物聯網技術在港口領域的應用

柳葉青

摘 要：隨著信息技術的發展，物聯網技術成為各種不斷崛起和壯大的戰略新興產業中的重要組成部分，它的發展推動了經濟發展轉變的步伐。在港口建設中應用物聯網技術，為促進港口智能化，推進港口發展提供重要力量。本文結合物聯網技術研究現狀，對以物聯網技術為基礎的港口建設進行綜合全面的分析。

關鍵詞：物聯網技術；港口；建設

中圖分類號： F253.9 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2017）03-164-3

0 引言

物聯網，簡稱“IOT”，英文名稱為“The Internet of Things”。物聯網是按約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，通過信息傳感設備：射頻識別、紅外感應、全球定位、激光掃描等，進行信息的交換和通訊，實現智能識別、定位、跟蹤、監控和管理。

港口物聯網是物聯網技術的一個子系統，它采集港口物流的相關信息，運用各類傳感、GPS定位、視頻監控等物聯網技術，將港口物流系統、陸路客貨運輸、碼頭港口作業、堆場或園區倉儲作業、物流裝備等，經互聯網有機整合起來，提供各類監管和生產信息，為口岸管理部門和港航企業服務。在國內，許多港口口岸也都開始提高港口口岸信息化、自動化水平，降低運行成本。運用物聯網相關技術，加快智能化港口建設，提高作業效率，改進生產操作模式。

1 港口物聯網概述

通過對物聯網技術的應用實現“船、車、貨、場站”多位一體、物流監控體系的全程覆蓋，提升了監管的效率，緩解了現場實際監管要求和人力資源不足之間的矛盾。依托AIS、GPS、RFID、電子關鎖等產品，在海關通關、物流監控、技術部門的支持下，將重點從四個方面進行突破：

一是船只的監管。為達到船只聯網監管的目的，有效的將AIS船舶監控系統與海關、港務等港口相關部門信息化系統相互聯通。將碼頭、泊位等信息準確無誤的顯示在海圖上，并將海關監管船舶動向有無向海關部門做出申報，以及內外貿船舶性質做出區分，以上兩個系統的相互聯通，既提供了預警、查詢、統計、軌跡回放等功能技術模塊，也提供了加強海關運輸工具管理的功能技術。

二是車輛的監管。建設GPS平臺，安裝車載GPS終端為每輛海關所監管車輛，將貨運全過程通過海關監控中心進行監控，杜絕舞弊行為發生在貨物運輸過程中；轉出地海關有效運用電子關鎖技術將施封信息寫入其中，轉入地海關卡口即可實現自動識別驗封、與海關后臺相關數據進行比對，該電子關鎖技術使得海關監管效率得到了一定程度的提升。

三是貨物的監管。為了反映貨物性質的準確性，建立了貨物賬冊管理模塊；并通過對RFID技術的運用，在所監管場所內實現貨物進、出、盤點等作業的實時、精細、智能化管理。為了達到進出口艙單100%核銷的目標，單證電子化進程得到了推進，并通過企業端聯網技術，達到了動態管理相互校驗電子裝箱單、艙單、報關單等單據信息的目標。

四是場所的監管。運用物聯網中的識別定位、AIS、RFID電子車牌、視頻監控、智能卡口識別、EDI等技術，推動倉庫智能化、建設堆場智能化，實現進出監管場所關口的車輛、集裝箱、貨物等的全過程智能化、可視化監管；在物流園區保稅、進口拆箱、出口拼箱等單個監管場所及多個監管場所間，自由順暢的流動保稅貨物物流，為支撐區港的聯動提供信息化。

2 RFID快速通關

RFID快速通關能夠在純粹技術層面上提升通關效率，充分運用RFID技術和基于提升信息流轉和處理速度的效率提高方式。RFID下的快速通關模式主要包括了以下幾個方面：

2.1 自動錄入和讀取貨物信息

貨物的流轉在海關通關監管過程中主要有兩個載體：集裝箱和物流倉庫。主要應在變更載體的情況下完成自動錄入、讀取貨物的信息，現階段海關需要的貨物信息主要有貨物的品名、貨物的重量和件數和貨物的起運地和目的地，從后臺數據庫中調取其余信息如貨主信息、運輸工具信息可通過對貨物的識別，實現信息的自動錄入、讀取，主要有三個階段：

①將貨物信息錄入集裝箱RFID芯片中，在貨物裝入集裝箱時。該錄入可分為人工錄入、自動錄入兩種方式進行。對于電子標簽識別困難的，或者本身不帶電子標簽的貨物，執行在裝箱過程中的人工錄入，主要方式是在裝箱完成后寫入與集裝箱智能安全鎖相整合的RFID芯片中進行記錄，通過移動終端讀寫器將貨物信息寫入。自動錄入則是直接在裝箱過程中通過集裝箱本身的RFID讀寫器讀取貨物本身信息，自動錄入對于集裝箱上RFID設備要求較高，需要其具有較遠的讀取距離和較為準確的讀取能力，以及相對較大的存儲空間，因此需要具備有源、超高頻和高度整合的特點與一般集裝箱上的RFID系統。同時將裝箱完成的信息整合后，作為預錄入的通關信息自動發送至起運地和目的地海關及其他口岸管理部門。

②貨物信息的自動讀取和分流于貨柜到港時。貨物到達港口后在集裝箱進入堆場時，通過堆場內的RFID讀寫器進行識別，一方面便于堆場內對集裝箱數量和存放情況進行統計和管理，另一方面一并發送到港信息與集裝箱內貨物信息至貿易公司、港口所在地海關及其他口岸管理部門作為貨物申報的信息，一旦在貿易公司通過網絡平臺向海關提出申報的請求，貨物信息將自動轉化為電子報關單進行申報。如果海關放行了貨物，其放行的信息會存儲到后臺數據庫中，當再次讀取該票貨物標識時，其將從數據庫中關聯出的信息就顯示為已放行。

③讀寫物流倉庫貨物信息。倉庫入口的讀寫器對貨物的電子標簽進行識別于貨物進入物流倉庫時，尤其是自由貿易區和保稅物流園區的倉庫時，首先確認該貨物是否應當進入該倉庫，其次關聯貨物儲藏位置與貨物電子標簽內識別信息，最后發送貨物已收入倉庫和貨物的存儲信息給貨主和相對應的口岸管理部門。

2.2 智能監管和追蹤貨物

海關監管中對于貨物的監管體現為貨物出現在合適的地點，是否是合適的時間，用一種合適的形態以一種合適的方式。所以海關監管關注于貨物的時間、屬性、載體和地點。近年來，海關監管環境趨于復雜化，貨物種類越來越繁多，也越來越多樣，不斷衍生監管場地。轉關運輸、區域一體化報關等多樣化的貿易方式和保稅園區、自由貿易區等海關特殊監管場所的出現對于海關對貨物的監管和控制提出了更高程度的要求。RFID技術通過對貨物進行標識和特定讀寫器識別時的信息狀態來簡化海關智能監管方式。

①貨物標識數據和后臺指令數據關聯，同時設置警報觸發，使貨物在每經過一個讀寫器都驗證其合法性，通過RFID自動規避貨物的不當處理。針對放棄或者銷毀貨物，在儲存和銷毀場所進行自動的數量、重量以及物品真實性核對，保證后續操作的合法性、一致性。各階段對貨物接觸人員信息一并與貨物標識關聯備案到后臺數據庫，可查詢貨物是整合顯現。此舉可以極大程度地減少人工登記和人工備案的工作量，來減少本環節的時間成本，實現快速通關。

②FID技術可加強海關特殊監管區域的管理。RFID監管使海關監管貨物進入特殊監管區域通過物理卡口，物理卡口上的RFID讀寫器識別貨物標識，在后臺數據庫將該標識添加進海關特殊監管區域的狀態值，將貨物信息和海關特殊監管區信息關聯。此狀態值下的貨物進入特定的保稅倉庫或物流倉庫中時會又一次被倉庫讀寫器識別，添加進A倉庫B貨架的標識信息，同時與倉庫信息和相應倉儲公司信息做關聯。當貨物解除保稅狀態離開特殊監管區時，首先需海關及其他相關口岸管理部門在信息系統中下達核銷指令，取消特殊監管標識，即可從物理卡口離開特殊監管區域。比較可行的方式是將貨物和倉庫讀寫器連接，當系統中特殊監管標識被核銷，倉庫系統對核銷貨物所處貨架給予信號，如貨架貨位標志燈變為綠燈。當正常貨物通過物理卡口而離開監管區時，卡口自動不放行并將警報信息反饋到特殊監管區管理部門。這樣能使特殊監管區物理邊界長時間處于開放狀態，僅觸發警報時才放下，改變現有特殊監管區人工審核的效率低下的情況，在保證監管強度的同時，緩解監管區外貨運車輛的堵塞和排隊現象。

2.3 通關信息的智能調取

在互聯網云端和各數據庫中，貨物從生產到運輸有大量信息被儲存著，有絕大部分不是通關所必須的，因此在實際操作中需要進行通關信息的智能調取，主要由調取主體、貨物狀態和數據庫情況決定智能調取。通關過程中，調取主體一般設為數據中心、海關和云端數據空間通過識別數據調用者為海關，自動訪問海關所需要的數據；貨物狀態是貨物記載在RFID芯片中的貨物標識，貨物標識足夠數據中心將訪問對象限定到特定的一票貨物上甚至該票貨物中的某一個貨物上。再依據數據庫的優先級分布，后臺和云端數據中心能夠在短時間內自動給予監管人員所需要的數據。同時，通過RFID技術，在系統中海關報關單自動生成，企業只需要決定是否對貨物進行報關，這一操作在任意連接網絡且具有權限的設備終端上都可操作，海關通關人員無需進行直接的窗口作業，只要對業務進行審核操作即可，大量的咨詢等影響通關效率的情況將移交海關咨詢平臺統一處理。這樣可以提高企業的進出口效率和海關通關效率。

3 RFID技術下的智能閘口系統

智能閘口系統通過遠距離RFID定向技術自動識別車輛信息，實現車輛作業狀態信息自動無線上發技術和由閘口管理軟件生成的車輛行車指南信息自動無線下發技術，從而提高工作效率，加快集裝箱車輛在港區閘口的通行速度，并增加集裝箱在港口的吞吐量。

3.1 運用RFID技術實現集裝箱智能化

同步共享集裝箱物流與信息流，通過在RFID芯片中寫入集裝箱信息、貨物信息等方式，自動識別集裝箱，可以將手工作業環境下所需要的時間減少，并能夠加快速度完成下線產品的出廠、運輸和堆場存儲；還可以將相關信息錄入錯誤率減少、信息采集的準確率得到一定提高。

3.2 運用RFID技術實現電子車牌一卡通

有效利用RFID技術，實現在各港區、物流園區、場站等地對安裝電子車牌集裝箱車輛的識別和通行，為各相關單位實時監控車輛、箱子動態和提高物流總體服務水平提供了保障，并降低物流公司在智能卡資源上的重復性投入。

3.3 實現全智能閘口

利用GIS、識別定位、EDI等技術達到進港集裝箱不停車過卡口，通過自動識別車號、箱號和對海關放行信息的自動判斷、自動抬桿以及行車指南打印來達到加快卡口通行速度的目的。

3.4 海關各監管場所間集裝箱運輸的可視化

運用網絡通信技術，在操作終端上實時遠程監控和管理集裝箱在海關各監管場所間的運輸。并通過對不同關區和同一關區各不同監管場所間轉關運輸過程中車輛及貨物的實時可視化監控和管理，提高監管力度和轉關作業效率。

3.5 實現集裝箱電子鉛封國內外互認技術

電子鉛封國內外互認指能在國內外不同場所可以讀寫遵循統一標準的電子鉛封，達到共享集裝箱物流、信息流。實現國際兼容的電子鉛封系統，相互認可，并共享本地口岸和國內、國際口岸間對國際海運集裝箱RFID電子鉛封的數據，實現減少通關環節、有效降低通關成本。

3.6 提供倉庫進出倉車輛、集裝箱、貨物的全程智能化管理

應用GPRS、RFID等物聯網技術，提高倉庫作業效率。傳統倉庫貨物管理是通過條形碼或人工錄入等技術實現，智能倉庫貨物管理則是運用定位系統、RFID等物聯網技術，全程智能化管理進出倉車輛、集裝箱、貨物，達到提高倉庫工作效率的目標。還可以通過該技術與其他技術的關聯，整體提高智能口岸的管理水平。

3.7 在港口口岸進出口船舶監管中擴大AIS技術的運用

利用AIS技術對船舶的監管，為港口各聯合檢查單位的監管提供便利。提供結合電子海圖的船舶監管服務，整合口岸監管單位目前的監管系統資源，實現了解船舶的各項申報情況以及審批情況等，通過一個窗口就能辦到的便利。

3.8 運用移動通信技術，實現物流通關操作移動化

運用移動通信技術遠程終端，實現海關移動辦公，完成場站巡查、可視驗查、登輪查檢和卡口施驗封等一系列操作，有效降低成本、相對提高辦公效率；通過對企業辦事系統移動版的開發，服務于企業，便于企業查詢在貨物通關過程中各環節的節點信息；運用電子裝箱單技術，結合卡口智能化獲取發貨人的出口集裝箱實際裝箱清單數據，加快碼頭通行效率、減輕卡口預錄入相關人員的工作壓力。

3.9 運用物聯網技術組建智能港口口岸監控中心

主要體現了一個窗口能總覽全局、明白口岸物流運作基本情況。具有應對突發狀況及應急指揮的能力，通過監控中心，保障港口系統正常的生產運行，為口岸監管部門設立有效的聯動和協調機制奠定堅實基礎。

4 結束語

綜上所述，物聯網技術的港口建設能便捷港口信息管理，使港口信息管理日漸智能化和全球化。只有更加深刻研究港口管理和物聯網技術的相互融合，才能設計出更加方便、高效、快捷的港口管理系統，才能更好地服務于港口。

參 考 文 獻

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