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RFID在集装箱运输管理上的应用

Date:2008-07-29

 

随着对标准化更高的要求,集装箱运输在逐渐取代原有传统运输方式。全球运输“集装箱化”的比重不断提高,尤其是在国际贸易中,集装箱运输已经成为一种主要的运输方式,发达国家的海上杂货运输基本实现集装箱化。而且它也是目前标准化程度最高的一种运输方式。每个集装箱都有它惟一的标识(箱号),在整个运输链条中,集装箱的识别就是通过它的箱号来鉴别的;集装箱的交接也同样是以箱号为准。而人工的数据采集难免会出现各种各样的差错,同时数据采集需要的时间相对也较长。比如在集装箱码头常会因箱号看错发生集装箱装错船的事件,结果延误了船期,并给货主带来了很大的损失。即使操作人员在这方面十分小心,因为时间的延迟也会影响到整个供应链的效率。这些都与现代化的管理方式不相匹配。为了增加市场竞争实力,提高运输效率和服务质量,实现集装箱运输的现代化,集装箱的运输管理需要一种更加自动化、智能化,能够实时更新数据的技术。RFID技术无疑具备了这些特点,虽然还有一些地方不是完全尽如人意。
 
    (1) 集装箱的自动识别
 
20世纪80年代末,一些发达国家研制出技术先进的集装箱自动识别系统,随着技术的不断完善,国际上已有大量的集装箱自动识别系统投入使用,而基于RFID技术的自动识别系统就是其中之一。在集装箱上使用的RFlD标签按照其获取电能方式的不同可以分为两种类型:
 
    ①被动式(passive)标签:被动式标签内部不带电池,要靠外界提供能量才能正常工作。被动式标签具有永久的使用期,常常用在标签信息需要每天读写或频繁读写多次的地方,而且被动式标签支持长时间的数据传输和永久性的数据存储。它的缺点主要是:数据传输的距离要比主动式标签短。因为被动式标签依靠外部的电磁感应而供电,它的电能就比较弱,数据传输的距离和信号强度就受到限制,需要敏感性比较高的信号接收器(读写器)才能可靠识读。
 
②主动式(active)标签:主动式标签内部自带电池进行供电,它的电能充足,工作可靠性高,信号传送的距离远。另外,主动式标签可以通过设计电池的不同寿命对标签的使用时间或使用次数进行限制,它可以用在需要限制数据传输量或者使用数据有限制的地方,比如,一年内,标签只允许读写有限次。主动式标签的缺点主要是:标签的使用寿命受到限制,而且随着标签内电池电力的消耗,数据传输的距离会越来越小,影响系统的正常工作。
 
将记录有集装箱号、箱型、装载的货物种类、数量等数据的标签安装在集装箱上,再经过安装有识别设备的公路、铁路的出入口、码头的检查门时,读写器发出无线电波,RFID标签自动感应后将相应的数据返回到读写器,从而将RFID标签上保存的信息传输到EDI系统,实现了集装箱的动态跟踪与管理,提高了集装箱运输的效率和信息的共享。这种系统一般使用的是被动式的RFID技术,在集装箱码头的应用较多。通过这种系统的使用不仅加快了车辆进港提箱的速度,而且对车辆提箱进行了严密的管理,并有效降低了值班人员的劳动强度,减少了人为因素造成的差错。但由于目前使用RFID技术的集装箱还不是很广泛,而且需要对原有的系统平台做比较大的改造,所以,在国内集装箱码头使用比较多的是基于视频技术的自动识别系统。
 
(2) 电子封条与货运追踪
 
以往的集装箱封条都是人工式的封条,它对集装箱内的货物安全可以起到一定的保护作用。人工式封条分为指示性的封条和障碍性的封条,两者的区别主要在于用于铅封的材质牢固程度不同,障碍性的封条更难被破坏,打开它常需要专用的工具,而不像指示性封条只用普通的工具即可去除。在集装箱放行或交接时需要检查封条的状态,封条状态的任何变化都会在交接的文书上进行记录,从而确定责任的划分。虽然这种人工式的封条能够起到一定的保护作用和简单的状态记录,但它并不能实时地提供有关具体状态改变(遭到破坏)的时间、地点和破坏者的信息,而电子封条却可以提供更多的类似信息。电子封条一般采取的是物理封条与RFID组件的混合形式。如前所述,大多数电子封条也同样用到被动式的和主动式RFID技术。
 
被动式的电子封条的主要特点是:使用距离短,成本低,一次性的。它们本身没有电力。由于被动式封条不能提供持续的电力来检测封条的状态,所以它们也不能检测和记录损害行为发生的时间,而仅仅只能在通过装有阅读装各的供应链节点时提供它们完整与否的信息。
 
主动式的电子封条更复杂一些,需要更高的初始成本,只有当价格明显下降的时候才可能反复使用。主动式封条带有电池,它所具备的功率能够允许其更大范围地使用和发挥更大的功能。主动式封条能实时检测损害的行为,并将其加入到事件日志当中去。它在结合GPS技术后,能在集装箱状态发生变化时实时将状态变化发生的时间、地点以及周围的环境信息传输到货主或相应的管理人员的机器上去。更有一些封条能够在损害行为发生时提供即时的求救信号,它主要用在安装特别装备的码头。  
 
目前这类电子封条国内还比较少见,主要是在美国使用较多。因为低成本和操作的简易性,被动式封条是美国在“9·11”前首选的防止偷盗的安全解决方案。主动式封条因其更强的安全性能,使得它在“9·11”后得到更多的使用需求和推广。自“9·11”恐怖事件后,为防止恐怖组织利用船舶携带大规模毁灭性武器或恐怖分子进入美国,确保对其贸易至关重要的海运安全、畅通,美国政府不断强化其港口和航运的保安措施。CSI(集装箱安全协议)就是美国政府基于此项考虑而出台的一项措施,根据协议,美方对来自纳入CSI对应港口的货柜实行优检,货物在美国的通关时间可大幅缩短。目前,全球前20大港已有鹿特丹、汉堡、新加坡、横滨、香港等19个大港被列为美国CSI对应港口。2005年深圳港也加入该协议,从深圳港出口的所有输美货柜,将安装电子封条,通过数据读取仪从电子封条上获取数据,然后将集装箱信息实时传送到特设的信息平台。当货柜受到损坏、运输线路变更或延迟等意外情况发生时,集装箱管理者可通过电脑、手机或PDA迅速接收系统的自动报警,第一时间了解相关情况。目前来看,感兴趣的企业并不是很多,因为这需要港口配各相关信息网络平台及大量定位器、电子封条等外设,集装箱的运输成本会明显增加。但从长远来看,这种电子封条提高了集装箱运输的安全程度,提高了运输过程的透明度,可以减小运输周期,供应链效率也将大幅提高,这将使综合运输成本大幅降低。随着技术的成熟、成本的降低,这种技术的前景十分值得我们期待。
 

目前在推广RFID技术时遇到标准化及数据收集设备与信息系统的接口等问题;RFID在全球使用的无线频段还不统一;使用的标签和读写器的类型各异,数据交换标准也不统一;对供应链的执行系统(港口信息系统、车辆调度系统、仓储管理系统等等)没有定义好接口。在未来几年的时间内,随着这些问题的逐步解决,射频识别技术在集装箱运输上的应用将通过提供更精确、更详细、更及时的运输货物的实时信息,从而使运输链乃至整个供应链达到更好的能见度。射频识别将以更加经济的方式获取货物流动的信息,它将可能完全取代条形码的地位,同时它也将在很大程度上改变业务流程,以及供应链执行和管理系统今天所扮演的角色。射频识别技术将提高运营边际收益、加速存货流转和改善整个供应链服务水平。借助射频识别技术的供应链将在运营成本和执行效率方面大大超过其竞争对手。

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