基于二維碼技術集裝箱運輸?shù)膽盟悸?/h1>
2021-10-17 09:35:16江赫
中國水運 2021年9期
江赫
摘 要：通過分析二維碼技術在集裝箱運輸應用的可行性，實現(xiàn)對集裝箱運輸實施全程適時跟蹤監(jiān)管，有效降低人為失誤率和人工成本，進而提高集裝箱碼頭及堆場的管理和運行效率，為集裝箱物流發(fā)展帶來新機遇，提供更廣闊的發(fā)展空間。
關鍵詞：二維碼技術;集裝箱運輸;發(fā)展新機遇
中圖分類號：U693? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2021）09-0070-02
隨著中國經濟的快速發(fā)展，中國在全球經濟發(fā)展中扮演著越來越重要的角色。中國離不開世界，世界更離不開中國。在經濟全球化大發(fā)展的趨勢下，中國“世界工廠”地位的確立和對國際資源的依賴，都將產生巨大的運輸需求，這無疑會給我國集裝箱物流帶來新的發(fā)展機遇，提供更廣闊的發(fā)展空間。
1集裝箱運輸行業(yè)發(fā)展背景和現(xiàn)狀分析
集裝箱運輸是以集裝箱為運輸載體，將貨物集合組裝成集裝單元，以便在現(xiàn)代流通領域內運用大型裝卸機械和大型載運車輛進行裝卸、搬運作業(yè)和完成運輸任務，從而實現(xiàn)“門到門”的運輸方式。因此，不計其數(shù)的集裝箱的管理是集裝箱運輸管理中非常重要的一個環(huán)節(jié)。為了方便有效的管理集裝箱的流通，管理者便給集裝箱進行了編碼，于是就出現(xiàn)了現(xiàn)在的“集裝箱身份證”——集裝箱號。通過人工識別集裝箱箱體表面上的編碼標識，生產管理人員對集裝箱進行相應的作業(yè)，從而確保集裝箱內的貨物準確無誤的配送到對應的客戶手中。
隨著全球經濟的發(fā)展，集裝箱運輸?shù)姆奖憧旖莺透咝У土膬?yōu)勢越發(fā)凸顯，集裝箱運輸需求穩(wěn)步增加，原有的管理運營模式無法滿足現(xiàn)有的生產需求，其中的一些詬病漸漸顯現(xiàn)出來。生產管理的前人們根據(jù)生產實際情況，合理運用現(xiàn)代科技技術，提高集裝箱流通效率，如：無紙化辦公，裝卸機械的改進，信息通信系統(tǒng)的應用等等?？v觀集裝箱運輸行業(yè)的發(fā)展歷史，提高集裝箱作業(yè)效率和降低作業(yè)成本是不變的主題。同時，集裝箱運輸業(yè)的發(fā)展也映射出人類工業(yè)的發(fā)展趨勢，其最主要的表現(xiàn)形式是人工化逐步向自動化、智能化的轉變。
2二維碼應用可行性分析
讀取集裝箱號是對集裝箱進行識別的唯一方法，是集裝箱碼頭、堆場管理作業(yè)的必要前提和重要步驟。目前，箱號識別的主要辦法還是進行人工識別。管理操作人員先將箱號輸入信息通信系統(tǒng)，在系統(tǒng)終端的幫助下對箱號相對應的箱體進行預定的作業(yè)。而這一工藝流程往往會提高人工成本，并且間接降低操作人員間接的作業(yè)效率，其主要原因有人為因素造成的誤判，系統(tǒng)操作失誤，通信系統(tǒng)的延誤等等。于是，人們開發(fā)了集裝箱號碼圖像自動識別系統(tǒng)來解決這一問題。該系統(tǒng)通過應用現(xiàn)代圖像識別處理等相關技術，來模擬人眼的能力來識別、鎖定、處理光學字符。但是，從目前的自動識別系統(tǒng)運行情況來看，在一定程度上提高了集裝箱碼頭及堆場的管理和運行效率，但是受到外界環(huán)境的影響導致箱號識別率并不高，如：箱體字符生銹、沾泥、油漆剝落、褪色或光線強弱不一等等。在系統(tǒng)識別率低的狀況下，需要人工干預，實際使用價值大打折扣。系統(tǒng)建設投入成本過高也是制約其推廣發(fā)展的重要因素之一，普及率低下，自然無法實現(xiàn)對集裝箱流通進行實時監(jiān)控。在這樣的行業(yè)發(fā)展大背景下，人們開始尋求更加適合，可靠的技術支持。現(xiàn)今火熱的二維碼技術浮現(xiàn)于腦，這與二維碼具有讀寫信息的功能密不可分。
那么，什么是二維碼呢？簡單來說就是具有讀寫功能的信息載體。是用某種特定的幾何圖形按一定規(guī)律在平面（二維方向）分布的黑白相間的圖形記錄數(shù)據(jù)符號信息的;在代碼編制上巧妙地利用構成計算機內部邏輯基礎的“0”、“1”比特流的概念，使用若干個與二進制相對應的幾何形體來表示文字數(shù)值信息，通過圖象輸入設備或光電掃描設備自動識讀以實現(xiàn)信息自動處理。同時還具有對不同行的信息自動識別功能、及處理圖形旋轉變化等特點。
二維碼具有高密度編碼，信息容量大，譯碼可靠性高，具有糾錯功能，成本低，易制作，持久耐用等等優(yōu)點。正是這些優(yōu)勢使得基于二維碼箱號識別系統(tǒng)的設計得以實現(xiàn)，比圖像處理技術更具實用性，實現(xiàn)工業(yè)自動化二維碼應用。最早的二維碼是美國的PDF417（Portable Data File 便攜式數(shù)據(jù)文件），這個二維碼設計的初衷就是美國軍方在用集裝箱運送物資時貼在集裝箱外面的，由于這個二維碼存儲了集裝箱內所有貨物的信息，大大方便了軍隊物資的運送工作。同樣，在集裝箱箱體內鑲嵌入二維碼芯片，通過信息設備自行對二維碼芯片進行掃描與識別，實現(xiàn)箱號自動識別。由此提高碼頭堆場的自動化作業(yè)，節(jié)約人工成本，提高作業(yè)效率。同時，在此基礎上還可以對二維碼進行信息的讀寫、識別、處理，組成集裝箱信息管理系統(tǒng)。通過網絡信息傳輸平臺共享集裝箱流通信息，從而實現(xiàn)對集裝箱實時跟蹤監(jiān)管。
3集裝箱信息自動識別系統(tǒng)運作機制
集裝箱碼頭和堆場作為集裝箱運輸?shù)募Ⅻc和樞紐，是集裝箱運輸必不可少的環(huán)節(jié)。該系統(tǒng)建立的初衷就是提高集裝箱運輸碼頭和堆場作業(yè)的自動化，進一步降低人為失誤率和人工成本，從而節(jié)約運輸成本。發(fā)貨人利用二維碼手持終端將集裝箱信息編寫入集裝箱二維碼芯片，集裝箱通過內陸運輸?shù)竭_內陸集散地（堆場）。堆場閘口（入閘）通過集裝箱識別系統(tǒng)對二維碼包含的集裝箱信息進行自動掃描、識別、讀寫，并傳輸至堆場計算機數(shù)據(jù)庫。根據(jù)集裝箱具體運輸需要安排堆放場位，并傳輸至裝卸機械信息處理終端，完成堆場作業(yè)。接下來是運輸至樞紐港碼頭，通過機械作業(yè)裝船航運。在機械設備的吊具上安裝二維碼掃描設備，以便在作業(yè)時候對集裝箱信息進行自動核對，降低運輸錯誤率。航運結束后，又轉為內陸運輸，出閘時系統(tǒng)再次信息核對，確保集裝箱在整個運輸中準確無誤。每次的二維碼掃描后，系統(tǒng)都會將信息傳輸至集裝箱信息管理網絡平臺，用戶由此可以獲取集裝箱運輸流程信息，實現(xiàn)集裝箱流動監(jiān)控。
4集裝箱信息自動識別系統(tǒng)設計思路
集裝箱信息自動識別系統(tǒng)主要由二維碼標簽、網絡傳輸模塊和信息處理模塊組成。
二維碼標簽，是該系統(tǒng)的必要組成部分。簡單來說就是在集裝箱箱體相應的位置鑲嵌入二維碼芯片，芯片鑲嵌位置的選擇應方便二維碼信息處理設備工作。二維碼就像是集裝箱的“身份證”，包含著集裝箱主要信息：箱號，貨物種類，運輸過程等。
網絡傳輸模塊，是二維碼信息傳播的重要媒介?，F(xiàn)有的集裝箱運輸系統(tǒng)的信息化已經初具規(guī)模，只要將二維碼信息處理系統(tǒng)加入到集裝箱管理系統(tǒng)。
信息處理模塊是該系統(tǒng)的核心部分。通過在各個運輸流程中安裝的現(xiàn)代電子信息設備，來處理二維碼信息。模塊的軟件部分主要包含二維碼編碼和譯碼程序、數(shù)據(jù)庫、信號傳輸系統(tǒng)?，F(xiàn)今，二維碼相關的軟件研發(fā)已初顯成效，可以引用專用二維碼信息轉換軟件。其硬件部分主要有二維碼識別掃描設備、二維碼讀寫設備和信息傳輸設備?？梢詰眉t外線技術、CCD技術和計算機技術等，來實現(xiàn)系統(tǒng)硬件設備設計?，F(xiàn)在，大家通過安裝二維碼相關軟件即可用手機來實現(xiàn)二維碼的應用，享受二維碼技術帶來便利。因此，在系統(tǒng)實現(xiàn)技術方面不存在較大的技術瓶頸，具有開發(fā)建設成本低的優(yōu)勢，增加其實際使用價值。
5系統(tǒng)開發(fā)建設評估
考慮到技術支持和成本問題，系統(tǒng)開發(fā)建設大致可以分為三個階段。
第一階段研發(fā)系統(tǒng)?？梢圆扇⌒Ｆ蠛献鞯哪Ｊ酵苿酉到y(tǒng)的設計開發(fā)。
第二階段系統(tǒng)運行創(chuàng)作條件。為了系統(tǒng)能夠正常工作需對現(xiàn)有的集裝箱和機械設備進行改造設計，以便二維碼芯片和系統(tǒng)設備的安裝和使用。
第三階段系統(tǒng)投入運行調試?？梢栽诰植康貐^(qū)進行試點，改進系統(tǒng)，逐步推廣。
機遇與挑戰(zhàn)并存。要想抓住機會就得發(fā)展，要想發(fā)展就得創(chuàng)新。物流管理的概念經歷了從簡單到復雜、從低級到高級的過程。集裝箱運輸業(yè)自然也不例外，如何在有限的時間和空間條件下提高集裝箱作業(yè)效率，降低物流成本是每位集裝箱行業(yè)經營者都要應對的核心課題。近年，快速、精確和全面的電子信息技術的發(fā)展和應用，開拓了新的物流管理經營戰(zhàn)略和思維。如今，二維碼技術如火如荼，以其特有的技術特征又將為集裝箱運輸管理注入新鮮的血液。
江赫
摘 要：通過分析二維碼技術在集裝箱運輸應用的可行性，實現(xiàn)對集裝箱運輸實施全程適時跟蹤監(jiān)管，有效降低人為失誤率和人工成本，進而提高集裝箱碼頭及堆場的管理和運行效率，為集裝箱物流發(fā)展帶來新機遇，提供更廣闊的發(fā)展空間。
關鍵詞：二維碼技術;集裝箱運輸;發(fā)展新機遇
中圖分類號：U693? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2021）09-0070-02
隨著中國經濟的快速發(fā)展，中國在全球經濟發(fā)展中扮演著越來越重要的角色。中國離不開世界，世界更離不開中國。在經濟全球化大發(fā)展的趨勢下，中國“世界工廠”地位的確立和對國際資源的依賴，都將產生巨大的運輸需求，這無疑會給我國集裝箱物流帶來新的發(fā)展機遇，提供更廣闊的發(fā)展空間。
1集裝箱運輸行業(yè)發(fā)展背景和現(xiàn)狀分析
集裝箱運輸是以集裝箱為運輸載體，將貨物集合組裝成集裝單元，以便在現(xiàn)代流通領域內運用大型裝卸機械和大型載運車輛進行裝卸、搬運作業(yè)和完成運輸任務，從而實現(xiàn)“門到門”的運輸方式。因此，不計其數(shù)的集裝箱的管理是集裝箱運輸管理中非常重要的一個環(huán)節(jié)。為了方便有效的管理集裝箱的流通，管理者便給集裝箱進行了編碼，于是就出現(xiàn)了現(xiàn)在的“集裝箱身份證”——集裝箱號。通過人工識別集裝箱箱體表面上的編碼標識，生產管理人員對集裝箱進行相應的作業(yè)，從而確保集裝箱內的貨物準確無誤的配送到對應的客戶手中。
隨著全球經濟的發(fā)展，集裝箱運輸?shù)姆奖憧旖莺透咝У土膬?yōu)勢越發(fā)凸顯，集裝箱運輸需求穩(wěn)步增加，原有的管理運營模式無法滿足現(xiàn)有的生產需求，其中的一些詬病漸漸顯現(xiàn)出來。生產管理的前人們根據(jù)生產實際情況，合理運用現(xiàn)代科技技術，提高集裝箱流通效率，如：無紙化辦公，裝卸機械的改進，信息通信系統(tǒng)的應用等等?？v觀集裝箱運輸行業(yè)的發(fā)展歷史，提高集裝箱作業(yè)效率和降低作業(yè)成本是不變的主題。同時，集裝箱運輸業(yè)的發(fā)展也映射出人類工業(yè)的發(fā)展趨勢，其最主要的表現(xiàn)形式是人工化逐步向自動化、智能化的轉變。
2二維碼應用可行性分析
讀取集裝箱號是對集裝箱進行識別的唯一方法，是集裝箱碼頭、堆場管理作業(yè)的必要前提和重要步驟。目前，箱號識別的主要辦法還是進行人工識別。管理操作人員先將箱號輸入信息通信系統(tǒng)，在系統(tǒng)終端的幫助下對箱號相對應的箱體進行預定的作業(yè)。而這一工藝流程往往會提高人工成本，并且間接降低操作人員間接的作業(yè)效率，其主要原因有人為因素造成的誤判，系統(tǒng)操作失誤，通信系統(tǒng)的延誤等等。于是，人們開發(fā)了集裝箱號碼圖像自動識別系統(tǒng)來解決這一問題。該系統(tǒng)通過應用現(xiàn)代圖像識別處理等相關技術，來模擬人眼的能力來識別、鎖定、處理光學字符。但是，從目前的自動識別系統(tǒng)運行情況來看，在一定程度上提高了集裝箱碼頭及堆場的管理和運行效率，但是受到外界環(huán)境的影響導致箱號識別率并不高，如：箱體字符生銹、沾泥、油漆剝落、褪色或光線強弱不一等等。在系統(tǒng)識別率低的狀況下，需要人工干預，實際使用價值大打折扣。系統(tǒng)建設投入成本過高也是制約其推廣發(fā)展的重要因素之一，普及率低下，自然無法實現(xiàn)對集裝箱流通進行實時監(jiān)控。在這樣的行業(yè)發(fā)展大背景下，人們開始尋求更加適合，可靠的技術支持。現(xiàn)今火熱的二維碼技術浮現(xiàn)于腦，這與二維碼具有讀寫信息的功能密不可分。
那么，什么是二維碼呢？簡單來說就是具有讀寫功能的信息載體。是用某種特定的幾何圖形按一定規(guī)律在平面（二維方向）分布的黑白相間的圖形記錄數(shù)據(jù)符號信息的;在代碼編制上巧妙地利用構成計算機內部邏輯基礎的“0”、“1”比特流的概念，使用若干個與二進制相對應的幾何形體來表示文字數(shù)值信息，通過圖象輸入設備或光電掃描設備自動識讀以實現(xiàn)信息自動處理。同時還具有對不同行的信息自動識別功能、及處理圖形旋轉變化等特點。
二維碼具有高密度編碼，信息容量大，譯碼可靠性高，具有糾錯功能，成本低，易制作，持久耐用等等優(yōu)點。正是這些優(yōu)勢使得基于二維碼箱號識別系統(tǒng)的設計得以實現(xiàn)，比圖像處理技術更具實用性，實現(xiàn)工業(yè)自動化二維碼應用。最早的二維碼是美國的PDF417（Portable Data File 便攜式數(shù)據(jù)文件），這個二維碼設計的初衷就是美國軍方在用集裝箱運送物資時貼在集裝箱外面的，由于這個二維碼存儲了集裝箱內所有貨物的信息，大大方便了軍隊物資的運送工作。同樣，在集裝箱箱體內鑲嵌入二維碼芯片，通過信息設備自行對二維碼芯片進行掃描與識別，實現(xiàn)箱號自動識別。由此提高碼頭堆場的自動化作業(yè)，節(jié)約人工成本，提高作業(yè)效率。同時，在此基礎上還可以對二維碼進行信息的讀寫、識別、處理，組成集裝箱信息管理系統(tǒng)。通過網絡信息傳輸平臺共享集裝箱流通信息，從而實現(xiàn)對集裝箱實時跟蹤監(jiān)管。
3集裝箱信息自動識別系統(tǒng)運作機制
集裝箱碼頭和堆場作為集裝箱運輸?shù)募Ⅻc和樞紐，是集裝箱運輸必不可少的環(huán)節(jié)。該系統(tǒng)建立的初衷就是提高集裝箱運輸碼頭和堆場作業(yè)的自動化，進一步降低人為失誤率和人工成本，從而節(jié)約運輸成本。發(fā)貨人利用二維碼手持終端將集裝箱信息編寫入集裝箱二維碼芯片，集裝箱通過內陸運輸?shù)竭_內陸集散地（堆場）。堆場閘口（入閘）通過集裝箱識別系統(tǒng)對二維碼包含的集裝箱信息進行自動掃描、識別、讀寫，并傳輸至堆場計算機數(shù)據(jù)庫。根據(jù)集裝箱具體運輸需要安排堆放場位，并傳輸至裝卸機械信息處理終端，完成堆場作業(yè)。接下來是運輸至樞紐港碼頭，通過機械作業(yè)裝船航運。在機械設備的吊具上安裝二維碼掃描設備，以便在作業(yè)時候對集裝箱信息進行自動核對，降低運輸錯誤率。航運結束后，又轉為內陸運輸，出閘時系統(tǒng)再次信息核對，確保集裝箱在整個運輸中準確無誤。每次的二維碼掃描后，系統(tǒng)都會將信息傳輸至集裝箱信息管理網絡平臺，用戶由此可以獲取集裝箱運輸流程信息，實現(xiàn)集裝箱流動監(jiān)控。
4集裝箱信息自動識別系統(tǒng)設計思路
集裝箱信息自動識別系統(tǒng)主要由二維碼標簽、網絡傳輸模塊和信息處理模塊組成。
二維碼標簽，是該系統(tǒng)的必要組成部分。簡單來說就是在集裝箱箱體相應的位置鑲嵌入二維碼芯片，芯片鑲嵌位置的選擇應方便二維碼信息處理設備工作。二維碼就像是集裝箱的“身份證”，包含著集裝箱主要信息：箱號，貨物種類，運輸過程等。
網絡傳輸模塊，是二維碼信息傳播的重要媒介?，F(xiàn)有的集裝箱運輸系統(tǒng)的信息化已經初具規(guī)模，只要將二維碼信息處理系統(tǒng)加入到集裝箱管理系統(tǒng)。
信息處理模塊是該系統(tǒng)的核心部分。通過在各個運輸流程中安裝的現(xiàn)代電子信息設備，來處理二維碼信息。模塊的軟件部分主要包含二維碼編碼和譯碼程序、數(shù)據(jù)庫、信號傳輸系統(tǒng)?，F(xiàn)今，二維碼相關的軟件研發(fā)已初顯成效，可以引用專用二維碼信息轉換軟件。其硬件部分主要有二維碼識別掃描設備、二維碼讀寫設備和信息傳輸設備?？梢詰眉t外線技術、CCD技術和計算機技術等，來實現(xiàn)系統(tǒng)硬件設備設計?，F(xiàn)在，大家通過安裝二維碼相關軟件即可用手機來實現(xiàn)二維碼的應用，享受二維碼技術帶來便利。因此，在系統(tǒng)實現(xiàn)技術方面不存在較大的技術瓶頸，具有開發(fā)建設成本低的優(yōu)勢，增加其實際使用價值。
5系統(tǒng)開發(fā)建設評估
考慮到技術支持和成本問題，系統(tǒng)開發(fā)建設大致可以分為三個階段。
第一階段研發(fā)系統(tǒng)?？梢圆扇⌒Ｆ蠛献鞯哪Ｊ酵苿酉到y(tǒng)的設計開發(fā)。
第二階段系統(tǒng)運行創(chuàng)作條件。為了系統(tǒng)能夠正常工作需對現(xiàn)有的集裝箱和機械設備進行改造設計，以便二維碼芯片和系統(tǒng)設備的安裝和使用。
第三階段系統(tǒng)投入運行調試?？梢栽诰植康貐^(qū)進行試點，改進系統(tǒng)，逐步推廣。
機遇與挑戰(zhàn)并存。要想抓住機會就得發(fā)展，要想發(fā)展就得創(chuàng)新。物流管理的概念經歷了從簡單到復雜、從低級到高級的過程。集裝箱運輸業(yè)自然也不例外，如何在有限的時間和空間條件下提高集裝箱作業(yè)效率，降低物流成本是每位集裝箱行業(yè)經營者都要應對的核心課題。近年，快速、精確和全面的電子信息技術的發(fā)展和應用，開拓了新的物流管理經營戰(zhàn)略和思維。如今，二維碼技術如火如荼，以其特有的技術特征又將為集裝箱運輸管理注入新鮮的血液。
