方曉瑩 （浙江國(guó)際海運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 舟山 316021）

·物流技術(shù)·

RFID技術(shù)在集裝箱管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

方曉瑩 （浙江國(guó)際海運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 舟山 316021）

1 集裝箱管理現(xiàn)狀

在世界各國(guó)國(guó)際貿(mào)易蓬勃發(fā)展的背景下，集裝箱運(yùn)輸以其高效、安全、便捷等特點(diǎn)在國(guó)際航運(yùn)中發(fā)揮著越來越重要的作用，成為國(guó)際物流的重要載體。近年來國(guó)內(nèi)港口集裝箱運(yùn)輸發(fā)展迅速，2006年香港、上海、深圳分列世界港口集裝箱吞吐量第二、三、四名，年吞吐量分別達(dá)到2 223.4萬(wàn)TEU、2 171萬(wàn)TEU、1 847萬(wàn)TEU[1]。面對(duì)如此龐大的集裝箱吞吐量，加之國(guó)際集裝箱運(yùn)輸過程環(huán)節(jié)眾多，如何實(shí)現(xiàn)集裝箱運(yùn)輸更高效、安全、快速的周轉(zhuǎn)是港口相關(guān)企業(yè)面臨的現(xiàn)實(shí)問題。

隨著物流信息技術(shù)的發(fā)展，實(shí)時(shí)掌握貨物動(dòng)態(tài)已成為必然和可能。然而，作為貨物運(yùn)輸主要載體的集裝箱，信息化程度不高，無(wú)法實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代物流所要求的信息透明與實(shí)時(shí)性要求[2]。目前國(guó)內(nèi)港口對(duì)集裝箱管理的現(xiàn)狀是：港區(qū)集裝箱的信息采集基本靠人工抄錄或半自動(dòng)化來完成，集裝箱供應(yīng)鏈的流通管理、跟蹤監(jiān)控等信息處于孤立狀態(tài)，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)只有65%，不能實(shí)時(shí)跟蹤記載集裝箱運(yùn)輸過程中的物流信息，導(dǎo)致無(wú)法實(shí)時(shí)掌握集裝箱的位置和狀態(tài)；不能及時(shí)得知集裝箱是否安全到達(dá)堆場(chǎng)；此外由于無(wú)法實(shí)時(shí)了解堆場(chǎng)上的集裝箱的數(shù)量和位置空缺，無(wú)形中又造成堆場(chǎng)沒有得到充分利用，浪費(fèi)了企業(yè)的資源。港口集裝箱的流轉(zhuǎn)經(jīng)過數(shù)十次人工采集箱號(hào)信息，效率低下，無(wú)法實(shí)現(xiàn)港口自動(dòng)化作業(yè)；對(duì)集裝箱箱號(hào)的識(shí)別也主要通過圖像處理技術(shù)，這種處理方法受陰雨大霧天氣和集裝箱破損程度的影響很大，識(shí)別率一般為80%～95%。

由于集裝箱管理技術(shù)的落后，成為影響現(xiàn)代物流效率、貨物配送效益、供應(yīng)鏈管理水平的主要瓶頸，導(dǎo)致了整個(gè)物流效率的降低。因此，集裝箱管理迫切需要采用新技術(shù)以實(shí)現(xiàn)快速識(shí)別、實(shí)時(shí)跟蹤。在此背景下，人們把解決的途徑轉(zhuǎn)向了無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù) （Radio Frequency Identification，RFID）。目前該項(xiàng)技術(shù)正以其遠(yuǎn)距離、非接觸式、運(yùn)動(dòng)中自動(dòng)識(shí)別等獨(dú)特技術(shù)優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用在港口集裝箱管理中。

2 RFID簡(jiǎn)介

RFID，即無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)，是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。

最基本的RFID系統(tǒng)由三部分組成。標(biāo)簽 （Tag）：由耦合元件及芯片組成，每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象；閱讀器 （Reader）：讀取 （有時(shí)還可以寫入）標(biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計(jì)為手持式或固定式；天線 （Antenna）：在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號(hào)。

3 RFID集裝箱管理系統(tǒng)組成

在集裝箱運(yùn)行管理中，將RFID電子標(biāo)簽附著在集裝箱上，在一些關(guān)鍵地點(diǎn)，如集裝箱港口出入口、堆場(chǎng)出入口等處安裝RFID閱讀器，當(dāng)集裝箱出入或運(yùn)行時(shí)可以不接觸地自動(dòng)讀取信息并識(shí)別電子標(biāo)簽中保存的數(shù)據(jù)，通過計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)對(duì)采集到的信息進(jìn)行處理、存儲(chǔ)或遠(yuǎn)程傳送。

基于RFID的集裝箱管理系統(tǒng)主要由三部分組成[3]——中央監(jiān)控中心子系統(tǒng)、出廠監(jiān)控子系統(tǒng)、堆場(chǎng)自動(dòng)管理子系統(tǒng)，各部分功能如圖1所示。

該系統(tǒng)的工作過程先后由集裝箱信息寫入、集裝箱出廠識(shí)讀、堆場(chǎng)閘口入口信息讀取、堆場(chǎng)放置/提取集裝箱、集裝箱出堆場(chǎng)信息讀取等幾步驟來完成，具體如圖2所示。

圖2 RFID集裝箱管理系統(tǒng)工作流程

（1）集裝箱信息寫入。首先，當(dāng)制造好的成品集裝箱下生產(chǎn)線時(shí)，通過系統(tǒng)軟件和寫卡器把對(duì)應(yīng)的集裝箱信息如集裝箱代碼寫入空白電子標(biāo)簽，然后將寫好代碼的標(biāo)簽吸附到集裝箱上，由生產(chǎn)廠的堆高車閱讀器對(duì)集裝箱箱號(hào)進(jìn)行信息確認(rèn)后出廠。

（2）集裝箱出廠識(shí)讀。出廠后集裝箱將由拖車運(yùn)往堆場(chǎng)，安裝在工廠出口的閱讀器讀取集裝箱標(biāo)簽信息和拖車信息 （如果標(biāo)簽讀取失敗，可由出口監(jiān)控點(diǎn)工作人員手工輸入箱號(hào)），傳輸?shù)匠鰪S監(jiān)控子系統(tǒng)中，再由該系統(tǒng)通過Internet網(wǎng)絡(luò)上傳到中央監(jiān)控子系統(tǒng)中。

（3）堆場(chǎng)閘口入口信息讀取。在集裝箱進(jìn)入堆場(chǎng)閘口時(shí)，堆場(chǎng)入口閘口上的閱讀器讀取集裝箱和車輛標(biāo)簽，將車輛信息、集裝箱信息及其匹配關(guān)系、到達(dá)時(shí)間等保存到堆場(chǎng)管理子系統(tǒng)中，同時(shí)上傳到中央子系統(tǒng)。

（4）堆場(chǎng)放置/提取集裝箱。集裝箱入堆場(chǎng)后，由堆高車系統(tǒng)按照中央子系統(tǒng)分配的堆放位置來放置集裝箱。車載閱讀器對(duì)抓取的集裝箱的信息進(jìn)行自動(dòng)讀取，數(shù)據(jù)通過無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸與控制室中央數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行交互，驗(yàn)證后將集裝箱堆放到系統(tǒng)圖形所指示的位置。當(dāng)對(duì)集裝箱進(jìn)行提取時(shí)，堆高車系統(tǒng)根據(jù)圖形指示找到相應(yīng)的集裝箱，閱讀器讀取集裝箱上的電子標(biāo)簽，驗(yàn)證為應(yīng)提箱后再將集裝箱取下。

（5）集裝箱出堆場(chǎng)信息讀取。集裝箱出堆場(chǎng)時(shí)，由堆場(chǎng)出口的閱讀器系統(tǒng)讀取出場(chǎng)的集裝箱和車輛標(biāo)簽，判斷所運(yùn)箱是否為應(yīng)出場(chǎng)箱，確認(rèn)后將車輛信息和箱信息匹配，保存信息和出閘時(shí)間于本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)和中央數(shù)據(jù)庫(kù)（MAS數(shù)據(jù)庫(kù)）。如果集裝箱信息讀取成功，工作人員將標(biāo)簽取下回收，進(jìn)入下一輪應(yīng)用。

4 RFID技術(shù)對(duì)集裝箱運(yùn)輸管理的影響

4.1 集裝箱的自動(dòng)識(shí)別。將記錄有集裝箱號(hào)、箱型、貨物種類、數(shù)量等數(shù)據(jù)的標(biāo)簽安裝在集裝箱上，在經(jīng)過安裝有識(shí)別設(shè)備的公路、鐵路的出入口及碼頭的檢查門時(shí)，RFID標(biāo)簽自動(dòng)感應(yīng)后將相應(yīng)的數(shù)據(jù)返回閱讀器，從而將標(biāo)簽上保存的信息傳輸?shù)紼DI系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了集裝箱的動(dòng)態(tài)跟蹤與管理，提高了集裝箱運(yùn)輸?shù)男屎托畔⒌墓蚕?。通過這種系統(tǒng)不僅加快了車輛進(jìn)港提箱的速度，而且對(duì)車輛提箱進(jìn)行了嚴(yán)密的管理，并減少了人為因素造成的差錯(cuò)。

4.2 使運(yùn)輸處理流程自動(dòng)化[4]。利用RFID實(shí)時(shí)采集的集裝箱信息，在后臺(tái)系統(tǒng)的支持下，可以實(shí)現(xiàn)貨物運(yùn)輸處理流程的自動(dòng)化，從而使各個(gè)運(yùn)輸環(huán)節(jié)和各種運(yùn)輸工具之間配合密切，銜接緊湊，貨物所到之處中轉(zhuǎn)迅速及時(shí)，大大減少貨物的在途停留時(shí)間，從而從根本上保證了貨物安全、迅速、準(zhǔn)確、及時(shí)地運(yùn)抵目的地。

4.3 為空箱調(diào)運(yùn)模型提供精確數(shù)據(jù)。按照定艙數(shù)據(jù)、附近堆場(chǎng)和倉(cāng)庫(kù)可用的實(shí)際空箱數(shù)，通過集裝箱在途和在庫(kù)數(shù)據(jù)的精確估算，能夠幫助進(jìn)行空箱調(diào)運(yùn)策劃。因?yàn)榭障溥\(yùn)輸屬于成本性支出，不能為航運(yùn)公司帶來直接收益，所以減少空箱運(yùn)輸是提高整體管理效率的有效手段，也是提高航運(yùn)公司競(jìng)爭(zhēng)能力的重要因素。通過提高集裝箱的利用率，減少空置時(shí)間，從而幫助達(dá)到合理的箱位比。

4.4 為滯期費(fèi)和堆存費(fèi)的精益管理奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。由于無(wú)法準(zhǔn)確的得到事件發(fā)生點(diǎn)的時(shí)間信息，滯期費(fèi)催收和堆存費(fèi)支付管理一直以來都是各船公司的管理薄弱環(huán)節(jié)，運(yùn)用RFID自動(dòng)采集集裝箱事件動(dòng)態(tài)發(fā)生的時(shí)間等信息后，能對(duì)滯期費(fèi)和堆存費(fèi)進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，從而及時(shí)催收滯期費(fèi)，合理支付堆存費(fèi)。

4.5 保證貨物流與信息流的一致性。在集裝箱裝箱時(shí)，如果RFID能夠自動(dòng)采集實(shí)際裝箱信息，并以此整合形成單證信息，對(duì)船東處理整船報(bào)關(guān)，碼頭艙單等信息會(huì)有很大幫助。因?yàn)镽FID系統(tǒng)保證了貨物流與信息流的一致性，在業(yè)務(wù)中不存在信息錄入和更改流程，可以極大減輕單證手工錄入工作量，減少單證錯(cuò)誤，縮短單證核對(duì)時(shí)間。

5 結(jié)束語(yǔ)

RFID技術(shù)在集裝箱管理系統(tǒng)中的應(yīng)用，代表著世界港口集裝箱信息化的發(fā)展方向，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)集裝箱信息管理的不足，實(shí)現(xiàn)了集裝箱的自動(dòng)識(shí)別和對(duì)集裝箱運(yùn)輸過程的實(shí)時(shí)跟蹤，增強(qiáng)了集裝箱運(yùn)輸?shù)陌踩?，提高了港口集裝箱周轉(zhuǎn)速率，同時(shí)大大加快了集裝箱的通關(guān)速度，為構(gòu)建具有國(guó)際先進(jìn)水平的集裝箱數(shù)字化港口指明了發(fā)展的道路。

[1] 深圳遠(yuǎn)睿通科技有限公司.RFID技術(shù)在港口集裝箱領(lǐng)域的應(yīng)用研究[EB/OL].(2009-11-21)[2010-12-15].http://company.ca800.com/80080/4/45853.shtml.

[2] 洪理平.RFID在集裝箱管理中的應(yīng)用[J].浙江海洋學(xué)院學(xué)報(bào) （自然科學(xué)版），2007(2):210-212.

[3] 深圳一信通軟件有限公司.超高頻RFID集裝箱管理系統(tǒng)方案[EB/OL].(2010-11-17)[2010-12-15].http://project.yktworld.com/201011/201011171121396271.html.

[4] 蔣志明.RFID將變革集裝箱運(yùn)輸業(yè)務(wù)流程[J].信息與電腦，2009(11):130-131.

RFID Technology-based Container Management System

FANG Xiao-ying (Zhejiang International Maritime College,Zhoushan 316021,China)

集裝箱作為國(guó)際物流的重要載體，以其高效、安全、便捷等特點(diǎn)在國(guó)際航運(yùn)中發(fā)揮著越來越重要的作用，但其落后的管理方式嚴(yán)重影響了現(xiàn)代物流的信息化發(fā)展，無(wú)法實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代物流所要求的信息透明與實(shí)時(shí)性要求。將RFID技術(shù)應(yīng)用于集裝箱管理，在集裝箱信息的采集、集裝箱自動(dòng)識(shí)別，運(yùn)輸流程處理，信息共享等方面帶來深刻的變化，有效解決了目前集裝箱管理中存在的問題。

RFID；集裝箱；管理

Container as an important carrier of international logistics,with its efficient,safe,and convenient features,is playing an increasingly important role in the international shipping.But its dated management styles has seriously affected the development of modern logistics.Transparency and real-time of information can not be achieved.RFID technology will be applied to container management.Profound changes will be happened in the container information collection,container automatically identify,transport processes handling,and information sharing.It will effectively solve the problems in the current container management.

RFID;container;management

TP391

A

2011-01-10

方曉瑩（1973-），女，浙江舟山人，浙江國(guó)際海運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，副教授，碩士，研究方向：信號(hào)與信息處理。

1002-3100(2011)04-0076-03