RFID技術(shù)在港口集裝箱領(lǐng)域的應(yīng)用研究

1、 RFID技術(shù)在港口集裝箱領(lǐng)域應(yīng)用背景 

　　在世界各國國際貿(mào)易蓬勃發(fā)展的背景下，集裝箱運(yùn)輸以其高效、安全、便捷等特點在國際航運(yùn)中發(fā)揮著越來越重要的作用。近年來國內(nèi)港口集裝箱運(yùn)輸發(fā)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(dá)到2223．4萬TEU、2 171萬TEU、1 847萬TEU。面對如此龐大的集裝箱吞吐量，加之國際集裝箱運(yùn)輸過程環(huán)節(jié)眾多，如何實現(xiàn)集裝箱運(yùn)輸更高效、安全、快速的周轉(zhuǎn)是港口相關(guān)企業(yè)面臨的現(xiàn)實問題。

    目前國內(nèi)港口對集裝箱管理的現(xiàn)狀是：港區(qū)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(yīng)鏈的流通管理、跟蹤監(jiān)控等信息處于孤立狀態(tài)，實時準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)只有65％；港口集裝箱的流轉(zhuǎn)經(jīng)過數(shù)十次人工采集箱號信息，效率低下，無法實現(xiàn)港口自動化作業(yè)；港口海關(guān)主要通過圖像處理和模式識別技術(shù)對集裝箱的箱號進(jìn)行識別，這種處理 方法識別率一般為80％一95％，對于海關(guān)人員來說工作量相當(dāng)大。在此背景下，人們把解決的途徑轉(zhuǎn)向了無線射頻識別技術(shù)(Radio Frequency Identification，縮寫為RFID)Ⅲ。目前該項技術(shù)正以其遠(yuǎn)距離、非接觸式、運(yùn)動中自動識別等獨特技術(shù)優(yōu)勢，應(yīng)用在港口集裝箱管理中。
 
2 、RFID 技術(shù)在港口集裝箱領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀

2．1 國外 RFID 技術(shù)應(yīng)用在港口集裝箱管理方面已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展

　　國外的RFID廠商已經(jīng)開發(fā)了RFID集裝箱的相關(guān)產(chǎn)品，如美國 Transeore 公司開發(fā)了用于集裝箱的860—960MHz電子標(biāo)簽AT5110；GE公司開發(fā)了2．45GHz的集裝箱安全裝置CSD和ICSD。包括比利時的安特衛(wèi)普港、加拿大的溫哥華港、荷蘭的鹿特丹港、法國、德國、意大利等38個港口均已參加美國倡導(dǎo)的“集裝箱安全倡議”(CSI)中。當(dāng)貨柜在港口受到損壞、箱門被打開或到港延遲等意外情況發(fā)生時港口運(yùn)營商可通過手持終端接收系統(tǒng)的自動報警，第一時間了解相關(guān)情況。

2．2 國內(nèi) RFID 技術(shù)應(yīng)用在港口集裝箱管理方面仍處于研究和試點階段

　　比如上海國際港務(wù)集團(tuán)有限公司試點開發(fā)了集裝箱電子標(biāo)簽， 在上海市的大力支持下啟動
了內(nèi)貿(mào)集裝箱電子標(biāo)簽示范線建設(shè)， 設(shè)計了國內(nèi)第一個港口集裝箱智能標(biāo)簽系統(tǒng)。還有深圳的鹽田港，已率先被納入“集裝箱安全倡議”(CSI)中。RFID 技術(shù)已應(yīng)用在鹽田國際的岸吊設(shè)備、閘口和泊船泊位等處，經(jīng)鹽田行走的貨物享受到更安全的檢測服務(wù)，使貨物順利、快速、安全進(jìn)入歐美市場。

3、 RFID技術(shù)應(yīng)用在港口集裝箱管理方面存在的障礙
 
　　雖然RFID技術(shù)在港口集裝箱運(yùn)輸中進(jìn)行了試點和研究，但全球大部分港口都還沒有應(yīng)用，這在經(jīng)濟(jì)全球化的今天是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。目前該項技術(shù)推廣比較慢，主要還存在以下的障礙：

3．1 RFID系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)問題

　　國際標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)出臺，但沒有得到有效推廣，國內(nèi)集裝箱自動識別的國家標(biāo)準(zhǔn)尚未出臺，制約著國內(nèi)集裝箱自動識別系統(tǒng)的廠家開發(fā)相關(guān)RFID 技術(shù)軟硬件產(chǎn)品。這些產(chǎn)品包括集裝箱電子標(biāo)簽、電子車牌、讀寫器、電子關(guān)鎖及集裝箱后臺管理系統(tǒng)等。而這些產(chǎn)品又是 RFID 應(yīng)用在港口集裝箱管理的核心產(chǎn)品。針對 RFID 技術(shù)應(yīng)用在集裝箱方面的標(biāo)準(zhǔn)，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織isofrc104集裝箱技術(shù)委員會于1991年制定TIS010374《集裝箱自動識別》的國際標(biāo)準(zhǔn)腳。我國于1999年制定的國家標(biāo)準(zhǔn)GBfr17894—1999等同于IS010374標(biāo)準(zhǔn)，但這兩個標(biāo)準(zhǔn)都沒有得到有效推廣。

3．2 成本問題

　　應(yīng)用 RFID 技術(shù)，給港口相關(guān)企業(yè)帶來兩方面投入：一是購置 REID 相關(guān)設(shè)備如標(biāo)簽、讀寫器等，二是對基礎(chǔ)系統(tǒng)的改造和再投資。目前，RFID 系統(tǒng)投資較大，且RFID技術(shù)沒有規(guī)?；瘧?yīng)用在港口集裝箱運(yùn)輸中，導(dǎo)致該技術(shù)在港口的使用成本還較高，較為嚴(yán)重地限制了貿(mào)易公司、海關(guān)、港口和第三方物流公司使用RFID技術(shù)的積極性。

3．3 安全問題

　　首先是標(biāo)簽內(nèi)容的安全問題，其次是標(biāo)簽的位置安全。集裝箱的標(biāo)簽是多次重復(fù)使用的，在集裝箱整個生命周期中不能失效。集裝箱貼上RFID標(biāo)簽后，雖然在集裝箱運(yùn)輸系統(tǒng)中的相關(guān)企業(yè)之間能夠加快信息傳遞，提高物流整體服務(wù)質(zhì)量，但或許將來通過一種簡單的電子設(shè)備，犯罪分子能夠通過無線通訊方式獲得電子標(biāo)簽隱含信息，然后利用這些信息獲得或破壞電子標(biāo)簽密碼。因此，用于集裝箱運(yùn)輸系統(tǒng)中的RFID標(biāo)簽要避免非系統(tǒng)內(nèi)的讀取器閱讀，即標(biāo)簽要能夠辨識閱讀器，從而決定是否將標(biāo)簽內(nèi)的信息發(fā)送給該閱讀器。只有做到這樣，電子化集裝箱管理下的運(yùn)輸才會更加安全。

3．4 應(yīng)用 RFID 技術(shù)的成熟度問題

　　目前，國內(nèi)對 REID 技術(shù)應(yīng)用在港口集裝箱領(lǐng)域還處于試點和探討階段，相關(guān)產(chǎn)品還不成熟，直接使得客戶對該技術(shù)的使用存在頗多顧慮。雖然有少數(shù) REID 廠商已經(jīng)研發(fā)出 RFID 集裝箱的相關(guān)產(chǎn)品，但此類產(chǎn)品大多使用在某些港口的示范性工程中，與真正的規(guī)?；瘧?yīng)用相比還存在較大的差距。
 
3．5 觀念問題
 
　　RFID 技術(shù)應(yīng)用的參與方對 RFID 的態(tài)度存在很大的差異。政府和 REID 廠商作為 RFID 的直接受益方，以積極、樂觀的態(tài)度極力推廣應(yīng)用RFID 技術(shù)，而RFID的客戶如貿(mào)易商、港口、航運(yùn)等相關(guān)企業(yè)作為 RFID 的消費者，需要為應(yīng)用此技術(shù)買單。他們在技術(shù)的推廣初期不愿意做先行者，因為在初期的投入更加巨大，而且沒有成功的模式可以模仿。在觀念上，作為 REID 技術(shù)的創(chuàng)新使用者需要付出高額的代價，而且第一個吃螃蟹的人吃不好螃蟹反而成為吃螃蟹的先烈者，持這兩種觀點的客戶不在少數(shù)?？蛻魧?RFID 技術(shù)存在的觀念障礙，也成為了 RFID 發(fā)展的桎梏。

4 、推廣 RFID 技術(shù)應(yīng)用在港口集裝箱領(lǐng)域的措施
 
4．1 以 RFID 國際標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，制定并推行適合中國的電子化集裝箱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

　　RFID 系統(tǒng)的國際標(biāo)準(zhǔn)主要由數(shù)據(jù)采集和后臺數(shù)據(jù)庫網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)組成。目前已經(jīng)發(fā)布的或者正在制定的主要與數(shù)據(jù)采集有關(guān)，如集裝箱電子標(biāo)簽與讀寫器的空氣接口、讀寫器與計算機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換協(xié)議，RFID 標(biāo)簽數(shù)據(jù)內(nèi)容編碼標(biāo)準(zhǔn)等。后臺的數(shù)據(jù)庫網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)還沒有形成真正的標(biāo)準(zhǔn)。

　　直接使用RFID 技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，會帶來的好處是節(jié)約我們研究制定標(biāo)準(zhǔn)的時間，但不利之處是，一旦我們采用國際標(biāo)準(zhǔn)帶來兩方面的問題：—娃利用這些國際標(biāo)準(zhǔn)衍生而來的產(chǎn)品需要支付數(shù)以千億的高額專利使用費；二是直接使用國際標(biāo)準(zhǔn)會帶來的數(shù)據(jù)安全問題也不可忽視，一旦使用國外的數(shù)據(jù)庫和服務(wù)器，國家的商業(yè)信息將無秘密可言，帶來極大的安全隱患。我國作為集裝箱生產(chǎn)的大國，而且也是集裝箱周轉(zhuǎn)的第三大國，對用于集裝箱的標(biāo)識電子標(biāo)簽標(biāo)準(zhǔn)的研究和應(yīng)用將對我國的進(jìn)出口貿(mào)易、集裝箱生產(chǎn)商、RFID 產(chǎn)品制造商等企業(yè)產(chǎn)生重要的影響。

　　集裝箱是國際流通的運(yùn)輸工具，該標(biāo)準(zhǔn)的制定，需要考慮國際通用性，更要考慮我們自身擁有對RFID技術(shù)在港口集裝箱應(yīng)用巨大的需求性。為此，我國需要盡快制定與電子化集裝箱相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)，以保護(hù)國內(nèi)的 RFID 產(chǎn)業(yè)，同時，又要影響 IS010374 的修改，使之能兼容中國標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)之爭，不是簡單的技術(shù)之爭，而是巨大的商業(yè)利益及國家商業(yè)數(shù)據(jù)安全之爭。因此以RFID 的國際標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，制定并推行適合自身的電子化集裝箱的國家標(biāo)準(zhǔn)是必需且急迫的事情。

4．2 在與集裝箱有關(guān)的港口重要節(jié)點中試點推行應(yīng)用 RFID 技術(shù),推進(jìn)該技術(shù)在港口集裝箱領(lǐng)域的應(yīng)用
     
　　港口中與集裝箱有關(guān)的重要節(jié)點是儲運(yùn)中心、集裝箱堆場、碼頭前沿及海關(guān)等。這些重要的節(jié)點應(yīng)共同聯(lián)合起來試點實施集裝箱電子化管理，形成區(qū)域范圍內(nèi)對集裝箱信息的協(xié)作化管理。例如在集裝箱儲運(yùn)中心設(shè)置一組 RFID 讀寫器，當(dāng)帶有電子標(biāo)簽的集裝箱離場時，REID 讀寫器將讀取的集裝箱信息通過網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)傳給現(xiàn)場的服務(wù)器閣。

　　在集裝箱堆場設(shè)置兩組 RFID 閱讀器，分別是控制 RFID 進(jìn)場讀取器，以及堆場內(nèi) RFID 監(jiān)控閱讀器。港口控制中心設(shè)置的 RFID 進(jìn)場讀取器，主動讀取裝有電子標(biāo)簽的集裝箱進(jìn)場信息，場內(nèi)的 RFID 監(jiān)控閱讀器可配合跨運(yùn)機(jī)對場內(nèi)的集裝箱實施安全監(jiān)控。在海關(guān)卡口設(shè)置閱讀器，卡口主機(jī)對裝有電子標(biāo)簽的集裝箱讀取電子車牌、司機(jī)卡、前箱電子箱號標(biāo)簽的數(shù)據(jù)、后箱的電子關(guān)鎖數(shù)據(jù)；通過電子地磅儀表獲取重量數(shù)據(jù)；通過箱號識別模塊獲得集裝箱圖像信息并進(jìn)行箱號識別。這些數(shù)據(jù)由卡口主機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至海關(guān)物流監(jiān)控平臺。在港口范圍內(nèi)實施電子化集裝箱管理，可提高集裝箱物流信息采集的準(zhǔn)確性、便利性，提高海關(guān)通關(guān)的效率；為提高港口作業(yè)自動化水平提供有力條件；也為提高集裝箱物流供應(yīng)鏈信息化、透明化提供了基礎(chǔ)。
 
4．3 加速 RFID 技術(shù)研發(fā)和行業(yè)推廣,降低 RFID 技術(shù)應(yīng)用成本
 
　　RFID 技術(shù)在港口集裝箱管理的應(yīng)用發(fā)展不僅與政府部門的強(qiáng)制性要求、實施標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)合作、網(wǎng)絡(luò)完善等因素有關(guān)，也與 RFID 技術(shù)的不斷完善有關(guān)。目前電子化集裝箱的研究范圍涉及產(chǎn)品及標(biāo)準(zhǔn)的研究、應(yīng)用系統(tǒng)的研究等內(nèi)容。更為關(guān)鍵的是，要將這些研究成果轉(zhuǎn)化成切實可行的電子化集裝箱管理系統(tǒng)應(yīng)用在港口行業(yè)。隨著RFID業(yè)界對港口的集裝箱系統(tǒng)測試和試驗力度加大，加速了電子化集裝箱系統(tǒng)在港口的應(yīng)用。如2005年1月，通用電氣的子公司通用電氣安全集團(tuán)( GESecurity )發(fā)布了一套針對集裝箱安全市場的電子系統(tǒng)，并和中集合作完成了第一次跨海運(yùn)輸?shù)纳虡I(yè)測試。

　　與此同時，GE 正在全球范圍內(nèi)的港口安裝 RFID 讀寫器和軟件，全力推廣智能集裝箱系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)，力圖使這些技術(shù)成為集裝箱行業(yè)的一個新標(biāo)準(zhǔn)。我們相信在業(yè)界的共同努力下，RFID 在港口的應(yīng)用將隨著技術(shù)的不斷成熟，逐步降低客戶的使用成本。在RFID 技術(shù)不斷完善的背景下，在客戶強(qiáng)烈的需求推動下，RFID 技術(shù)在港口集裝箱領(lǐng)域的使用必將漸行漸近。

4．4 在重要港口分階段逐步實施 RFID 技術(shù)

　　全球領(lǐng)先咨詢公司 Gartner 將企業(yè)運(yùn)用RFID技術(shù)分為三個階段：第一階段是企業(yè)內(nèi)部采用 RFID 技術(shù)，應(yīng)用目的是驗證RFID能被用在特定企業(yè)的某種環(huán)境中；第二階段是企業(yè)結(jié)合RFID技術(shù)和現(xiàn)有業(yè)務(wù)流程，但只是把 RFID 應(yīng)用作為原有業(yè)務(wù)系統(tǒng)的一種完善和補(bǔ)充，用新技術(shù)來適應(yīng)傳統(tǒng)的應(yīng)用；第三階段是以 RFID 技術(shù)為核心設(shè)計業(yè)務(wù)流程，優(yōu)化已有的業(yè)務(wù)流程，消除人工流程，提高信息自動化處理程度。

　　參照 Gartner 在企業(yè)運(yùn)用 RFID 技術(shù)的三個階段理論，在港口集裝箱管理領(lǐng)域中導(dǎo)入 RFID 技術(shù)也可以分為三個階段：第一階段在港口堆場的集裝箱管理中導(dǎo)入RFID技術(shù)，實現(xiàn)在港口的重要節(jié)點上監(jiān)督、控制、追蹤集裝箱。第二階段改造港口相關(guān)企業(yè)的信息系統(tǒng)，建立與 RFID 技術(shù)相適應(yīng)的集裝箱后臺管理信息系統(tǒng)，利用 RFID 系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集后，實現(xiàn)集裝箱信息自動化管理。第三個階段港口相關(guān)企業(yè)和政府職能部門共同參與，導(dǎo)入 RFID 系統(tǒng)，以 RFID 技術(shù)應(yīng)用為核心，優(yōu)化現(xiàn)有港口節(jié)點的集裝箱信息處理業(yè)務(wù)，消除人工流程，真正實現(xiàn)港口集裝箱的自動化管理。

5、 在港口集裝箱領(lǐng)域應(yīng)用 RFID 技術(shù)的效益
 
5．1 提高集裝箱管理的效率．節(jié)約集裝箱裝卸和流通時間

　　利用 RFID 技術(shù)應(yīng)用在港口堆場管理中，自動收集進(jìn)出貨場的集裝箱數(shù)據(jù)，以提高碼頭處理集裝箱的速度和準(zhǔn)確性。在貨場的所有拖車、拖架都貼上 RFID，使集裝箱數(shù)據(jù)收集程序全面自動化，通過該系統(tǒng)可以即時識別貼有射頻標(biāo)簽拖架上的集裝箱并確認(rèn)其位置。此措施將有效減少集裝箱裝卸及流通時間。

5．2 大幅提升通關(guān)速度。提高海關(guān)的監(jiān)管水平
 
　　RFID 系統(tǒng)應(yīng)用在海關(guān)監(jiān)管的港口、碼頭、堆場、保稅區(qū)、出口監(jiān)管倉庫、陸路口岸等場所的卡口，RFID 技術(shù)結(jié)合圖像識別技術(shù)，提高了箱號的識別率，大大降低箱號補(bǔ)錄的工作量，減輕海關(guān)監(jiān)管人員的工作量。據(jù)有關(guān)企業(yè)測試，RFID 系統(tǒng)效率可提高20％以上，通關(guān)速度提高30％以上研。

5．3 對于港口相關(guān)企業(yè)如貨主、集裝箱運(yùn)輸企業(yè)等也可以從該 RFID 技術(shù)應(yīng)用中受益

　　貨主、集裝箱運(yùn)輸企業(yè)通過 RFID 技術(shù)的應(yīng)用，實時追蹤掌握集裝箱的信息，并通過網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)，及時將集裝箱貨物信息傳遞給貨主，讓貨主實時的了解到貨物最新動態(tài)的信息。該項技術(shù)的應(yīng)用將為集裝箱物流供應(yīng)鏈信息化、透明化奠定良好的基礎(chǔ)。
 
6 結(jié)語 

　　RFID 應(yīng)用在港口集裝箱領(lǐng)域，雖然還有這樣或那樣的障礙，但它代表著世界港口集裝箱信息化的發(fā)展方向，其應(yīng)用的趨勢是不可逆轉(zhuǎn)的。它的應(yīng)用彌補(bǔ)了傳統(tǒng)集裝箱信息管理的不足，實現(xiàn)了集裝箱的自動識別和對集裝箱運(yùn)輸過程的實時跟蹤，增強(qiáng)了集裝箱運(yùn)輸?shù)陌踩裕岣吡烁劭诩b箱周轉(zhuǎn)速率，同時大大加快了集裝箱的通關(guān)速度，為構(gòu)建具有國際先進(jìn)水平的集裝箱數(shù)字化港口指明了發(fā)展的道路。