RFID技術在集裝箱管理系統中的應用

方曉瑩 （浙江國際海運職業技術學院，浙江 舟山 316021）

·物流技術·

RFID技術在集裝箱管理系統中的應用

方曉瑩 （浙江國際海運職業技術學院，浙江 舟山 316021）

1 集裝箱管理現狀

在世界各國國際貿易蓬勃發展的背景下，集裝箱運輸以其高效、安全、便捷等特點在國際航運中發揮著越來越重要的作用，成為國際物流的重要載體。近年來國內港口集裝箱運輸發展迅速，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，年吞吐量分別達到2 223.4萬TEU、2 171萬TEU、1 847萬TEU[1]。面對如此龐大的集裝箱吞吐量，加之國際集裝箱運輸過程環節眾多，如何實現集裝箱運輸更高效、安全、快速的周轉是港口相關企業面臨的現實問題。

隨著物流信息技術的發展，實時掌握貨物動態已成為必然和可能。然而，作為貨物運輸主要載體的集裝箱，信息化程度不高，無法實現現代物流所要求的信息透明與實時性要求[2]。目前國內港口對集裝箱管理的現狀是：港區集裝箱的信息采集基本靠人工抄錄或半自動化來完成，集裝箱供應鏈的流通管理、跟蹤監控等信息處于孤立狀態，實時準確的數據只有65%，不能實時跟蹤記載集裝箱運輸過程中的物流信息，導致無法實時掌握集裝箱的位置和狀態；不能及時得知集裝箱是否安全到達堆場；此外由于無法實時了解堆場上的集裝箱的數量和位置空缺，無形中又造成堆場沒有得到充分利用，浪費了企業的資源。港口集裝箱的流轉經過數十次人工采集箱號信息，效率低下，無法實現港口自動化作業；對集裝箱箱號的識別也主要通過圖像處理技術，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，識別率一般為80%～95%。

由于集裝箱管理技術的落后，成為影響現代物流效率、貨物配送效益、供應鏈管理水平的主要瓶頸，導致了整個物流效率的降低。因此，集裝箱管理迫切需要采用新技術以實現快速識別、實時跟蹤。在此背景下，人們把解決的途徑轉向了無線射頻識別技術 （Radio Frequency Identification，RFID）。目前該項技術正以其遠距離、非接觸式、運動中自動識別等獨特技術優勢，應用在港口集裝箱管理中。

2 RFID簡介

RFID，即無線射頻識別技術，是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據，識別工作無須人工干預，可工作于各種惡劣環境。RFID技術可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，操作快捷方便。

最基本的RFID系統由三部分組成。標簽 （Tag）：由耦合元件及芯片組成，每個標簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標識目標對象；閱讀器 （Reader）：讀取 （有時還可以寫入）標簽信息的設備，可設計為手持式或固定式；天線 （Antenna）：在標簽和讀取器間傳遞射頻信號。

3 RFID集裝箱管理系統組成

在集裝箱運行管理中，將RFID電子標簽附著在集裝箱上，在一些關鍵地點，如集裝箱港口出入口、堆場出入口等處安裝RFID閱讀器，當集裝箱出入或運行時可以不接觸地自動讀取信息并識別電子標簽中保存的數據，通過計算機及網絡對采集到的信息進行處理、存儲或遠程傳送。

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

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

圖2 RFID集裝箱管理系統工作流程

（1）集裝箱信息寫入。首先，當制造好的成品集裝箱下生產線時，通過系統軟件和寫卡器把對應的集裝箱信息如集裝箱代碼寫入空白電子標簽，然后將寫好代碼的標簽吸附到集裝箱上，由生產廠的堆高車閱讀器對集裝箱箱號進行信息確認后出廠。

（2）集裝箱出廠識讀。出廠后集裝箱將由拖車運往堆場，安裝在工廠出口的閱讀器讀取集裝箱標簽信息和拖車信息 （如果標簽讀取失敗，可由出口監控點工作人員手工輸入箱號），傳輸到出廠監控子系統中，再由該系統通過Internet網絡上傳到中央監控子系統中。

（3）堆場閘口入口信息讀取。在集裝箱進入堆場閘口時，堆場入口閘口上的閱讀器讀取集裝箱和車輛標簽，將車輛信息、集裝箱信息及其匹配關系、到達時間等保存到堆場管理子系統中，同時上傳到中央子系統。

（4）堆場放置/提取集裝箱。集裝箱入堆場后，由堆高車系統按照中央子系統分配的堆放位置來放置集裝箱。車載閱讀器對抓取的集裝箱的信息進行自動讀取，數據通過無線數據傳輸與控制室中央數據庫進行交互，驗證后將集裝箱堆放到系統圖形所指示的位置。當對集裝箱進行提取時，堆高車系統根據圖形指示找到相應的集裝箱，閱讀器讀取集裝箱上的電子標簽，驗證為應提箱后再將集裝箱取下。

（5）集裝箱出堆場信息讀取。集裝箱出堆場時，由堆場出口的閱讀器系統讀取出場的集裝箱和車輛標簽，判斷所運箱是否為應出場箱，確認后將車輛信息和箱信息匹配，保存信息和出閘時間于本地數據庫和中央數據庫（MAS數據庫）。如果集裝箱信息讀取成功，工作人員將標簽取下回收，進入下一輪應用。

4 RFID技術對集裝箱運輸管理的影響

4.1 集裝箱的自動識別。將記錄有集裝箱號、箱型、貨物種類、數量等數據的標簽安裝在集裝箱上，在經過安裝有識別設備的公路、鐵路的出入口及碼頭的檢查門時，RFID標簽自動感應后將相應的數據返回閱讀器，從而將標簽上保存的信息傳輸到EDI系統，實現了集裝箱的動態跟蹤與管理，提高了集裝箱運輸的效率和信息的共享。通過這種系統不僅加快了車輛進港提箱的速度，而且對車輛提箱進行了嚴密的管理，并減少了人為因素造成的差錯。

4.2 使運輸處理流程自動化[4]。利用RFID實時采集的集裝箱信息，在后臺系統的支持下，可以實現貨物運輸處理流程的自動化，從而使各個運輸環節和各種運輸工具之間配合密切，銜接緊湊，貨物所到之處中轉迅速及時，大大減少貨物的在途停留時間，從而從根本上保證了貨物安全、迅速、準確、及時地運抵目的地。

4.3 為空箱調運模型提供精確數據。按照定艙數據、附近堆場和倉庫可用的實際空箱數，通過集裝箱在途和在庫數據的精確估算，能夠幫助進行空箱調運策劃。因為空箱運輸屬于成本性支出，不能為航運公司帶來直接收益，所以減少空箱運輸是提高整體管理效率的有效手段，也是提高航運公司競爭能力的重要因素。通過提高集裝箱的利用率，減少空置時間，從而幫助達到合理的箱位比。

4.4 為滯期費和堆存費的精益管理奠定數據基礎。由于無法準確的得到事件發生點的時間信息，滯期費催收和堆存費支付管理一直以來都是各船公司的管理薄弱環節，運用RFID自動采集集裝箱事件動態發生的時間等信息后，能對滯期費和堆存費進行準確計算，從而及時催收滯期費，合理支付堆存費。

4.5 保證貨物流與信息流的一致性。在集裝箱裝箱時，如果RFID能夠自動采集實際裝箱信息，并以此整合形成單證信息，對船東處理整船報關，碼頭艙單等信息會有很大幫助。因為RFID系統保證了貨物流與信息流的一致性，在業務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，減少單證錯誤，縮短單證核對時間。

5 結束語

RFID技術在集裝箱管理系統中的應用，代表著世界港口集裝箱信息化的發展方向，彌補了傳統集裝箱信息管理的不足，實現了集裝箱的自動識別和對集裝箱運輸過程的實時跟蹤，增強了集裝箱運輸的安全性，提高了港口集裝箱周轉速率，同時大大加快了集裝箱的通關速度，為構建具有國際先進水平的集裝箱數字化港口指明了發展的道路。

[1] 深圳遠睿通科技有限公司.RFID技術在港口集裝箱領域的應用研究[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用[J].浙江海洋學院學報 （自然科學版），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將變革集裝箱運輸業務流程[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)

集裝箱作為國際物流的重要載體，以其高效、安全、便捷等特點在國際航運中發揮著越來越重要的作用，但其落后的管理方式嚴重影響了現代物流的信息化發展，無法實現現代物流所要求的信息透明與實時性要求。將RFID技術應用于集裝箱管理，在集裝箱信息的采集、集裝箱自動識別，運輸流程處理，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，浙江國際海運職業技術學院，副教授，碩士，研究方向：信號與信息處理。

1002-3100(2011)04-0076-03