王 平，秦鳴夏（.江蘇運聯(lián)信息股份有限公司江蘇 南京 20023；2．上海鐵路局 上海 20007）

RFID在鐵路集裝箱場站中的應(yīng)用

王 平1，2，秦鳴夏1
（1.江蘇運聯(lián)信息股份有限公司江蘇 南京 210023；2．上海鐵路局 上海 200071）

鐵路集裝箱運輸中往往存在著信息采集不全、貨物追蹤不實時等問題?；趯崿F(xiàn)自動采集集裝箱信息、綁定車箱序列、提高集裝箱場站作業(yè)效率的目的，采用RFID電子標簽技術(shù)應(yīng)用在鐵路集裝箱作業(yè)中，通過電子讀寫器和手持終端掃描集裝箱電子標簽，從而獲取箱號以及貨物信息，在集裝車車皮進出場站時采集的數(shù)據(jù)可以與車號識別系統(tǒng)數(shù)據(jù)匹配加工出車箱關(guān)聯(lián)序列，在集裝箱裝卸車和裝拆箱時通過手持終端即可對貨物信息進行讀取和更新。通過RFID的應(yīng)用，實現(xiàn)了鐵路集裝箱場站中的集裝箱、貨物和作業(yè)人的緊密關(guān)聯(lián)，為建設(shè)以物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集和管理為基礎(chǔ)的集裝箱場站管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)保障。

RFID；電子標簽；集裝箱；讀寫器

RFID即無線射頻識別技術(shù)，俗稱電子標簽。其利用射頻信號與空間耦合、傳輸特性，實現(xiàn)對實物的自動識別，具有很強的抗干擾、適應(yīng)惡劣環(huán)境的優(yōu)勢，已經(jīng)普遍在全球識別技術(shù)應(yīng)用中推廣開來。隨著鐵路集裝箱運輸?shù)难杆侔l(fā)展，集裝箱運輸在鐵路物流中的地位日趨凸顯，因具備高效益、高效率、高協(xié)作的特點［1］，在給貨主帶來便利的同時，鐵路集裝箱的信息化管理也面臨著更高的要求。在運輸過程中，集裝箱是通過它的唯一標識箱號來識別的，集裝箱的交接同樣是以箱號為準，但是人工采集數(shù)據(jù)一般有35％是不準確或不實時的，而采用圖像識別的方式進行監(jiān)管，則需要4至5臺攝像頭同時拍攝，不僅成本高、易受到惡劣天氣影響，而且識別率僅達80％—90％［2］。因此，RFID在鐵路集裝箱中的應(yīng)用是很有必要的，在集裝車車輛進出場、裝卸車以及裝拆箱中都能夠發(fā)揮巨大優(yōu)勢。

1　RFID的安裝和讀取

RFID在集裝箱上的安裝需要滿足讀寫器識別、手持終端識別以及正面吊識別的要求，本著節(jié)約成本、方便高效的原則，集裝箱的電子標簽全部采用無緣標簽。如圖1所示，集裝箱上安裝的電子標簽有一個主標、兩個輔標和一個門標。

圖1　集裝箱電子標簽安裝示意圖

主標（上行）：火車出（進）場時識別集裝箱信息。

輔標（下行）：火車進（出）場時識別集裝箱信息。

輔標（頂部）：火車進出場時，如果側(cè)面標簽無效或者遇到敞車運輸集裝箱的情況，掃描頂部輔標識別集裝箱信息。

門標（箱門）：在裝拆箱時用手持終端識別集裝箱信息。

在鐵路集裝箱場站中，讀取電子標簽的媒介有電子讀寫器和手持式閱讀器。電子讀寫器分別安裝在集裝箱正面吊的吊臂上和場站鐵路專用線的道口邊上，分別在裝卸集裝箱、集裝箱進出場時識別標簽，手持式閱讀器一般嵌套在手持終端設(shè)備中，現(xiàn)場作業(yè)人員裝拆箱時掃描箱頂部標簽確認箱信息和貨信息。這兩種標簽讀寫器的具體應(yīng)用表現(xiàn)在：

吊車從火車上抓取集裝箱時，吊臂上安裝的RFID讀寫器將會自動感應(yīng)識別所抓取的集裝箱電子標簽，并且自動上傳到后臺。同理，卸載集裝箱時，吊臂上的RFID讀寫器也會將所卸載的集裝箱電子標簽信息采集，和系統(tǒng)指定的箱位號對應(yīng)并確認卸貨箱位，并且自動上傳到后臺。

工作人員可以采用RFID手持式讀寫器可以對集裝箱上的RFID電子標簽進行讀取，然后通過該閱讀器上的無線發(fā)射模塊（WIFI、GPRS、3G網(wǎng)絡(luò)等）把標簽信息傳送至后臺的計算機系統(tǒng)進行處理，形成盤點報表，系統(tǒng)自動給出誤差信息。

2　利用RFID對鐵路箱的管理應(yīng)用

2.1火車進出

在鐵路集裝箱場站中，集裝箱的火車運輸一般都是以平板車為主，也有部分敞車運輸。如圖2所示，在場站鐵路專用線的道口兩側(cè)分別安裝電子讀寫器，電子讀寫器與水平面角度大概為75度且向鐵路內(nèi)側(cè)傾斜，兩個讀寫器主要以識別主標和側(cè)面的輔標信息為主，當遇到敞車時，主標和側(cè)面的輔標無法讀取，則通過頂部的輔標來識別箱號。車輛編組經(jīng)過的同時，電子讀寫器就將車輛編組上的集裝箱號及其序列記錄下來，通過與ATIS車號識別系統(tǒng)保存的車號編組進行匹配，就可以得出車箱關(guān)聯(lián)關(guān)系，定位出每輛車皮上的集裝箱號。該車箱匹配方案具體應(yīng)用在場站的接發(fā)車作業(yè)中表現(xiàn)為：

圖2　集裝箱火車進出場標簽識別示意圖

當一趟列車駛向場站時，通過進出場站鐵道口處安裝的鐵路車號識別系統(tǒng)可將列車的行駛方向與車皮號及序列讀出并上傳至服務(wù)器［3］。同時場站信息管理系統(tǒng)會發(fā)出提示，告知操作人員有列車進場，同時將車皮號、車皮序列、車箱貨對應(yīng)關(guān)系以及場圖信息通過場站系統(tǒng)進行整合加工，制作出初步的卸車計劃展示給操作人員供其修改，無需操作人員前往現(xiàn)場抄錄車皮號及序列信息，再回到辦公室根據(jù)場圖查詢箱貨信息來制定卸車計劃。不僅能夠起到提前提示的功能還縮短了場站的接車反應(yīng)時間，大大縮短了卸車操作的耗時，提高了工作效率。

當一列集裝箱車皮裝車完畢后，列車將駛出場站，通過進出場站鐵道口處安裝的鐵路車號識別器可將列車的行駛方向與車皮號及序列讀出并上傳服務(wù)器，場站系統(tǒng)將此數(shù)據(jù)與裝車時設(shè)定的數(shù)據(jù)進行整合，自動生成發(fā)車單。無需工作人員手工制作發(fā)車單，有效規(guī)避發(fā)車單錯誤的同時也避免了因遺忘制作發(fā)車單導致后續(xù)操作無法進行的情況發(fā)生。

2.2集裝箱裝卸車

操作人員需先對將要進行集裝箱裝車操作的車皮或鐵軌進行路線、裝車方向以及車箱對應(yīng)關(guān)系等等設(shè)定來制作裝車計劃［4］。此時配備在吊車駕駛室內(nèi)的手持機會接收到該裝車計劃，司機可根據(jù)計劃開始裝車操作。當龍門吊或正面吊準備吊起集裝箱時，安裝在吊車上的RFID電子標簽讀寫器會讀取集裝箱上安裝的主標或側(cè)標，并將車號與箱號以及標簽中保存的貨物信息在手持機界面上展示給操作人員，如果該電子標簽內(nèi)存儲的運輸模式與計劃中操作人員設(shè)定的運輸模式不符，則系統(tǒng)將會給予提示，此時系統(tǒng)操作人員與吊車司機可及時溝通，徹底避免發(fā)錯箱情況的發(fā)生。當裝車操作完成后，吊車司機在手持機上操作即可生成裝車理貨單。整個過程現(xiàn)場除了吊車司機外，不需其他人員接近作業(yè)地點，以RFID標簽和正面吊讀寫器為信息媒介，將作業(yè)人員、貨、箱的信息貫穿起來，不僅提高了作業(yè)效率也最大程度的保證了員工的安全。

操作人員完成卸車計劃后，選擇一下卸車的作業(yè)方向，配備在現(xiàn)場吊車駕駛室內(nèi)的手持機即可接收到該卸車計劃。當?shù)踯囬_始進行卸車操作時，安裝在吊車上的電子標簽讀寫器會讀取集裝箱上安裝的電子標簽，吊車司機完成卸車操作后只需點擊確認即可自動生成卸車理貨單。

通過利用RFID來輔助管理集裝箱裝卸車作業(yè)，在作業(yè)效率、準確性和安全性上都有所改善。之前需要一名調(diào)度指揮在裝卸場記錄裝車箱號、車皮號，記錄完之后需要到電腦或手持終端輸入理貨單，現(xiàn)在現(xiàn)場不需要調(diào)度，司機只要根據(jù)車載電腦的指示作業(yè)，同時裝車時無需任何人記錄箱號車皮號，系統(tǒng)自動生成電子理貨單；之前人工記錄箱號、車皮號容易出錯，當裝錯箱時不能實時提醒，現(xiàn)在電子識別錯誤率低，當卸錯集裝箱時，實時掃描到箱號并和計劃比對發(fā)現(xiàn)有誤實時提醒；之前現(xiàn)場有人指揮和記錄，對正面吊的行駛安全性有極高的要求，現(xiàn)在現(xiàn)場人員少，提高了安全性。

2.3電子裝拆箱

裝箱前，配備在叉車駕駛室內(nèi)的手持機將接收到對應(yīng)的裝箱計劃［5］。當叉車開始裝箱時，配備在叉車駕駛室內(nèi)的手持機會掃描安裝在集裝箱上的電子標簽（門標），讀取集裝箱信息，待叉車司機裝完貨物后，只需在手持機上輸入裝箱數(shù)量并點擊確認即可完成裝箱操作，無需手工進行檢索或其他輸入。確認裝箱的同時，由系統(tǒng)自動生成裝箱理貨單，并將貨物信息寫入標簽，在裝箱的同時電子標簽就記錄了箱子和貨物的全部信息。

拆箱前，配備在叉車駕駛室內(nèi)的手持機即可接收到拆箱計劃并可開始按計劃拆箱。當叉車接近集裝箱時，配備在叉車上的電子標簽讀寫器會讀取安裝在集裝箱上的電子標簽。當叉車司機將箱內(nèi)計劃拆箱的貨物拆至目的場位后，通過手持機輸入拆箱件數(shù)即可完成拆箱操作，同時更新標簽內(nèi)貨物信息，保證箱標簽中的貨物信息實時準確，最后系統(tǒng)自動生成拆箱理貨單。

電子裝拆箱本來可以依靠手持終端獨立完成，但是存在著箱號無法自動讀取，貨物信息無法與箱號關(guān)聯(lián)等問題，通過增加RFID識別模塊，在作業(yè)效率上，無需作業(yè)人員手工在手持機上錄入箱號，只需掃描集裝箱的門標簽即可讀出箱號；在準確性上，電子掃描極大地減少了手工錄入的誤差，同時通過獲取標簽中保存的貨物件數(shù)、型號等信息，可以與實際貨物進行核對，減少了箱、貨不匹配的情況。

3　結(jié)　論

RFID在鐵路集裝箱場站中的應(yīng)用覆蓋了集裝箱運輸?shù)恼麄€流程，從集裝箱進場卸車，到拆箱，最后裝箱裝車直至出場，所有環(huán)節(jié)中電子標簽作為信息載體，跟蹤了整條物流運輸鏈，通過電子讀寫器、手持終端設(shè)備采集標簽信息，將集裝箱、貨物、作業(yè)人員三大實體緊密的結(jié)合起來，形成電子數(shù)據(jù)流的循環(huán)。2011年5月10日，交通運輸部部長李盛霖、鐵道部部長盛光祖在北京簽署《關(guān)于共同推進鐵水聯(lián)運發(fā)展合作協(xié)議》［6］，隨后兩部共同發(fā)布了《關(guān)于開展集裝箱鐵水聯(lián)運示范項目的通知》，其中連云港-阿拉山口是兩部首批選定的6條鐵水聯(lián)運示范線之一，2014年在連云港港口實施的 “國家集裝箱海鐵聯(lián)運物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用（連云港）示范工程”首先在新為多式聯(lián)運集裝箱場站實施了這一RFID應(yīng)用方案，不僅極大地提高了場站接發(fā)車、裝卸車作業(yè)效率，還避免了人工近距離采集數(shù)據(jù)從而保障了作業(yè)人員的安全，更重要的是實現(xiàn)了集裝箱、貨物的全程追蹤，搭建起了以RFID、手持終端、電子讀寫器等為基礎(chǔ)的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)。

［1］林結(jié)良，王愛民，鄧成堯，等.鐵路集裝箱多式聯(lián)運發(fā)展探討［J］.鐵道貨運，2014，（1）:23-28.

［2］肖漢斌，阮軼.RFID在集裝箱運輸中的應(yīng)用［J］.中國水運，2007（4）:52-53.

［3］劉莉.車號識別技術(shù)在編組站牽出線上的應(yīng)用［J］.鐵路計算機應(yīng)用，2008（11）:25-26.

［4］張婕姝.集裝箱碼頭生產(chǎn)調(diào)度優(yōu)化研究［D］.上海：上海海事大學，2006.

［5］胡曉龍.集裝箱空箱調(diào)運優(yōu)化的模型與方法研究［D］.南京：東南大學，2005.

［6］交通運輸部與鐵道部簽署鐵水聯(lián)運合作協(xié)議［J］.集裝箱化，2011（5）:25-25.

The application of RFID in railway container station

WANG Ping1，2，QIN Ming-xia1
（1.Jiangsu Trans Union Information Stock Co，Ltd，Nanjing 210023，China；2．Shanghai Railway Bureau，Shanghai 200071，China）

Railway container transportation information collection is often incomplete，cargo tracking is not real time and other issues.Based on the realization of automatic collection container information，binding sequence of the carriage，improve the operation efficiency of container yard，the RFID electronic tag technology applied in railway container operation，through an electronic reader and hand-held terminal scanning electronic label for container，to get the box number and cargo information，data collected in container car wagon in and out of the station can and license plate recognition system data matching processing dispatch box sequence correlation in container loading and unloading trucks and uncrating the handheld terminal can read and update information on the goods.Through the application of RFID，the realization of the railway container yard container，cargo and operation is closely related to，for the construction of in network data acquisition and management to provide protection for data based container management system.

RFID；Electronic tag；container；reader

TN911.72

A

1674－6236（2016）11-0141-03

2015-07-02稿件編號：201507021

王 平（1965—），男，江蘇揚州人，博士，高級工程師。研究方向：智能運輸與信息化。