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一、引言
射频识别技术(Radio Frequency Identification,RFID),是自动识别技术的一种,通过无线射频方式进行非接触双向数据通信,利用无线射频方式对记录媒体(电子标签或射频卡)进行读写,从而达到识别目标和数据交换的目的。RFID诞生于20世纪40年代,随着雷达技术的发展和进步衍生而来,从80年代开始逐渐广泛应用于物流、交通等诸多领域[1]。
随着物联网技术的兴起、“智慧档案馆”概念的提出,越来越多的学者开始探讨RFID是否可以用于档案实体管理,并就此展开一系列研究。
二、RFID的效益分析
任何一项技术的应用,效益的高低是首要考虑因素。效益也即投入与产出关系,如果一项技术的投入过高而产出偏低,那么对于是否需要应用该技术则须加以谨慎的考量。
RFID的投入主要体现为软、硬件架构成本以及实际应用过程中的人力成本,RFID的整体架构包括:电子标签、读写器、天线、档案密集架、馆员终端设备、智能安全检测门以及RFID智能档案管理系统等。电子标签作为信息存储媒介,其芯片中存储该档案的基本信息和借用、归还记录;RFID读写器与后台数据库管理终端相配合,完成中转数据;出入口处的智能安全检测门有自动防盗和档案出入库确认功能;系统负责对所有信息进行统计汇总,实时监控,出现突发情况时立即发出警报[2]。其中终端设备、智能安全检测门以及RFID档案管理系统均属于一次投入,后期只需少量维护成本;而标签成本则涉及到馆藏档案总量、标签类型选取、标签失效更换等诸多因素,需要不断追加投入,因此RFID的应用成本主要源自于标签。
根据标签的供电方式,RFID标签可以分为无源标签和有源标签两类。有源标签含有电池可自行供电,但需要更换电池维护,与无源标签相比体积较大,成本也较高,因此档案馆所使用的RFID标签多为无源标签,无源标签从读写器产生的磁场中获得工作所需的能量[3]。根据工作频率的不同,又可以将RFID标签进一步细化分为低频、中频、高频和超高频标签,目前使用的主要是起步较早且应用较多的高频(HF)和起步较晚但发展较快的超高频(UHF)。曾有学者分析过两种标签的价格,高频HF电子标签在2007年时价格为4元/枚[1]。超高频UHF电子标签在2015年时价格大约0.5元/枚[4];笔者在网上检索后发现,如今高频HF电子标签的价格在0.7-0.9元/枚,超高频UHF电子标签的价格在0.39-0.5元/枚。随着科技的进步,虽然RFID电子标签的价格有了大幅下降,但这个价格乘以档案馆巨大的馆藏基数,仍然是一个不小的数目。
如今RFID标签采用常见的EEPROM(电可擦除可编程只读存储器),写入寿命约为10万次/10年[5],也就是说,每隔十年必须给RFID标签批量换新,否则RFID标签就会失效。按照这个标准推算,RFID应用成本将呈几何级数攀升;再者,标签本身带有磁性,更换标签时必须完全撕去旧标签方可粘贴新标签,否则可能因磁性干扰影响读取。反复更换RFID标签,必然导致档案盒或档案本身受损,需要更换新的档案盒或修补档案纸张,由此产生新的成本损耗,也将耗费大量的人力。
档案管理的根本目的是利用,因此RFID的产出应当从其能否方便利用的角度来进行衡量。一些学者认为,传统手工提供查(借)阅档案服务,劳动强度高,查找档案繁琐耗时,使用RFID能够帮助档案查询定位,快捷高效,省时省力[6]。但笔者以为不然。首先,档案不同于图书,尤其在我国档案数字化进程初见成效的今天,档案利用已逐渐摆脱了对档案实体的依赖性,提供利用方式也由复印档案原件转变为打印数字化扫描件,并不需要进入库房查找档案,因此从利用的角度而言,RFID的应用并不能显著提升利用效率。其次,根据国家档案局公布的数据,截至2019年底,全国共有各级各类档案馆4234个;2019年度,全国各级国家综合档案馆接待利用者716.4万人次[7],将这个数据平均到一年365天及全国4234个档案馆,则每天每个档案馆的利用者不足5人。如果全面应用RFID,耗费数十万乃至上百万的财力以及大量的人力,只是为了满足每天5名用户的来访,笔者认为这个投入和产出是极端不对等的。田雷曾在文章中指出:“可以预见的是未来档案实体的调卷量将会逐年降低,并最终趋近于0,那么我们现在耗费大量成本打造的档案实体物联化将面临很快廢弃的前景[4]。综上所述,RFID投入高昂而产出较低,笔者认为,从效益的角度而言,RFID并不适用于档案实体管理。
三、RFID的技术瓶颈
曾经有学者分析认为,RFID具有诸多优势,体现为非接触式数据采集、快速扫描、穿透性无屏障阅读等方面,可以对档案入库、盘点、查阅等业务流程做出优化[8]。但在实际应用过程中,RFID仍存在很多技术瓶颈,导致其优势无法全面发挥:浙江省丽水市档案馆作为全国较早应用RFID进行档案管理的单位,对RFID的实际应用做了大量的对比实验,实验结果显示RFID应用的实际效果,并不如人们想象中乐观。
丽水市档案局的王正媛、朱悦华在文章中明确指出:实验证明,档案馆库房存在高密度干扰因素,不可能实现对密集架内大批量标签的定位,运用RFID管理档案实体,在出(入)库管理和档案盘点上有其他技术不可比的优势,但在标签定位上,因其外部环境的特殊性,脱离数字档案馆系统是不可能有效实现的[9]。正如前文所述,当前应用较为广泛的RFID标签分为高频(HF)和超高频(UHF)。高频标签的频率波长可以穿透大多数材料,对液体、灰尘等悬浮颗粒物有一定抗干扰能力,但无法穿透金属;超高频标签的波长不能通过许多材料,特别是液体和灰尘,一旦遇到建筑物或其他障碍物,波会出现明显的衰减和反射[1]。当前档案库房普遍使用的仍是金属密集架,且库房由于密闭性原因,空气中灰尘、悬浮颗粒物密度往往大于外界环境,因此在档案库房中,RFID标签很难被读写器有效识别,精准定位。很多文章中描述的“档案工作者携带手持读写器进入库房寻找档案,自动定位档案所在密集架并亮灯提醒”的场景,不具备实现的技术条件。 2001年1月1日,《归档文件整理规则》正式施行,提出文书立卷改革的中心是将以“卷”为保管单位改为以“件”为保管单位。以件为单位进行管理,意味着需要给每一件档案都粘贴RFID标签,一方面会导致标签数量急剧增加,成本飙升;另一方面件与件之间排放紧密,会造成RFID标签互相干扰,影响信息的读取,出现漏读、错读现象,从而极大地降低档案盘点效率。再者,RFID不仅是给每一份档案粘贴电子标签,档案密集架同样需要嵌入天线,用于信号的读取与接收。由于密集架管理系统和档案管理系统是两套截然不同的系统,实际应用中必然会出现系统兼容性问题,从而给档案盘点带来诸多不便。
四、RFID的实际困境
根据国家档案局公布的数据,截至2019年底,全国各级国家综合档案馆馆藏档案82850.7万卷、件,全国各级国家综合档案馆开放13171.6万卷、件[7],已经开放的档案只占到了综合档案总数的15.8%,有限的开放率是RFID实际应用面临的一大困境:如果一个档案馆真正开放对外的档案不足馆藏总量20%,那么是否需要对80%不对外开放的档案实体进行RFID管理?须知,应用RFID的目的是方便从库房定位档案提供利用,不开放的档案几乎不会出库,长年处于静止状态。给不开放的档案粘贴RFID标签既不会为档案出入库减轻负担,也不会给档案盘点提供便捷,唯一的作用在于档案未经登记被带出库房时,RFID门禁会发出警报。按照国家档案局的数据,不开放档案的数量约为开放档案数量的5倍左右,耗费5倍的RFID标签及人力劳动,却只能实现档案防盗报警功能,对不开放档案进行RFID管理是否具有实际意义?
正如前文所述,RFID标签采用常见的EEPROM(电可擦除可编程只读存储器),写入寿命约为10万次/10年,RFID无源标签从读写器产生的磁场中获得工作所需的能量[3]。RFID标签的理论使用寿命是10年,但不开放的档案由于不会出库,因此无法通过桌面读写器进行充能,电子标签使用不足10年就会因没电而失效。电子标签一旦失效,RFID管理系统就会因感应不到档案实体信息发出警报,需要档案工作人员进入库房查看,并更换新的电子标签。电子标签逐渐失效,要求档案工作人员更加频繁地出入库房进行更换,增添了很多不必要的工作,这与应用RFID的初衷背道而驰。
此外,全面应用RFID技术,意味着今后所有入库的档案,都新增了写入档案信息、粘贴电子标签这一工作流程;而十年之后,每年不仅要对新入库的档案粘贴电子标签,还要批量更换十年前入库档案的电子标签,防止失效。对于保密期满,可以对外开放的档案,则需逐一在电子标签中更改信息。RFID的应用意味着逐年递增的经济成本以及频繁琐碎的人力劳动,一旦有一天终止使用,又面临硬件设备和软件系统的全盘废弃,无疑是极大的资源浪费。不仅如此,涉密档案粘贴RFID标签是否存在信息泄露的隐患?光盘等介质档案粘贴RFID标签会不会导致内容信息受损?这些实际问题都有待进一步研究和探讨,档案管理部门务必综合考虑RFID应用可能面临的实际困境,防止陷入进退两难的境地。
参考文献:
[1]董嘉维.高频和超高频RFID技术在图书馆的应用分析[J].现代情报,2012(8):162-164.
[2]张锋,蒋欣材,李凯亮.RFID智能档案管理系统的设计与实现[J].物联网技术,2013(10):23-28.
[3]李瑞祥,王晓华.圖书馆书籍RFID标签的选择[J].中国电子商情,2009(4):40-42.
[4]田雷.物联网技术在智慧档案馆建设中的应用研究[J].档案学通讯,2015(1):60-64.
[5]王小健,刘延平.面向智慧城市的智慧档案馆建设[J].档案与建设,2015(5):16-20.
[6]凌玉华.论RFID技术在档案管理中的应用[J].档案与建设,2012(8):20-22.
[7]国家档案局.2019年度全国档案行政管理部门和档案馆基本情况摘要[EB/OL].[2020-09-04].https://www.saac.gov.cn/daj/zhdt/202009/23bee44fdf594f048619334774968c7d.shtml.
[8]杨玉梅,黎仁国.基于RFID物联网的档案管理系统研究与设计[J].档案学研究,2012(4):62-64.
[9]王正媛,朱悦华.RFID技术运用于档案实体管理可靠性研究[J].中国档案,2016(10):58-59.
[10]张友春.基于RFID的档案管理系统的设计与实现[D].威海:山东大学,2014:34-36.
作者单位:上海理工大学档案馆
射频识别技术(Radio Frequency Identification,RFID),是自动识别技术的一种,通过无线射频方式进行非接触双向数据通信,利用无线射频方式对记录媒体(电子标签或射频卡)进行读写,从而达到识别目标和数据交换的目的。RFID诞生于20世纪40年代,随着雷达技术的发展和进步衍生而来,从80年代开始逐渐广泛应用于物流、交通等诸多领域[1]。
随着物联网技术的兴起、“智慧档案馆”概念的提出,越来越多的学者开始探讨RFID是否可以用于档案实体管理,并就此展开一系列研究。
二、RFID的效益分析
任何一项技术的应用,效益的高低是首要考虑因素。效益也即投入与产出关系,如果一项技术的投入过高而产出偏低,那么对于是否需要应用该技术则须加以谨慎的考量。
RFID的投入主要体现为软、硬件架构成本以及实际应用过程中的人力成本,RFID的整体架构包括:电子标签、读写器、天线、档案密集架、馆员终端设备、智能安全检测门以及RFID智能档案管理系统等。电子标签作为信息存储媒介,其芯片中存储该档案的基本信息和借用、归还记录;RFID读写器与后台数据库管理终端相配合,完成中转数据;出入口处的智能安全检测门有自动防盗和档案出入库确认功能;系统负责对所有信息进行统计汇总,实时监控,出现突发情况时立即发出警报[2]。其中终端设备、智能安全检测门以及RFID档案管理系统均属于一次投入,后期只需少量维护成本;而标签成本则涉及到馆藏档案总量、标签类型选取、标签失效更换等诸多因素,需要不断追加投入,因此RFID的应用成本主要源自于标签。
根据标签的供电方式,RFID标签可以分为无源标签和有源标签两类。有源标签含有电池可自行供电,但需要更换电池维护,与无源标签相比体积较大,成本也较高,因此档案馆所使用的RFID标签多为无源标签,无源标签从读写器产生的磁场中获得工作所需的能量[3]。根据工作频率的不同,又可以将RFID标签进一步细化分为低频、中频、高频和超高频标签,目前使用的主要是起步较早且应用较多的高频(HF)和起步较晚但发展较快的超高频(UHF)。曾有学者分析过两种标签的价格,高频HF电子标签在2007年时价格为4元/枚[1]。超高频UHF电子标签在2015年时价格大约0.5元/枚[4];笔者在网上检索后发现,如今高频HF电子标签的价格在0.7-0.9元/枚,超高频UHF电子标签的价格在0.39-0.5元/枚。随着科技的进步,虽然RFID电子标签的价格有了大幅下降,但这个价格乘以档案馆巨大的馆藏基数,仍然是一个不小的数目。
如今RFID标签采用常见的EEPROM(电可擦除可编程只读存储器),写入寿命约为10万次/10年[5],也就是说,每隔十年必须给RFID标签批量换新,否则RFID标签就会失效。按照这个标准推算,RFID应用成本将呈几何级数攀升;再者,标签本身带有磁性,更换标签时必须完全撕去旧标签方可粘贴新标签,否则可能因磁性干扰影响读取。反复更换RFID标签,必然导致档案盒或档案本身受损,需要更换新的档案盒或修补档案纸张,由此产生新的成本损耗,也将耗费大量的人力。
档案管理的根本目的是利用,因此RFID的产出应当从其能否方便利用的角度来进行衡量。一些学者认为,传统手工提供查(借)阅档案服务,劳动强度高,查找档案繁琐耗时,使用RFID能够帮助档案查询定位,快捷高效,省时省力[6]。但笔者以为不然。首先,档案不同于图书,尤其在我国档案数字化进程初见成效的今天,档案利用已逐渐摆脱了对档案实体的依赖性,提供利用方式也由复印档案原件转变为打印数字化扫描件,并不需要进入库房查找档案,因此从利用的角度而言,RFID的应用并不能显著提升利用效率。其次,根据国家档案局公布的数据,截至2019年底,全国共有各级各类档案馆4234个;2019年度,全国各级国家综合档案馆接待利用者716.4万人次[7],将这个数据平均到一年365天及全国4234个档案馆,则每天每个档案馆的利用者不足5人。如果全面应用RFID,耗费数十万乃至上百万的财力以及大量的人力,只是为了满足每天5名用户的来访,笔者认为这个投入和产出是极端不对等的。田雷曾在文章中指出:“可以预见的是未来档案实体的调卷量将会逐年降低,并最终趋近于0,那么我们现在耗费大量成本打造的档案实体物联化将面临很快廢弃的前景[4]。综上所述,RFID投入高昂而产出较低,笔者认为,从效益的角度而言,RFID并不适用于档案实体管理。
三、RFID的技术瓶颈
曾经有学者分析认为,RFID具有诸多优势,体现为非接触式数据采集、快速扫描、穿透性无屏障阅读等方面,可以对档案入库、盘点、查阅等业务流程做出优化[8]。但在实际应用过程中,RFID仍存在很多技术瓶颈,导致其优势无法全面发挥:浙江省丽水市档案馆作为全国较早应用RFID进行档案管理的单位,对RFID的实际应用做了大量的对比实验,实验结果显示RFID应用的实际效果,并不如人们想象中乐观。
丽水市档案局的王正媛、朱悦华在文章中明确指出:实验证明,档案馆库房存在高密度干扰因素,不可能实现对密集架内大批量标签的定位,运用RFID管理档案实体,在出(入)库管理和档案盘点上有其他技术不可比的优势,但在标签定位上,因其外部环境的特殊性,脱离数字档案馆系统是不可能有效实现的[9]。正如前文所述,当前应用较为广泛的RFID标签分为高频(HF)和超高频(UHF)。高频标签的频率波长可以穿透大多数材料,对液体、灰尘等悬浮颗粒物有一定抗干扰能力,但无法穿透金属;超高频标签的波长不能通过许多材料,特别是液体和灰尘,一旦遇到建筑物或其他障碍物,波会出现明显的衰减和反射[1]。当前档案库房普遍使用的仍是金属密集架,且库房由于密闭性原因,空气中灰尘、悬浮颗粒物密度往往大于外界环境,因此在档案库房中,RFID标签很难被读写器有效识别,精准定位。很多文章中描述的“档案工作者携带手持读写器进入库房寻找档案,自动定位档案所在密集架并亮灯提醒”的场景,不具备实现的技术条件。 2001年1月1日,《归档文件整理规则》正式施行,提出文书立卷改革的中心是将以“卷”为保管单位改为以“件”为保管单位。以件为单位进行管理,意味着需要给每一件档案都粘贴RFID标签,一方面会导致标签数量急剧增加,成本飙升;另一方面件与件之间排放紧密,会造成RFID标签互相干扰,影响信息的读取,出现漏读、错读现象,从而极大地降低档案盘点效率。再者,RFID不仅是给每一份档案粘贴电子标签,档案密集架同样需要嵌入天线,用于信号的读取与接收。由于密集架管理系统和档案管理系统是两套截然不同的系统,实际应用中必然会出现系统兼容性问题,从而给档案盘点带来诸多不便。
四、RFID的实际困境
根据国家档案局公布的数据,截至2019年底,全国各级国家综合档案馆馆藏档案82850.7万卷、件,全国各级国家综合档案馆开放13171.6万卷、件[7],已经开放的档案只占到了综合档案总数的15.8%,有限的开放率是RFID实际应用面临的一大困境:如果一个档案馆真正开放对外的档案不足馆藏总量20%,那么是否需要对80%不对外开放的档案实体进行RFID管理?须知,应用RFID的目的是方便从库房定位档案提供利用,不开放的档案几乎不会出库,长年处于静止状态。给不开放的档案粘贴RFID标签既不会为档案出入库减轻负担,也不会给档案盘点提供便捷,唯一的作用在于档案未经登记被带出库房时,RFID门禁会发出警报。按照国家档案局的数据,不开放档案的数量约为开放档案数量的5倍左右,耗费5倍的RFID标签及人力劳动,却只能实现档案防盗报警功能,对不开放档案进行RFID管理是否具有实际意义?
正如前文所述,RFID标签采用常见的EEPROM(电可擦除可编程只读存储器),写入寿命约为10万次/10年,RFID无源标签从读写器产生的磁场中获得工作所需的能量[3]。RFID标签的理论使用寿命是10年,但不开放的档案由于不会出库,因此无法通过桌面读写器进行充能,电子标签使用不足10年就会因没电而失效。电子标签一旦失效,RFID管理系统就会因感应不到档案实体信息发出警报,需要档案工作人员进入库房查看,并更换新的电子标签。电子标签逐渐失效,要求档案工作人员更加频繁地出入库房进行更换,增添了很多不必要的工作,这与应用RFID的初衷背道而驰。
此外,全面应用RFID技术,意味着今后所有入库的档案,都新增了写入档案信息、粘贴电子标签这一工作流程;而十年之后,每年不仅要对新入库的档案粘贴电子标签,还要批量更换十年前入库档案的电子标签,防止失效。对于保密期满,可以对外开放的档案,则需逐一在电子标签中更改信息。RFID的应用意味着逐年递增的经济成本以及频繁琐碎的人力劳动,一旦有一天终止使用,又面临硬件设备和软件系统的全盘废弃,无疑是极大的资源浪费。不仅如此,涉密档案粘贴RFID标签是否存在信息泄露的隐患?光盘等介质档案粘贴RFID标签会不会导致内容信息受损?这些实际问题都有待进一步研究和探讨,档案管理部门务必综合考虑RFID应用可能面临的实际困境,防止陷入进退两难的境地。
参考文献:
[1]董嘉维.高频和超高频RFID技术在图书馆的应用分析[J].现代情报,2012(8):162-164.
[2]张锋,蒋欣材,李凯亮.RFID智能档案管理系统的设计与实现[J].物联网技术,2013(10):23-28.
[3]李瑞祥,王晓华.圖书馆书籍RFID标签的选择[J].中国电子商情,2009(4):40-42.
[4]田雷.物联网技术在智慧档案馆建设中的应用研究[J].档案学通讯,2015(1):60-64.
[5]王小健,刘延平.面向智慧城市的智慧档案馆建设[J].档案与建设,2015(5):16-20.
[6]凌玉华.论RFID技术在档案管理中的应用[J].档案与建设,2012(8):20-22.
[7]国家档案局.2019年度全国档案行政管理部门和档案馆基本情况摘要[EB/OL].[2020-09-04].https://www.saac.gov.cn/daj/zhdt/202009/23bee44fdf594f048619334774968c7d.shtml.
[8]杨玉梅,黎仁国.基于RFID物联网的档案管理系统研究与设计[J].档案学研究,2012(4):62-64.
[9]王正媛,朱悦华.RFID技术运用于档案实体管理可靠性研究[J].中国档案,2016(10):58-59.
[10]张友春.基于RFID的档案管理系统的设计与实现[D].威海:山东大学,2014:34-36.
作者单位:上海理工大学档案馆