 
我国特种设备监管的问题
近些年,我国特种设备监管效能得到了有效提升,安全状况持续改善,但仍面临监管难度大、监管信息获取难度大、监管方式传统、监管效率低成本高等问题。
监管难度大
目前,我国在用特种设备总量1,810多万台,有66万多公里压力管道、2亿多只气瓶,量大、面广、线长,责任主体多,监管链条长,保障特种设备安全责任重大。大型化、高参数、高危险性特种设备不断增加,高龄老旧设备日益增多,长期服役老旧设备故障率明显增长,特种设备安全形势长期处于严峻状态。随着经济发展水平的提高,人民群众对安全更加关注,对不安全状况的容忍度大幅度降低。
监管信息获取难度大
由于特种设备种类繁多,分布广泛,监管部门难以全面掌握设备的信息。一方面,设备的生产、使用、检验等环节的信息难以有效传递,导致设备的安全性能无法得到保障。另一方面,对于已经发现的安全隐患,难以获取完整的信息,也容易增加事故的次生灾害发生概率。具体来说,信息获取困难主要表现在以下几个方面:
检验信息获取  对于特种设备的检验,往往需要大量的纸质文档和人工比对,不仅效率低下,而且容易出错。
设备信息获取  设备的信息通常被保存在各种不同的地方,如档案室、设备制造商、使用者等,这导致监管部门难以全面获取设备的信息。
安全信息获取  对于已经发现的安全隐患,往往难以获得完整的信息,使得监管部门无法及时采取措施进行整改。
监管方式传统
目前,我国特种设备的监管主要依靠人力巡查和定期检验,难以覆盖所有的设备。特别是在偏远地区,由于人力和物力的限制,监管部门往往无法做到全面、实时的监管。此外,对于一些隐蔽的安全隐患,单纯依靠人力巡查很难发现,给设备的安全性能带来风险。
监管效率低成本高
由于监管方式单一,监管部门的监管效率普遍较低。对于大量的特种设备,监管部门无法做到全面覆盖,有时无法及时排查存在安全隐患的设备。一些问题需要多次往返才能解决,增加了监管的成本和时间。
 
汉信码技术及其应用
汉信码是中国物品编码中心(以下简称编码中心)牵头自主研制、具有完全自主知识产权的二维码码制,在汉字信息表示方面达到国际领先水平,在数字和字符、二进制数据等信息的编码效率、符号信息密度与容量、识读速度、抗污损能力等方面达到了国际先进水平,2022年3月,《汉信码》国家标准(GB/T 21049-2022)完成修订。汉信码作为一种针对我国需求量身研发的二维码,是目前我国技术最先进、标准化程度最高、获得国内外支持最多的自主知识产权二维码码制,如图1所示。 
图1  汉信码符号
 
汉信码的技术特点
与其他二维码相比,汉信码在知识产权、汉字编码能力、识读速度、信息容量、纠错能力等方面具有明显的优越性。
知识产权免费
作为完全自主创新的一种二维码码制,汉信码的《纠错编码方法》等9项发明专利成果归编码中心所有。编码中心早在汉信码研发完成时即明确了汉信码专利免费授权使用的基本原则,使用汉信码码制技术没有任何的专利风险与专利陷阱,同时不需要向编码中心和其他任何单位缴纳专利使用费。
汉字编码能力强
汉信码具有超强的汉字处理能力,汉字表示效率高,支持GB 18030-2022《信息技术 中文编码字符集》中规定的160万个码位,汉字采用12比特的压缩比率。
识读速度快
汉信码在信息编码、纠错编译码、码图设计方面采用了多种技术手段,提高了汉信码的识读速度。目前,汉信码的识读速度比国际上的主流二维码Data Matrix要高,更便于在生产线、物流、票据等实时性要求高的领域中广泛应用。
信息密度高
为提高汉信码的信息表示效率,技术人员在码图设计、字符集划分、信息编码等方面充分考虑了这一需求,从而提高了汉信码的信息(特别是汉字信息)表示效率。当对大量汉字进行编码时,相同信息内容的汉信码符号面积只是QR码符号面积的90%,是Data  Matrix码符号面积的63.7%。因此,汉信码是表示汉字信息的首选码制。
信息容量大
汉信码最多可以表示7,829个数字、4,350个ASCII字符、2,174个汉字、3,262个8位字节信息,支持照片、指纹、掌纹、签字、声音、文字等数字化信息的编码。
汉信码抗污损和畸变能力强
汉信码在常用的不平整面或桶装物品上仍能正常识读,并且可在缺失两个寻像图形的情况下进行识读。
纠错能力强
汉信码采用Reed-Solomon纠错算法,提供四种纠错等级,具有高度的适应能力,用户可以根据需要在8%、15%、23%和30%四个纠错等级中进行选择。
汉信码的技术支持与应用情况
在汉信码识读设备方面,汉信码的识读功能已经成为霍尼韦尔、斑马等众多国际识读设备厂商和国内大多数识读设备厂商的标准配置,特别是新大陆、民德、方正等我国龙头企业,在其全系列正式产品中都内置了汉信码的识读功能。此外,霍尼韦尔、新大陆、斑马等公司的识读头里已经内置了汉信码识读功能,这些公司的识读头占据了现在二维码识读设备的绝大多数份额,汉信码的识读设备支持非常充分。目前,编码中心等研发的免费的汉信码生成和识读工具已经成功上线。
汉信码成功应用多个领域。例如,北京妇幼保健院的新生儿疾病筛查工作采用汉信码标签作为信息载体,通过虚拟的网络化实现了该院与采血单位的信息连接,完成相关新生儿信息的采集和信息传递,从而保证两地信息的一致性,解决了重复录入和人工录入的问题,有效地提高了工作效率,节省了大量人力成本和社会成本,为我国医疗卫生领域的信息化建设发挥了重要的表率作用;在汽车、摩托车关键部件上的应用,实现了从加工制造、物流运输、市场流通到用户使用全生命周期的跟踪追溯,提高生产效率,降低差错率,提高企业收益;在保障食品安全方面,用汉信码作为追溯信息载体,专用标签与水产品产业链相结合,目前已在广东多家水产企业应用,效果良好,达到了企业经营管理与安全生产的统一,实现了养殖日常管理与追溯管理的无缝集成,让人们吃到放心的水产品。
 
汉信码技术助力特种设备监管
国家对大数据、大安全越来越重视。在推进我国特种设备监督管理体系建设的进程中,依托汉信码为代表的自主知识产权二维码核心技术与我国技术厂商产品,不仅有利于加强我国特种设备监管的行业管理与广大企事业用户单位的信息化管理,更能够逐步打通与消费者的对接和联系,形成具有我国特色的、能够兼顾多种应用需求的特种设备监管体系,更好地满足新时代对特种设备监督管理和信息化建设工作的需求。
技术实施
目前,特种设备的监督管理对象主要是人员、物品设备以及相关的过程记录,涉及到对证卡、挂牌、单据票据、物品以及相关档案记录的信息化管理,汉信码技术都可以实现。
设备标识
在特种设备的显著位置粘贴汉信码,作为设备的唯一标识,这将有助于监管部门快速识别设备,提高监管效率。
信息编码
使用汉信码技术为每一台特种设备建立唯一的信息档案(包含设备的基本信息、使用情况、检验记录等内容)。通过扫描汉信码,可以实现对特种设备的快速查询和管理,使监管部门能够全面掌握设备的信息,为设备安全管理提供基础数据支持。
数据读取
使用手机或其他移动设备扫描汉信码,即可读取设备的信息。这将提高监管部门的监管效率,减少人力和物力投入,实现全面、实时的监管。
信息传递
通过汉信码,可以实现设备信息的有效传递。从设备的生产到使用,再到检验,所有与设备相关的信息都可以通过汉信码进行传递,确保信息的准确性和及时性。
汉信码与现有的监管流程紧密结合,可以有效提高监管效率。
生产环节,将设备的重要信息(包括附加信息,如设备的使用单位、负责人等)编写进汉信码,将标签贴在特种设备上,实现对设备的快速识别和查询,方便监管部门进行跟踪管理。
检验环节,每一台特种设备可生成二维码独立检验报告。检验人员只需扫描二维码即可获取,提高了检验效率和准确性。同时,还可以通过扫描二维码进行远程监控和管理。
日常管理环节,监管部门利用汉信码技术可以实现对特种设备的实时监控和预警。发现异常情况时,可以通过扫描汉信码迅速锁定故障设备,及时进行处理和维修。
成功应用案例
我国对于特种设备的管理常见方式有挂牌、蚀刻标识、证卡、票据和文档、标签标识管理等。汉信码已应用成功的有:
挂牌类
目前,压力容器、管道等特种设备大多采用挂牌进行管理,传统的挂牌仅仅包含目视信息,在挂牌上增加汉信码,能够为设备的信息化管理提供极大的便利,降低人员工作强度和误差,提高相关工作效率。
浙江省宁波市为几百万液化气瓶加装汉信码唯一标识,不仅可以随时查看充气时间、保质期、生产日期、质量状况等,还能够跟踪液化气瓶流通情况,解决了过期液化气瓶的追踪和回收难题,避免安全事故的出现;百姓可以通过扫码查询自家液化气瓶看到详细信息,如图2所示。
图2  汉信码在液化气瓶上的应用
 
蚀刻标识类
对于某些重要产品,如压力管道、特种设备关键零部件等,汉信码可以直接在相关产品上进行蚀刻,从而为相关产品赋予终身不变的身份证,如图3所示。
图4  汉信码在福建省电梯上的应用
 
证卡类
通过采用汉信码技术,不仅能够实现证卡信息的离线式、移动式采集,更能够实现证卡信息和人员的在线、离线相互验证,为特种设备主体企业与操作人员管理提供极大的便利。
票据和文档管理
票据、单据以及文档档案记录的管理应用汉信码可以满足文档档案管理的高效、安全、信息承载量大等需求。
标签标识管理
通过应用汉信码标识,不仅能够实现相关标签管理信息的自动化识读,更方便通过与监管信息系统的连接,获取相关设备、物品的标签外信息,实现大众、工作人员与监管体系的互动和信息交互。
目前福建省的10万部电梯应用了汉信码。用户扫描汉信码即可了解相关电梯基本信息、完成一键报修等,如图4所示。
汉信码技术的应用,为监管部门提供实时、准确的数据支持,有效提高监管部门的监管效率和水平;实现对特种设备的快速识别和查询;更加精确地掌握特种设备的使用情况和安全状况,及时发现和处理潜在的安全隐患,从而降低特种设备安全事故的发生率。汉信码技术的应用为特种设备安全监管信息化发展提供了新的思路和方法。
汉信码技术在特种设备监管中的应用,能够有效提高我国自主知识产权技术应用程度,保障特种设备的安全性能,为社会稳定和经济发展提供保障。汉信码技术的应用也将推动我国特种设备行业的信息化和智能化进程,为实现智慧监管提供有力支持。未来,随着物联网、大数据等技术的发展,特种设备安全监管将更加依赖于信息化手段。
(国家市场监督管理总局科技计划项目:汉信码在特种设备监管应用标准体系研究,项目编号:2020MK186)
董晓文 张金波 王毅
作者单位:中国物品编码中心
《中国自动识别技术》2023年第6期总第105期

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