RFID在集裝箱運(yùn)輸管理中的應(yīng)用分析

摘要：無線射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）作為一種新興的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，近年來在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)得到了迅速發(fā)展。隨著現(xiàn)代物流信息技術(shù)的發(fā)展，RFID技術(shù)在物流各個(gè)環(huán)節(jié)中也得到了應(yīng)用，這一應(yīng)用對(duì)于提高物流運(yùn)作效率和對(duì)市場(chǎng)的反映速度產(chǎn)生了重大的影響。集裝箱運(yùn)輸作為現(xiàn)代物流中的一種重要運(yùn)輸方式，也開始采用RFID技術(shù)。本文簡(jiǎn)述了RFID的組成及其工作原理，RFID在集裝箱運(yùn)輸管理中的具體應(yīng)用及RFID在集裝箱運(yùn)輸管理應(yīng)用中的瓶頸，并對(duì)RFID未來發(fā)展進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：RFID；電子標(biāo)簽；讀寫器；集裝箱

中圖分類號(hào)：TB485.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 （2012） 18-0000-02

1 RFID的簡(jiǎn)介

RFID即無線射頻識(shí)別技術(shù)（Radio Frequency Identification），常稱為感應(yīng)式電子晶片或近接卡、感應(yīng)卡、非接觸卡、電子標(biāo)簽、電子條碼等等。它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，無須人工干預(yù)，可在各種惡劣環(huán)境中工作。該技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。RFID技術(shù)有眾多優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于交通、物流、安全、防偽等領(lǐng)域，起很多應(yīng)用是作為條形碼等識(shí)別技術(shù)的升級(jí)換代品。

2 RFID系統(tǒng)射頻部分的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 標(biāo)簽

標(biāo)簽由IC芯片及一些耦合元件組成，標(biāo)簽含有內(nèi)置微型天線，用于和射頻天線間進(jìn)行通信。電子標(biāo)簽（Tag）是射頻識(shí)別系統(tǒng)真正的數(shù)據(jù)載體，Tag具有智能讀寫和加密通訊的功能。

2.2 天線

天線可以理解為是一種將完成電磁波和電流信號(hào)之間相互轉(zhuǎn)換的裝置。RFID系統(tǒng)至少應(yīng)包含一根天線以發(fā)射和接收射頻信號(hào)。所采用天線的形式及數(shù)量應(yīng)視具體應(yīng)用而定。

2.3 讀寫器

RFID讀寫器是連接后端系統(tǒng)和前端標(biāo)簽的主要通道，通過射頻收發(fā)器接收來自標(biāo)簽上的已編碼射頻信號(hào)，解碼標(biāo)簽的認(rèn)證識(shí)別信息；并傳輸?shù)街鳈C(jī)以供處理。讀寫器的硬件通常由射頻通道模塊、控制通道模塊、控制處理模塊構(gòu)成。

3 集裝箱運(yùn)輸中存在的問題

集裝箱運(yùn)輸（Container transport），是指以集裝箱這種大型容器為載體，將貨物集合組裝成集裝單元，以便在現(xiàn)代流通領(lǐng)域內(nèi)運(yùn)用大型裝卸機(jī)械和大型載運(yùn)車輛進(jìn)行裝卸、搬運(yùn)作業(yè)和完成運(yùn)輸任務(wù)，從而更好地實(shí)現(xiàn)貨物“門到門”運(yùn)輸?shù)囊环N新型、高效率和高效益的運(yùn)輸方式。集裝箱運(yùn)輸因其運(yùn)輸私密性好、包裝不破損、運(yùn)輸成本低、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、裝載密度高等特點(diǎn)而備受青睞，已成為現(xiàn)代運(yùn)輸?shù)闹匾问健＝陙?，全球運(yùn)輸“集裝箱化”的比重不斷提高，尤其是在國(guó)際貿(mào)易中。集裝箱運(yùn)輸對(duì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)貿(mào)易發(fā)展、改善運(yùn)輸結(jié)構(gòu)、擴(kuò)大對(duì)外開放產(chǎn)生了重大影響，但其存在的問題必須引起重視。

3.1 傳統(tǒng)集裝箱運(yùn)輸透明性弱

傳統(tǒng)集裝箱物流過程中集裝箱本身不載有信息，集裝箱貨物供應(yīng)鏈上的信息資源難以共享，物流過程不夠透明，更不能實(shí)時(shí)跟蹤記載集裝箱運(yùn)輸過程中的物流信息，因此無法滿足需要。

3.2 集裝箱安全問題

一方面，貨物失竊損失大，據(jù)2010年5月出版的《美國(guó)托運(yùn)人》雜志統(tǒng)計(jì)，集裝箱貨物被盜到2009年綜合損失達(dá)到4000億美元。

另一方面，安全和效率之間的沖突，實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)對(duì)集裝箱的隨機(jī)抽檢率達(dá)到10%時(shí)，港口就會(huì)陷入癱瘓；如果降低抽檢率，又無法防止不法分子用集裝箱走私或者運(yùn)輸違禁物品。

4 RFID在集裝箱運(yùn)輸中的應(yīng)用

隨著世界經(jīng)濟(jì)和國(guó)際貿(mào)易的發(fā)展，貨物運(yùn)量急速增大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球90%的國(guó)際物流采用船舶運(yùn)輸方式，而集裝箱是船舶物流的主要運(yùn)輸裝備，其90％是通過集裝箱運(yùn)輸完成，近十年來中國(guó)沿海港口集裝箱吞吐量增長(zhǎng)率一直保持在30%左右，2007年集裝箱運(yùn)輸總量達(dá)到1.12億TEUS。而我國(guó)又是集裝箱生產(chǎn)大國(guó)，世界上95％的集裝箱產(chǎn)于中國(guó)，我國(guó)擁有集裝箱吞吐量、海運(yùn)量、制造量和裝卸設(shè)備四個(gè)“世界第一”，因此，RFID在集裝箱運(yùn)輸中的應(yīng)用有著非常重要的意義。

在集裝箱運(yùn)輸管理中，在途運(yùn)輸?shù)呢浳锖蛙囕v一般都貼有RFID的標(biāo)簽，用來進(jìn)行貨物跟蹤控制。RFID的接收轉(zhuǎn)發(fā)裝置通常安裝在運(yùn)輸線的一些檢查點(diǎn)上和一些關(guān)鍵地點(diǎn)，如入口、橋頭、倉庫、車站、港口、機(jī)場(chǎng)等。接收裝置收到RFID的標(biāo)簽信息后，連同接收地的位置信息上傳至通信衛(wèi)星，再由通信衛(wèi)星傳輸給運(yùn)輸調(diào)度中心，送入數(shù)據(jù)庫中。

4.1 集裝箱車間寫卡和出廠識(shí)讀

（1）集裝箱車間寫卡。當(dāng)制造好的成品集裝箱下生產(chǎn)線時(shí)，通過系統(tǒng)軟件和寫卡器把對(duì)應(yīng)的集裝箱信息如集裝箱代碼寫入空白電子標(biāo)簽，然后將標(biāo)簽貼到集裝箱上，由系統(tǒng)確認(rèn)集裝箱箱號(hào)后出廠。

（2）集裝箱出廠識(shí)讀。集裝箱確認(rèn)出廠后，將由拖車運(yùn)出生產(chǎn)廠前往堆場(chǎng)，安裝在生產(chǎn)廠出口的閱讀器讀取集裝箱標(biāo)簽信息和拖車信息，傳輸?shù)匠鰪S監(jiān)控子系統(tǒng)中，再由該系統(tǒng)通過Internet網(wǎng)絡(luò)上傳到中央監(jiān)控子系統(tǒng)中。

4.2 集裝箱運(yùn)輸管理中的關(guān)鍵技術(shù)

（1）中央監(jiān)控中心子系統(tǒng)：監(jiān)控其他子系統(tǒng)運(yùn)作，并與其進(jìn)行信息交互。管理托運(yùn)車輛信息和集裝箱信息，統(tǒng)計(jì)與分析數(shù)據(jù)，結(jié)算運(yùn)費(fèi)，向客戶提供集裝箱信息查詢服務(wù)。

（2）出廠監(jiān)控子系統(tǒng)：監(jiān)測(cè)、記錄出廠集裝箱的信息、托運(yùn)車輛的信息、發(fā)生時(shí)間、操作人員等。統(tǒng)計(jì)分析各種集裝箱的出廠情況。

（3）堆場(chǎng)集裝箱管理系統(tǒng)：監(jiān)測(cè)，記錄經(jīng)過閘口的集裝箱信息、拖運(yùn)車輛信息、發(fā)生時(shí)間、操作人員等，管理堆場(chǎng)集裝箱堆放位置信息，迅速準(zhǔn)確查找集裝箱狀態(tài)，滿足放箱、找箱需求。

4.3 基于RFID現(xiàn)代集裝箱

（1）電子標(biāo)簽。集裝箱電子標(biāo)簽是一種具有微波雙向通訊功能的自動(dòng)標(biāo)識(shí)設(shè)備，附著在集裝箱上，作為集裝箱的信息載體和安全認(rèn)證設(shè)備，記錄集裝箱號(hào)碼、集裝箱的運(yùn)輸信息、集裝箱裝載貨品信息等具體信息。

（2）電子封條。電子封條用于記錄集裝箱開門的時(shí)間及次數(shù)，是用于保障集裝箱的安全的設(shè)備。

5 基于RFID的集裝箱運(yùn)輸管理的優(yōu)勢(shì)

（1）減少港口集裝箱誤放，及集裝箱和貨物丟失現(xiàn)象，可對(duì)集裝箱精確控制。

（2）有效消除集裝箱在運(yùn)輸過程中的錯(cuò)箱、漏箱。

（3）加快集裝箱通關(guān)速度，提高集裝箱運(yùn)輸?shù)臏?zhǔn)確性，全面提升集裝箱運(yùn)輸?shù)姆?wù)水平。

（4）電子封條能實(shí)時(shí)記錄集裝箱開門的時(shí)間和次數(shù)，有效解決了“誰動(dòng)了我的箱子”問題。

（5）解決了人工抄號(hào)易出現(xiàn)人為差錯(cuò)和全程信息交流不及時(shí)的問題。

（6）避免檢查登記工作人員長(zhǎng)期接觸惡劣的環(huán)境。

6 RFID在集裝箱運(yùn)輸管理應(yīng)用中的瓶頸

6.1 集裝箱電子標(biāo)簽有著非常典型的行業(yè)特征

集裝箱電子標(biāo)簽的應(yīng)用是在一個(gè)巨大的物流網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，該網(wǎng)絡(luò)所涉及到多國(guó)家、多地區(qū)、多個(gè)部門的參與和合作，牽涉范圍廣，在整個(gè)電子標(biāo)簽應(yīng)用領(lǐng)域中最為復(fù)雜、技術(shù)難度最大，如何推動(dòng)應(yīng)用非常關(guān)鍵。

6.2 RFID標(biāo)簽高昂的成本嚴(yán)重制約著其在集裝箱運(yùn)輸管理中的廣泛應(yīng)用

RFID技術(shù)帶來的最大效益是提高供應(yīng)鏈效率。但單個(gè)RFID標(biāo)簽的成本在約為幾十美分，對(duì)大多數(shù)企業(yè)來說，單位成本需要降至5美分或更少，RFID帶來的物流成本節(jié)約才能和裝置費(fèi)用相抵。由此可見RFID在集裝箱運(yùn)輸管理中的廣泛推廣仍需要很長(zhǎng)的路要走。

6.3 電子標(biāo)簽本身的安全問題

包括標(biāo)簽內(nèi)容和標(biāo)簽位置的安全問題。用于集裝箱運(yùn)輸系統(tǒng)中的RFID標(biāo)簽不能讓系統(tǒng)外閱讀器器閱讀，即標(biāo)簽要能夠辨識(shí)閱讀器，從而決定是否將標(biāo)簽內(nèi)信息發(fā)送給該閱讀器。如今RFID已成黑客攻擊目標(biāo)，市場(chǎng)上已存在可用來讀取和改編RFID標(biāo)簽的軟件工具，因此要阻擋未授權(quán)的用戶取得信息。

6.4 獲取集裝箱數(shù)據(jù)的有效性

首先，數(shù)據(jù)沖突，如果多個(gè)電子標(biāo)簽同時(shí)出現(xiàn)在一個(gè)閱讀器的識(shí)別區(qū)域內(nèi)，它們都會(huì)對(duì)閱讀器發(fā)出識(shí)別命令作出響應(yīng)，發(fā)送反饋信息。這樣，不同的電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)可能會(huì)相互干擾，導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，甚至發(fā)生錯(cuò)誤識(shí)別。其次，數(shù)據(jù)冗余，如果某一集裝箱標(biāo)簽在沒有任何改變的情況下多次通過或者長(zhǎng)時(shí)間停留在閱讀區(qū)域，可能造成閱讀器多次獲取重復(fù)數(shù)據(jù)，同時(shí)電子標(biāo)簽也會(huì)因?yàn)槎啻巫R(shí)讀而消耗能量，降低使用壽命。最后，數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，是指在集裝箱基礎(chǔ)數(shù)據(jù)讀取過程中獲得了錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，如不應(yīng)該讀取時(shí)，讀取了數(shù)據(jù)。集裝箱運(yùn)輸RFID系統(tǒng)只有有效地解決數(shù)據(jù)的有效性問題，才能體現(xiàn)RFID技術(shù)的優(yōu)越性。

7 我國(guó)基于RFID集裝箱運(yùn)輸管理的發(fā)展前景

未來RFID的主要發(fā)展方向在于RFID的標(biāo)準(zhǔn)的制定，軟硬件技術(shù)的突破，安全問題，成本控制以及RFID于電子供應(yīng)鏈的研究。作為全球的制造業(yè)基地，中國(guó)將是未來全球最大的RFID應(yīng)用市場(chǎng)。雖然中國(guó)企業(yè)目前信息化程度還較低，還面臨著很多困難，但挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存，在政府、企業(yè)、市場(chǎng)的推動(dòng)下，中國(guó)具有一定后發(fā)優(yōu)勢(shì)，完全有可能主導(dǎo)RFID技術(shù)的應(yīng)用市場(chǎng)，成為RFID技術(shù)的全球研發(fā)中心。而RFID在集裝箱運(yùn)輸管理中的應(yīng)用作為其中的一個(gè)方面，也會(huì)發(fā)生巨大的變化，它的普及將實(shí)現(xiàn)全球集裝箱物流信息的透明化，提高現(xiàn)代物流管理水平，提高整個(gè)現(xiàn)代化物流效率和效益。

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