RFID技術(shù)港口集裝箱物流應用探討

　　射頻識別技術(shù)（Radio Frequency Identification，縮寫RFID），射頻識別技術(shù)是20世紀90年代開始興起的一種自動識別技術(shù)，射頻識別技術(shù)是一項利用射頻信號通過空間耦合（交變磁場或電磁場）實現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到識別目的的技術(shù)。在無線電技術(shù)方面的具體應用與發(fā)展。該項技術(shù)的基本思想是，通過采用一些先進的技術(shù)手段，實現(xiàn)人們對各類物體或設備 （人員、物品） 在不同狀態(tài)（移動、靜止或惡劣環(huán)境）下的自動識別和管理。

　　從信息傳遞的基本原理來說，射頻識別技術(shù)在低頻段基于變壓器耦合模型（初級與次級之間的能量傳遞及信號傳遞），在高頻段基于雷達探測目標的空間耦合模型（雷達發(fā)射電磁波信號碰到目標后攜帶目標信息返回雷達接收機）。1948年哈里斯托克曼發(fā)表的"利用反射功率的通信"奠定了射頻識別射頻識別技術(shù)的理論基礎。

　　安全之旅四個端點

　　建置CTPAT/SST系統(tǒng)的工作內(nèi)容包括了TSS（Transportation Security System）運輸安全管理系統(tǒng)的導入、RFID 無線射頻硬件建置以及由某單位提供集裝箱現(xiàn)場作業(yè)信息轉(zhuǎn)換成TSS系統(tǒng)對外接口信息等三部分及其整合。

　　S港有300個需裝載RFID電子標簽的集裝箱。集裝箱分別從貨主端與集裝箱倉儲端兩種不同特性的作業(yè)模式開始進行實施，所有實施集裝箱均在S港碼頭裝船。

　　系統(tǒng)分為兩種作業(yè)模式，一種是針對儲運中心的出口集裝箱加裝RFID 電子標簽進行實施，一種是直接在貨主端的出口集裝箱加裝RFID電子標簽進行實施，兩種作業(yè)模式的集裝箱，均由集裝箱車將集裝箱運送到S港口碼頭的集裝箱場。以下分別依作業(yè)特性說明。

　　1.儲運中心與貨主端

　　儲運中心的集裝箱作業(yè)主要是貨主將貨物運送至儲運中心，在出口貨物經(jīng)海關(guān)核準放行后，由儲運中心進行貨物裝箱作業(yè)，并在完成裝箱作業(yè)的集裝箱上加裝電子標簽鎖，并以手持終端機啟動RFID 電子標簽鎖。

　　在貨主端的作業(yè)模式是貨主完成出口集裝箱裝箱作業(yè)后，在集裝箱上加裝RFID電子標簽并以手持終端機啟動RFID電子標簽，再由集裝箱運輸公司將集裝箱運往碼頭集裝箱場。待集裝箱進入港口后，系統(tǒng)透過RFID讀取器實時紀錄集裝箱到達的時間與集裝箱的安全狀態(tài)，并實時將信息傳至TSS系統(tǒng)。

　　目前定義RFID產(chǎn)品的工作頻率有低頻、高頻和甚高頻的頻率范圍內(nèi)的符合不同標準的不同的產(chǎn)品，而且不同頻段的RFID產(chǎn)品會有不同的特性。其中感應器有無源和有源兩種方式，下面詳細介紹無源的感應器在不同工作頻率產(chǎn)品的特性以及主要的應用。其實RFID技術(shù)首先在低頻得到廣泛的應用和推廣。該頻率主要是通過電感耦合的方式進行工作， 也就是在讀寫器線圈和感應器線圈間存在著變壓器耦合作用。通過讀寫器交變場的作用在感應器天線中感應的電壓被整流，可作供電電壓使用。 磁場區(qū)域能夠很好的被定義，但是場強下降的太快。

　　其實RFID技術(shù)首先在低頻得到廣泛的應用和推廣。該頻率主要是通過電感耦合的方式進行工作， 也就是在讀寫器線圈和感應器線圈間存在著變壓器耦合作用。通過讀寫器交變場的作用在感應器天線中感應的電壓被整流，可作供電電壓使用。 磁場區(qū)域能夠很好的被定義，但是場強下降的太快。

　　儲運中心與貨主除了以手持終端機啟動RFID電子標簽，將集裝箱信息通過Wireless LAN 或GPRS 傳輸方式傳送至TSS 系統(tǒng)外，同時，必須通過網(wǎng)絡登錄事先預設的賬戶，并在TSS 系統(tǒng)上維護測試集裝箱的艙單資料。

　　2. 集裝箱裝船港

　　集裝箱進場信息經(jīng)過碼頭集裝箱場的港口管理系統(tǒng)確認后，集裝箱場的集裝箱監(jiān)控作業(yè)就開始由RFID 監(jiān)控讀取器進行全程監(jiān)控。當集裝箱開始裝船作業(yè)時，架設在船邊的橋式起重機上的RFID讀取器記載集裝箱裝船作業(yè)的時間，同時確認該集裝箱的安全狀態(tài)，確保裝上船的集裝箱為“Secured”狀態(tài)，之后集裝箱船即經(jīng)由海運路線前往國外某港。

　　3.集裝箱卸船港

　　集裝箱船進港?？看a頭后，經(jīng)由卸貨用橋式起重機將集裝箱調(diào)至集裝箱場后，由當?shù)氐陌踩鳂I(yè)人員，以手持終端機，取得集裝箱到港的信息，再由安全作業(yè)人員以手持終端機解除RFID電子標簽的功能，最后用工具將RFID電子標簽自集裝箱剪下。

　　4.收貨人端

　　部分集裝箱是直接運送到當?shù)厥肇浫怂谖恢谩Ｊ肇浫嗽谑盏郊b箱之后，直接剪斷電子標簽的插拴，完成集裝箱的安全的旅程。

　　安全之旅三級定義

　　1.儲運中心

　　集裝箱倉儲場內(nèi)的出口管制車道上方，設置一組RFID 觸發(fā)器與RFID讀取器，傳送至集裝箱倉儲辦公大樓信息室內(nèi)的現(xiàn)場工作服務器，現(xiàn)場工作服務器再將信息傳回至TSS系統(tǒng)，啟動陸路運輸?shù)募b箱安全監(jiān)控。

　　2.碼頭集裝箱場

　　碼頭集裝箱場內(nèi)一共設置兩組RFID 閱讀器，分別是控制中心RFID進場讀取器、集裝箱場內(nèi)RFID監(jiān)控閱讀器。

　　港口控制中心設置的RFID進場閱讀器可主動讀取裝有RFID電子標簽的集裝箱進場信息，配合現(xiàn)場既有的設施，閱讀器安裝在獨立燈桿上，離地約5米的高度，讀取范圍為9米。

　　集裝箱場內(nèi)RFID監(jiān)控閱讀器則配合場內(nèi)跨載機，分別裝置在RT1、RT4、RT5、RT8等4個機組上，以便監(jiān)控港口內(nèi)裝有RFID電子標簽集裝箱的安全狀態(tài)。

　　RFID讀取器將讀取到的集裝箱信息透過港口本身的光纖網(wǎng)絡，傳送至辦公大樓信息室內(nèi)的現(xiàn)場工作服務器，現(xiàn)場工作服務器再將信息傳回至TSS系統(tǒng)，啟動海運運輸?shù)募b箱安全監(jiān)控。

　　3.安全狀態(tài)數(shù)據(jù)分析

　　TSS系統(tǒng)以集裝箱安全警報信息對集裝箱的安全狀態(tài)進行監(jiān)控，該信息依其對集裝箱安全影響的嚴重程度可分別歸類為“Tamper”（嚴重）、 “Suspect”（中等）、“Alert”（注意）三種等級。TSS系統(tǒng)若是出現(xiàn)“Suspect”信息，處置方式則可通過TSS系統(tǒng)的網(wǎng)頁接口查證集裝箱發(fā)生安全警報信息的原因，之后恢復集裝箱的安全狀態(tài)。TSS系統(tǒng)若是出現(xiàn)“Alert”信息，基本上“Alert”將不會危及集裝箱安全，系統(tǒng)管理人員則必須了解啟動信息的原因，并對相關(guān)配合單位進行協(xié)調(diào)，以避免類似事件再度發(fā)生。

　　海外案例

　　韓國政府加強國際集裝箱管理

　　韓國政府去年整個夏天一直在策劃“智能集裝箱”項目，2004年12月正式推出并資助了這個計劃。安裝有Savi生產(chǎn)的智能標簽和傳感設備的智能集裝箱，在Savi的運輸安全系統(tǒng)（TSS）軟件的監(jiān)控下，從釜山港口運往美國西海岸和歐洲主要的港口。

　　案例

　　港口應用RFID的意義

　　每年大約有58億噸的貨物，即全球貿(mào)易量的80%通過海運進行，但大約只有5%的集裝箱會受檢測。如何保護由46000只海船運往全球4000個港口的 1100萬個集裝箱的安全，超高頻系統(tǒng)通過電場來傳輸能量。電場的能量下降的不是很快，但是讀取的區(qū)域不是很好進行定義。該頻段讀取距離比較遠，無源可達10m左右。主要是通過電容耦合的方式進行實現(xiàn)。

　　港口應用中存在的問題

　　缺乏統(tǒng)一的標準

　　當前制約RFID發(fā)展的最大障礙是技術(shù)標準。全球現(xiàn)有117個針對數(shù)據(jù)交換的RFID協(xié)議標準。與標準的制定相關(guān)的還有RFID所采用的頻段之爭。

　　價格仍是限制RFID發(fā)展規(guī)模的關(guān)鍵因素

　　與過去兩年相比，RFID標簽的價格已經(jīng)有了較大幅度的降低。生產(chǎn)廠商希望通過擴大規(guī)模以降低成本，而更多的用戶則在等待價格降低后再進入。