基于RFID電子標簽與無線數據實時傳輸的集裝箱堆場管理系統研究

摘 要 傳統的集裝箱物流運輸對于集裝箱的流向、識別以及監控處于人工或半人工狀態，物流過程的缺陷制約著自身的發展。現代集裝箱物流需要智能電子標簽系統，用來提高集裝箱物流過程的安全性和透明度，本文主要介紹RFID電子標簽與無線數據實時傳輸系統在集裝箱堆場管理系統中的應用，該系統能夠降低操作出錯率，提高數據傳遞速度和效率。

關鍵詞 無線數據 實時傳輸 RFID 集裝箱堆場管理

中圖分類號：U691文獻標識碼：A

1系統開發背景

國際物流的主要運輸設備就是集裝箱，90%的國際貨運都是用集裝箱運輸的。我國的集裝箱吞吐量十分龐大，年運輸量超過8000萬TEU。目前我國除了港口、碼頭外，還存在大量的新箱、舊箱等一系列堆場，在集裝箱的堆場管理存在許多問題。

首先，堆場管理中的問題是箱號識別問題。目前大部分集裝箱進出堆場都是靠肉眼進行識別箱號，基本都是人工抄錄集裝箱箱號，這種方式不僅識別錯誤率高，而且存在識別效率低、成本高的問題。

另外，在堆場內，抄錄集裝箱箱號流程存在問題。一般流程是操作工人將集裝箱放置好后，用肉眼識別該集裝箱箱號，然后將具體位置記錄在單據上，交接班時把單據轉交給錄入員，最后由錄入員將集裝箱位置信息錄入堆場集裝箱管理系統。這種人工記錄方式很容易產生操作工人抄錯箱號問題，錄入員在數據錄入時也容易產生延誤和不及時的問題，導致錄入錯誤。無線數據實時傳輸的集裝箱堆場管理系統能夠有效改善這些問題。

（1）在集裝箱上安裝電子標簽，在各個閘口安裝RFID電子標簽閱讀器，在堆高車、橋吊等堆高設備上安裝電子標簽閱讀器，實現集裝箱箱號識別自動化。

（2）在堆場的集裝箱堆高設備上安裝車載電腦，在電腦中國安裝集裝箱堆放管理系統，系統中有堆場視圖，操作工人可以輕松挑揀或者堆放集裝箱。系統還可以對箱號和對方位置進行智能辨別是否正確，提高了操作正確率。

（3）在閘口、堆高設備、控制室等節點使用無線數據傳輸系統，集裝箱完成堆放后，無線數據傳輸終端可以完成實時遠程數據傳輸，避免了人工抄寫和錄入，同時避免了數據錄入的錯誤。

2 RFID技術及其應用

RFID是一種自動識別技術，它的工作原理是利用射頻信號和它的空間耦合、傳輸特性，對靜止的或者移動的物品進行自動識別。RFID不僅可以對移動的物品識別，還可以進行多目標識別、非接觸識別。RFID應用于集裝箱是行業的需求，也是集裝箱物流發展的方向。如何將RFID電子標簽應用到集裝箱行業實現箱號自動識別，應用標準如何規范，數據格式的定義等問題，是我們需要探討研究的問題。信息化集裝箱的應用將提高集裝箱堆場的管理水平，是集裝箱行業的改革性事件。

3系統的結構與功能

集裝箱RFID應用系統包括自動識別系統、車載識別和操作終端系統、無線數據傳輸終端、后臺數據管理系統等，能夠實現實時的集裝箱歷史和當前狀態、運輸車輛歷史記錄、堆場集裝箱存放位置、堆場集裝箱存放狀態記錄和查詢歷史等，能夠對集裝箱的生產和堆場進行數據管理、運輸管理、堆場自動化、無紙化和信息透明化。

RFID是該套系統中集裝箱號自動采集的重要手段，用無線數據傳輸系統實現數據的同步，再結合自主研發的后臺管理系統，形成了完整的集裝箱RFID應用系統實現集裝箱的自動識別和可視化管理，該系統簡便、靈活、成本低。

4系統的操作流程

4.1電子標簽對存儲信息進行編碼

首先，在電子標簽中寫入各類信息，包括箱號、箱種、箱型、制造企業名稱、生產線代碼、毛重、凈重、生產時間等詳細信息。在使用的集裝箱用電子標簽外刻有唯一的64位ID號碼，并有相應的條碼粘貼在電子標簽表面。為了進一步加強對集裝箱運輸車輛的管理，在車輛上也安裝了電子標簽，該電子標簽上有車號、運輸公司等信息。

4.2安裝電子標簽

規定箱用的電子標簽安裝在集裝箱的通風口處，運輸車的電子標簽安裝在駕駛室擋風玻璃內側。集裝箱從工廠、堆場、到碼頭、海關，RFID技術貫穿流程始終，實現高效快速通關。

4.3安裝RFID讀寫器

集裝箱流通過程中有很多監測點，包括工廠出閘口監測、堆場入閘口監測、堆場出閘口監測及堆高車監測。

在運輸車承載集裝箱經過工廠門口時，工廠閘口處的電子標簽讀卡系統就會監測到車用電子標簽，然后檢測到集裝箱的電子標簽，系統后臺會自動匹配兩者關系，并將相關數據儲存到數據庫中。其他監測點的讀卡系統與工廠出閘口的讀卡系統大體相同。集裝箱進入堆場的時候，堆場讀卡系統會把相關信息保存并上傳到數據庫。

4.4堆高車車載電腦終端圖形可視化，集裝箱堆場位置管理軟件操作

為了簡化集裝箱堆高設備司機的操作，移動定位的客戶端使用觸摸屏，堆高設備司機可以直接用手指完成操作。操作界面下方有信息欄，可以直觀顯示成功或異常的信息。在操作界面不僅可以查看整個堆場的分布情況，而且可以點擊查看分區視圖，還可以完成掃描電子標簽、輸入集裝箱ID的指令。堆高設備司機還可以在該系統中完成進箱、出箱、倒箱等操作。

5結束語

在互聯網技術高速發展的今天，通過RFID技術將集裝箱物流行業實現信息透明化、實時化，提高整個行業的管理水平，是集裝箱行業的歷史性改革。基于RFID 和無線數據實時傳輸的集裝箱堆場管理系統，RFID電子標簽的自動識別有效避免了人工抄寫箱號和肉眼識別箱號問題，三維空間定位技術和無線數據實時傳輸系統，避免了位置信息和箱號重復抄寫、人工錄入。整體上降低了操作出錯率，大大提高了數據傳輸的速度和效率，提升集裝箱堆場作業的效率和管理水平。

基金項目：2017年福建省教育廳中青年教師教育科研項目“港外集裝箱堆場RFID技術應用研究”（編號：JAT170947）。

作者簡介：俞丹俊（1984.1-）男，漢族，江蘇丹陽人，碩士，福建船政交通職業學院講師，研究方向：集裝箱運輸。

參考文獻

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