第八章物聯(lián)港口口岸與集裝箱信息化

1、LOGO第八章第八章 物聯(lián)港口口岸與物聯(lián)港口口岸與集裝箱信息化集裝箱信息化目錄 8.1 港口口岸物聯(lián)網(wǎng)港口口岸物聯(lián)網(wǎng)3 8.2 港口物流智能管理系統(tǒng)港口物流智能管理系統(tǒng)3 8.3 RFID在集裝箱物流中的應(yīng)用在集裝箱物流中的應(yīng)用38.4 集裝箱監(jiān)控與自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)集裝箱監(jiān)控與自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)3 8.1 港口口岸物聯(lián)網(wǎng)港口口岸物聯(lián)網(wǎng) 港口作為現(xiàn)代綜合物流的中心，匯集了各類物流信息，迫切要求物聯(lián)網(wǎng)能為其物與物的傳感提供無限的上穿與下行的延伸空間。這就誕生了港口口岸物聯(lián)網(wǎng)。8.1.1 港口口岸物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)體系港口口岸物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)體系 港口口岸物聯(lián)網(wǎng)是通過射頻識(shí)別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感

2、設(shè)備，按約定的協(xié)議，把港口口岸的任何物品(設(shè)備)與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。 港口口岸物聯(lián)網(wǎng)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)想如圖8.1所示。 一.陸路客貨運(yùn)輸體系 陸路客貨運(yùn)輸體系主要收集運(yùn)輸車輛的信息，主要采用車輛識(shí)別傳感、壓力速度傳感、GPS跟蹤、視頻監(jiān)控等技術(shù)。 圖圖8.1 港口口岸物聯(lián)網(wǎng)的總體構(gòu)架港口口岸物聯(lián)網(wǎng)的總體構(gòu)架 二.港口碼頭作業(yè)體系 港口碼頭作業(yè)體系主要收集碼頭前沿作業(yè)的相關(guān)信息，主要采用視頻監(jiān)控、識(shí)別傳感、GPS+GIS跟蹤、自動(dòng)分揀等技術(shù)。 三.堆場(chǎng)(園區(qū))倉儲(chǔ)作業(yè)體系 堆場(chǎng)(園區(qū))倉儲(chǔ)作業(yè)體系主要收集港口庫場(chǎng)和物流園區(qū)倉庫里的

3、相關(guān)信息，主要采用視頻監(jiān)控、濕度、熱敏、煙感傳感、氣體傳感、定位傳感等技術(shù)。 四.物流裝備系統(tǒng)堆場(chǎng)(園區(qū))倉儲(chǔ)作業(yè)體系 它主要收集港區(qū)里各類裝卸設(shè)備的相關(guān)信息，主要采用扭矩傳感、視頻監(jiān)控、識(shí)別傳感等技術(shù)。 8.1.2 港口口岸物聯(lián)網(wǎng)和物流信息平臺(tái)的互聯(lián)港口口岸物聯(lián)網(wǎng)和物流信息平臺(tái)的互聯(lián) 一.港口公用物流信息平臺(tái)主體結(jié)構(gòu) 港口公用物流信息平臺(tái)是為了解決信息化集成性差和應(yīng)用范圍狹窄的問題而產(chǎn)生的，首先是從電子口岸開始的。在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，電子口岸建設(shè)過程中除了需要大量通關(guān)信息，還需要很多港航信息，于是原先的港航EDI也被納入電子口岸的建設(shè)中來，逐步形成了港口公用物流信息平臺(tái)，如圖8.2所示。平臺(tái)為口岸

4、部門實(shí)現(xiàn)“一單多報(bào)”的功能，簡(jiǎn)化規(guī)范口岸執(zhí)法流程，加快通關(guān)速度，提供無償信息；并為港航企業(yè)生產(chǎn)和物流企業(yè)經(jīng)營(yíng)提供有償信息。 按業(yè)務(wù)功能分成口岸電子政務(wù)平臺(tái)和港航電子商務(wù)平臺(tái)，由各個(gè)主管機(jī)構(gòu)經(jīng)營(yíng)，主體結(jié)構(gòu)如圖8.3所示。 圖圖8.2 物聯(lián)網(wǎng)和港口公用物流信息平臺(tái)的互聯(lián)物聯(lián)網(wǎng)和港口公用物流信息平臺(tái)的互聯(lián) 圖圖8.3 物聯(lián)網(wǎng)和港口公用物流信息平臺(tái)的互聯(lián)物聯(lián)網(wǎng)和港口公用物流信息平臺(tái)的互聯(lián) 二二.港口口岸物聯(lián)網(wǎng)和港口公用物流信息平臺(tái)的互聯(lián) 互聯(lián)的關(guān)鍵是要在應(yīng)用層傳輸?shù)臅r(shí)候有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，這就要求物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理中心在建設(shè)的時(shí)候?qū)梦锪餍畔⑵脚_(tái)保留接口。同時(shí)，在實(shí)際應(yīng)用的 時(shí)候，要將各類傳感器收集上來的

5、數(shù)據(jù)處理成標(biāo)準(zhǔn)格式傳給海關(guān)、國(guó)檢等口岸部門或者各港航企業(yè)。 三.港口口岸物聯(lián)網(wǎng)方案 1.充分發(fā)揮市場(chǎng)配置資源的作用，調(diào)動(dòng)企業(yè)的積極性，從滿足物流需求的實(shí)際出發(fā)，注重投資的經(jīng)濟(jì)效益。 2.物流網(wǎng)所用數(shù)據(jù)傳輸格式應(yīng)當(dāng)與口岸電子政務(wù)平臺(tái)和港航電子商務(wù)平臺(tái)保持一致，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，更好地為港口公用物流信息平臺(tái)服務(wù)。 3.要充分利用整合現(xiàn)有資源。 4.采取大企業(yè)試點(diǎn)，然后逐步推廣的方式。 8.1.3 港口可視化管理遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)港口可視化管理遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng) 一.系統(tǒng)描述 數(shù)字港口可視化管理遠(yuǎn)程晝夜監(jiān)控系統(tǒng)是利用現(xiàn)代化的信息技術(shù)手段對(duì)港口航道水運(yùn)區(qū)域、航標(biāo)狀態(tài)、碼頭/港口區(qū)域、船舶航行區(qū)域、港口入海海域狀態(tài)等

6、情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視管理的重要設(shè)備，系統(tǒng)建設(shè)工作具有以下幾方面的重要意義。 1.港口/碼頭航道水運(yùn)安全監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)將對(duì)港口碼頭航道水運(yùn)的安全管理起到積極的輔助作用。 2.系統(tǒng)的使用能夠有效減輕航道水運(yùn)安全管理的勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)全天候安全值班。 3.港口/碼頭航道水運(yùn)監(jiān)控工程的實(shí)施將推進(jìn)我國(guó)現(xiàn)代航運(yùn)安全建設(shè)，進(jìn)一步提升航運(yùn)管理設(shè)施現(xiàn)代化水 平。 4.航道水運(yùn)港口/碼頭監(jiān)控工程項(xiàng)目實(shí)施成功，將起到良好的示范作用，引導(dǎo)各港口碼頭航道行政主管部門加強(qiáng)裝備力度；并可實(shí)現(xiàn)對(duì)航標(biāo)24小時(shí)監(jiān)控，便于值班管理人員監(jiān)控航標(biāo)狀態(tài)，防止船舶航行意外事故的發(fā)生。 5.對(duì)于一些特殊云臺(tái)港口，如石油港、化工港、天然氣港、軍事港等

7、，系統(tǒng)可以搭配防火防爆預(yù)警系統(tǒng)和防盜入侵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以加強(qiáng)碼頭的安全管理。 二.系統(tǒng)特點(diǎn) 1.全天候無盲區(qū)監(jiān)控。 2.全高清攝像機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控。 3.告警聯(lián)動(dòng)圖像功能。 4.集中存儲(chǔ)功能。 5.特殊港口預(yù)警監(jiān)測(cè)功能。 三.應(yīng)用范圍 系統(tǒng)應(yīng)用范圍非常廣泛，如各類客運(yùn)碼頭、集裝箱碼頭、軍事港口、能源港口、漁港、避風(fēng)港等。 四.系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu) 數(shù)字航道/數(shù)字海洋安全管理可視化遠(yuǎn)程晝夜監(jiān)控系統(tǒng)主要由“視頻采集系統(tǒng)智能識(shí)別預(yù)警系統(tǒng)(可選項(xiàng))數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)監(jiān)控中心管理系統(tǒng)”四部分組成。 五.系統(tǒng)工作流程 系統(tǒng)正常工作時(shí)，前端采集設(shè)備全天候巡檢管理港口區(qū)域的所有狀況(對(duì)港口區(qū)域?qū)崿F(xiàn)白天1千米到15千米、夜晚500米到

8、8千米的有效監(jiān)控)，并將采集到的視頻圖像通過傳輸系統(tǒng)傳送到視頻監(jiān)控管理中心，監(jiān)控中心分別配置網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)、圖像識(shí)別預(yù)警平臺(tái)、GIS聯(lián)動(dòng)平臺(tái)、視頻圖像存儲(chǔ)系統(tǒng)等，將采集回來的視頻圖像進(jìn)行視頻轉(zhuǎn)發(fā)、錄像存儲(chǔ)，并通過實(shí)時(shí)分析數(shù)字視頻流，檢測(cè)當(dāng)前監(jiān)控場(chǎng)景有無異樣預(yù)警信息，如果檢測(cè)到預(yù)警信息，則與GIS系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)前端設(shè)備定位到告警信息發(fā)生點(diǎn)，并實(shí)時(shí)在地圖上標(biāo)注地理位置信息。 8.2 港口物流智能管理系統(tǒng)港口物流智能管理系統(tǒng)8.2.1 港口物流智能化管理系統(tǒng)港口物流智能化管理系統(tǒng) 一.系統(tǒng)描述 智能港口系統(tǒng)是將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)(Web)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、移動(dòng)通信技術(shù)(GMS)、無線通信技術(shù)(WAP)

9、、地理信息系統(tǒng)(GIS)、無線射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)、實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)(AIS)、自動(dòng)化裝卸設(shè)備、物流搬運(yùn)機(jī)器人(AGV)等先進(jìn)的信息技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)綜合應(yīng)用于整個(gè)港口物流作業(yè)、運(yùn)輸服務(wù)及港口管理等各個(gè)方面和環(huán)節(jié)，建立一種在港口服務(wù)范圍內(nèi)全方位發(fā)揮作用的，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效、優(yōu)質(zhì)的港口物流服務(wù)體系。二.系統(tǒng)規(guī)劃目標(biāo) 智能港口物流信息系統(tǒng)規(guī)劃的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)港口物流服務(wù)和管理智能化，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。 1.實(shí)現(xiàn)港口物流服務(wù)電子化、網(wǎng)絡(luò)化、無紙化和自動(dòng)化，降低港口物流服務(wù)成本，提高物流服務(wù)效率和港口經(jīng)濟(jì)效益。 2.實(shí)現(xiàn)港口與船公司、鐵路、公路、場(chǎng)站、貨代、倉儲(chǔ)等港口相關(guān)物流服務(wù)企業(yè)的無縫連接，通過物

10、流信息平臺(tái)實(shí)現(xiàn)信息集成和共享，優(yōu)化物流供應(yīng)鏈管理，提高物流服務(wù)水平，提高全程物流的速度和能力。 3.提高港口管理和決策水平，如實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)度，信息自動(dòng)化采集、存儲(chǔ)和加工，優(yōu)化港口物流流程和生產(chǎn)組織，提高港口物流服務(wù)質(zhì)量。 4.實(shí)現(xiàn)港口與海關(guān)、海事、商檢等口岸單位的信息一體化，提高“大通關(guān)”效率和口岸部門服務(wù)水平。 5.搭建港口物流市場(chǎng)信息服務(wù)平臺(tái)，拓展港口物流市場(chǎng)交易、金融、保險(xiǎn)等配套服務(wù)功能。 6.實(shí)現(xiàn)港口物流信息資源的整合，為實(shí)施智能港口城市和智能交通系統(tǒng)規(guī)劃提供支持。 三.系統(tǒng)需求結(jié)構(gòu) 智能港口物流信息系統(tǒng)的需求信息結(jié)構(gòu)可以歸納為8個(gè)服務(wù)領(lǐng)域，每個(gè)系統(tǒng)又由若干個(gè)服務(wù)子系統(tǒng)組成。 1.港口用

11、戶導(dǎo)航信息系統(tǒng)：主要是通過港口物流信息平臺(tái)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)與客戶的聯(lián)系和交流，提供港口基本信息資料、客戶服務(wù)指南、港口業(yè)務(wù)流程介紹、 業(yè)務(wù)手續(xù)申請(qǐng)辦理等子系統(tǒng)功能。 2.港口物流業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)：主要通過港口物流企業(yè)內(nèi)部各業(yè)務(wù)系統(tǒng)信息化管理軟件和內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)港口業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息交換(EDI)，并通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)布指令，進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度、組織和指揮，并通過現(xiàn)場(chǎng)攝像及模擬技術(shù)對(duì)作業(yè)過程進(jìn)行可視化動(dòng)態(tài)監(jiān)控。 3.港口物流營(yíng)運(yùn)信息系統(tǒng)：主要是利用港口物流信息進(jìn)行管理決策，該系統(tǒng)包括了港口市場(chǎng)管理信息系統(tǒng)、港口貨運(yùn)管理信息系統(tǒng)、貨物配送管理信息系統(tǒng)、客戶管理信息系統(tǒng)、港口財(cái)務(wù)與結(jié)算管理信息系統(tǒng)、港

12、口危險(xiǎn)品管理信息系統(tǒng)、港口安全管理信息管理系統(tǒng)、港口環(huán)保管理信息系統(tǒng)、港區(qū)道路交通管理信息系統(tǒng)、自動(dòng) 化辦公系統(tǒng)等子系統(tǒng)功能。 4.港口物流電子商務(wù)信息系統(tǒng)。通過互聯(lián)網(wǎng)和港口物流信息平臺(tái)、電子物流交易市場(chǎng)等，以非現(xiàn)金、非手工方式，自動(dòng)完成與港口物流相關(guān)的商務(wù)活動(dòng)以及港口物流涉及的其他業(yè)務(wù)。 5.港口綜合物流運(yùn)輸信息系統(tǒng)。解決水運(yùn)與公路、鐵路、航空等交通方式之間進(jìn)行多式聯(lián)運(yùn)和水運(yùn)中轉(zhuǎn)的信息管理問題，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)運(yùn)輸數(shù)據(jù)共享，多種運(yùn)輸模式的聯(lián)運(yùn)決策，建立敏捷的智能型綜合運(yùn)輸系統(tǒng)。 6.港口物流資源管理信息系統(tǒng)。通過港口內(nèi)部信息網(wǎng)和GIS系統(tǒng)及電子地圖等技術(shù)，建立港口企業(yè)資源管理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)圖文庫，實(shí)現(xiàn)港口

13、資源的信息管理。 7.港口管理口岸物流信息系統(tǒng)。通過統(tǒng)一的口岸物流信息平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)港口物流信息平臺(tái)與口岸單位EDI系統(tǒng)的連接，實(shí)現(xiàn)信息共享和“大通關(guān)”服務(wù)一體化，加快港口通關(guān)速度。 8.國(guó)際港口物流信息交換系統(tǒng)：與國(guó)際、國(guó)內(nèi)主要港口和航運(yùn)企業(yè)物流信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)相關(guān)物流信息數(shù)據(jù)的共享。 四.業(yè)務(wù)系統(tǒng)流程 RFID信息化港口物流管理系統(tǒng)具體業(yè)務(wù)流程如下。 1.車輛發(fā)放RFID電子車牌。 2.車輛入門檢查。 3.RFID港口物流理貨作業(yè)。 4.RFID港口物流出門檢查。 5.港內(nèi)車輛作業(yè)管理。 6.RFID港口物流船舶作業(yè)。 7.系統(tǒng)其他用途。 五.業(yè)務(wù)系統(tǒng)功能 1.集裝箱碼頭業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)。該

14、系統(tǒng)主要是優(yōu)化集裝箱碼頭業(yè)務(wù)操作流程，幫助港口企業(yè)提高碼頭的生產(chǎn)能力。 2.散貨碼頭業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要是通過綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的在線數(shù)據(jù)采集功能及相關(guān)業(yè)務(wù)信息 共享實(shí)現(xiàn)散貨的計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)決策。 3. 集裝箱場(chǎng)站業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要是采用可視化技術(shù)，通過合理劃分堆場(chǎng)，制定堆場(chǎng)的堆存原則，充分利用機(jī)械和人力資源，提高堆場(chǎng)的利用率，有效地對(duì)港口集裝箱堆場(chǎng)、內(nèi)陸集裝箱堆場(chǎng)進(jìn)行管理。 4.公路集裝箱運(yùn)輸管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要是通過集成GPS/GIS可視化追蹤系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的多點(diǎn)業(yè)務(wù)操作、車輛運(yùn)力的調(diào)度以及所涉及的信息化管理，提高運(yùn)輸生產(chǎn)的效率，同時(shí)滿足客戶隨時(shí)了解貨運(yùn)在途狀態(tài)的要求。 5.海運(yùn)

15、貨代業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要是提供包括業(yè)務(wù)操作管理、財(cái)務(wù)管理、客戶管理、資料管理、組織 管理等在內(nèi)的海運(yùn)貨代業(yè)務(wù)與電子商務(wù)實(shí)現(xiàn)方案和應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)。 6.輪駁作業(yè)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)應(yīng)以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的電子海圖顯示平臺(tái)為基礎(chǔ)，對(duì)港口船舶拖帶、過駁作業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)組織、調(diào)度、監(jiān)控，可以實(shí)現(xiàn)拖駁船舶狀態(tài)查詢。 7.計(jì)量信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要是通過計(jì)算機(jī)與電子秤儀表之間的數(shù)據(jù)自動(dòng)采集，保證所稱重量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、可靠，規(guī)范、健全了過秤業(yè)務(wù)記錄過程，保證了港口碼頭計(jì)量的有效管理，并與碼頭操作的其他業(yè)務(wù)與管理系統(tǒng)相集成，充分體現(xiàn)了碼頭管理的信息化，實(shí)現(xiàn)碼頭操作的最大生產(chǎn)能力和經(jīng)濟(jì)效益。 六.系統(tǒng)的功能要求 1.系統(tǒng)必須采用先

16、進(jìn)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和開發(fā)工具。 2.系統(tǒng)要有較高的自動(dòng)化程度，并采用各種先進(jìn)算法用于解決復(fù)雜問題。 3.系統(tǒng)要有強(qiáng)大的查詢功能，報(bào)表方式方便靈活。 4.系統(tǒng)管理應(yīng)靈活、可靠，安全性高。 5.系統(tǒng)應(yīng)具有強(qiáng)大的圖形功能和可視化功能。 6.系統(tǒng)應(yīng)具有良好的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性。 7.系統(tǒng)操作應(yīng)該簡(jiǎn)便，系統(tǒng)便于維護(hù)。 8.系統(tǒng)應(yīng)提供EDI功能接口。 8.2.2 陸路口岸電子閘口系統(tǒng)陸路口岸電子閘口系統(tǒng) 一一.系統(tǒng)功能 電子閘口系統(tǒng)由電子卡、無線射頻讀卡設(shè)備及后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)三部分組成。它利用無限射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)，通過安裝在出入境車輛上的電子卡與分布在口岸監(jiān)控區(qū)域的射頻讀卡設(shè)備的無線信息交互，實(shí)現(xiàn)對(duì)出入境

17、人員、車輛及貨物實(shí)施電子化管理，從而實(shí)現(xiàn)在有效監(jiān)管下出入境車輛及貨物的快進(jìn)快出、大進(jìn)大出。 二.電子閘口運(yùn)行的工作流程 出入境貨物在到達(dá)口岸前，申報(bào)人憑注冊(cè)號(hào)及密碼登陸申報(bào)平臺(tái)，按照貨物運(yùn)輸批次逐批申報(bào)貨物信息并獲得貨物申報(bào)號(hào)，系統(tǒng)將車牌號(hào)與申報(bào)號(hào)捆綁，建立車輛與貨物的對(duì)應(yīng)關(guān)系。當(dāng)車輛到達(dá)口岸時(shí)，電子卡迅速感應(yīng)檢驗(yàn)檢疫部門讀卡設(shè)備信號(hào)，并把電子卡的相關(guān)信 信息傳遞給讀卡設(shè)備，后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)即刻獲取車輛所屬運(yùn)輸公司、車牌號(hào)碼、司機(jī)姓名、健康證的有效期、扣費(fèi)情況及口岸管理部門業(yè)務(wù)辦理情況等信息，并傳輸給后臺(tái)處理系統(tǒng)。檢驗(yàn)檢疫部門根據(jù)這些信息進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析，通過電子卡指示車輛分類分道行駛或傳達(dá)查驗(yàn)指示，

18、對(duì)低風(fēng)險(xiǎn)貨物簡(jiǎn)化手續(xù)快速通關(guān)，對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)貨物現(xiàn)場(chǎng)查驗(yàn)后通關(guān)。 三.現(xiàn)實(shí)作用 1.對(duì)所有入境集裝箱貨物實(shí)施全面監(jiān)管。 2.有效杜絕集裝箱貨物逃漏檢行為。 3.加快集裝箱貨物通關(guān)效率。 4.按照傳統(tǒng)監(jiān)管模式，貨物到達(dá)口岸后需經(jīng)過報(bào)檢、錄入、打印報(bào)檢單、檢務(wù)部門審單、計(jì)收費(fèi)、施檢部門審單、查驗(yàn)、打印通關(guān)單等多個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)，創(chuàng)新模式后，大部分環(huán)節(jié)都可通過系統(tǒng)提前完成，有利于節(jié)約監(jiān)管資源及降低物流成本。 8.3 RFID在集裝箱物流中的應(yīng)用在集裝箱物流中的應(yīng)用8.3.1 電子標(biāo)簽在集裝箱應(yīng)用中的分析電子標(biāo)簽在集裝箱應(yīng)用中的分析 一. RFID集裝箱工作原理 RFID技術(shù)在集裝箱領(lǐng)域的應(yīng)用使準(zhǔn)確控制、追蹤集裝

19、箱的Who，Where，When信息成為了可能。集裝箱用電子標(biāo)簽多用超高頻(UHF)段。 RFID是一項(xiàng)利用射頻信號(hào)通過空間耦合(交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng))實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別目的的技術(shù)。它的核心部件是一個(gè)電子標(biāo)簽，通過相距幾厘米到幾米甚至十幾米的距離內(nèi)讀寫器發(fā)射的無線電波，讀取電子標(biāo)簽內(nèi)的儲(chǔ)存信息。 二. RFID應(yīng)用于集裝箱所出現(xiàn)的問題 1.工作環(huán)境比較惡劣。 2.標(biāo)簽動(dòng)態(tài)讀取。 三.電子標(biāo)簽受金屬面的影響分析 普通RFID標(biāo)簽直接貼附于金屬表面上，由于金屬表面對(duì)入射電磁波的反射作用，將會(huì)有較強(qiáng)的反方向電磁波也穿過電子標(biāo)簽。入射波與反射波相位疊加后將會(huì)抵消一部分，強(qiáng)度也會(huì)大

20、大削弱，嚴(yán)重影響讀寫器對(duì)RFID標(biāo)簽的讀取距離，甚至無法讀取RFID標(biāo)簽上的數(shù)據(jù)。 消除集裝箱金屬面影響的解決方法是提高天線和金提高天線和金屬面的相對(duì)高度屬面的相對(duì)高度。通常的做法是把隔離介質(zhì)與電子標(biāo)簽封裝成一體，從而形成防金屬電子標(biāo)簽。 四.金屬面影響情況下的標(biāo)簽天線設(shè)計(jì) 超高頻RFID標(biāo)簽的天線一般是長(zhǎng)條和標(biāo)簽狀，而天線有線性和圓極化兩種設(shè)計(jì)，滿足不同應(yīng)用的需求。 天線設(shè)計(jì)的目標(biāo)是傳輸最大的能量進(jìn)出電路，天線匹配程度越高，天線的輻射性能越好。在保持天線性能的同時(shí)使天線與芯片相匹配，兼顧集裝箱金屬面的影響，這是集裝箱用電子標(biāo)簽天線設(shè)計(jì)的一個(gè)主要難點(diǎn)。在以前的研究中，一般認(rèn)為可以通過使用寬頻帶

21、天線實(shí)現(xiàn)天線與芯片間的匹配。 8.3.2 集裝箱電子標(biāo)簽封裝集裝箱電子標(biāo)簽封裝 一.工藝介紹 1.因RFID標(biāo)簽芯片微小超薄，采用的方法是倒裝 芯片(Flip Chip)技術(shù)，自動(dòng)化的流水線均選用從卷到卷的生產(chǎn)方式，工藝過程包括基板進(jìn)料、上膠、芯片翻轉(zhuǎn)貼裝、熱壓固化、測(cè)試、基板收料等流程。它具有高性能、低成本、微型化、高可靠性的特點(diǎn)。 2.另一種封裝方式是先將芯片與天線基板的鍵合封裝分為兩個(gè)模塊完成。其中一種具體做法是，大尺寸的天線基板和連接芯片的小塊基板分別制造，在小塊基板上完成芯片貼裝和互連后，再與大尺寸天線基板通過大焊盤的粘連完成電路導(dǎo)通。 二.集裝箱電子標(biāo)簽封裝技術(shù)簡(jiǎn)介 集裝箱的箱體表

22、面積非常大，放寬了對(duì)標(biāo)簽表面積和體積的要求。這對(duì)標(biāo)簽天線的設(shè)計(jì)是非常有利的。 集裝箱用電子標(biāo)簽可做得大一些，最后封裝成盒狀，固定在集裝箱表面，無需制成柔性、紙制、可粘貼性的。 芯片與天線焊接之前先對(duì)芯片進(jìn)行TSSOP封裝，并引出所需引腳。以此為基礎(chǔ)，運(yùn)用中國(guó)專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)芯片和天線的互連，這個(gè)過程中芯片封裝和天線基板的鍵合封裝分為兩個(gè)模塊完成。再進(jìn)行介質(zhì)填充、外殼密封，最終做成集裝箱電子標(biāo)簽成品。 對(duì)芯片進(jìn)行TSSOP封裝后，將其引腳與天線鍵合，解決了封裝設(shè)備價(jià)格昂貴，依賴于國(guó)外技術(shù)的問題，并且與前面兩種封裝形式的標(biāo)簽相比，TSSOP封裝材料具有抗壓、抗高溫等特點(diǎn)，能滿足集裝箱工作環(huán)境的較高要求

23、，提高了標(biāo)簽的可靠性和穩(wěn)定性。 8.3.3 智能集裝箱管理系統(tǒng)智能集裝箱管理系統(tǒng) 一一.背景概述 自“9.11”后，美方對(duì)來自CSI(集裝箱安全協(xié)議)對(duì)應(yīng)港口的貨柜實(shí)行優(yōu)檢，強(qiáng)烈刺激了電子封條技術(shù)的迅猛發(fā)展。 傳統(tǒng)的集裝箱管理主要依賴人工管理，處于人工、半人工狀態(tài)，效率非常低。現(xiàn)代集裝箱管理迫切需要一種能夠?qū)崟r(shí)記錄箱、貨、流信息，記錄開關(guān)箱時(shí)間和地理信息的電子標(biāo)簽，從而提升集裝箱物流的整體水平。 RFID電子封條十分完美地解決了這一問題，并融進(jìn)GPRS技術(shù)的新一代能重復(fù)使用的電子標(biāo)簽。 二.系統(tǒng)性能 本方案的所有設(shè)備符合防塵、防震、高溫的工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。無源UHF電子標(biāo)簽，讀寫穩(wěn)定，讀取距離遠(yuǎn)，適

24、用于金屬物品的識(shí)別。標(biāo)簽帶有磁鐵，可直接吸附在集裝箱上，易于安裝和拆卸，此外，標(biāo)簽可回收重復(fù)利用，節(jié)約企業(yè)成本。 三.系統(tǒng)流程 針對(duì)跨境集裝箱運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)，從集裝箱裝箱點(diǎn)、進(jìn)場(chǎng)、裝船、卸船、出場(chǎng)到拆箱點(diǎn)，系統(tǒng)確定了應(yīng)用集裝箱電子標(biāo)簽的工藝流程。按照作業(yè)流程又可分“門到門”和“港到港”兩大流程，即“門到門”流程和“港到港”流程。 1. “門到門”流程方式。（1）裝箱點(diǎn)；（2）港區(qū) 進(jìn)/出場(chǎng)道口；（3）海關(guān)查驗(yàn)；（4） 裝/卸船；（5）開箱點(diǎn)。 2. “港到港”流程方式。 （1）出口流程。應(yīng)用手持式讀寫設(shè)備首先對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行初始化，將標(biāo)簽號(hào)、集裝箱號(hào)、貨物名稱等信息錄入到標(biāo)簽上，選擇GPS地理位置并將動(dòng)

25、態(tài)信息上報(bào)服務(wù)器。進(jìn)場(chǎng)、查驗(yàn)、裝船的操作工藝參照“門到門”流程。 （2）進(jìn)口流程。卸船的操作參照“門到門”流程；出場(chǎng)和摘標(biāo)簽的操作在出場(chǎng)道口完成；裝有電子標(biāo)簽的集裝箱卡車駛?cè)氤鰣?chǎng)道口通道時(shí)，安裝在道口的固定式讀寫器自動(dòng)讀取電子標(biāo)簽，并將集裝箱物流全程動(dòng)態(tài)信息上傳至服務(wù)器存檔備查，并摘下電子標(biāo)簽，物流信息 信息顯示在網(wǎng)頁上，集裝箱卡車駛出道口。 8.3.4 傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的集裝箱管理系統(tǒng)傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的集裝箱管理系統(tǒng) 一.集裝箱管理 集裝箱的管理主要可分為2個(gè)部分，一個(gè)是集裝箱的使用和調(diào)度管理；另一個(gè)是集裝箱狀態(tài)信息的管理。 二.系統(tǒng)分析及架構(gòu) 裝箱堆場(chǎng)中有多個(gè)矩形的集裝箱堆放區(qū)域，每個(gè)區(qū)域

26、可并列排放46個(gè)箱子，每一排可疊放46層，每個(gè)區(qū)域有1架集裝箱起重器來負(fù)責(zé)對(duì)區(qū)域內(nèi)的集裝箱進(jìn)行搬運(yùn)操作，整個(gè)堆場(chǎng)有2.4 GHz的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋。圖8.4說明了系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 圖圖8.4 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 傳感器節(jié)點(diǎn)根據(jù)堆場(chǎng)的具體情況設(shè)計(jì)成3類，第1類節(jié)點(diǎn)是放置在集裝箱體的節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)發(fā)送集裝箱信息；第2類節(jié)點(diǎn)是部署在起重機(jī)架上的節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)采集集裝箱信息并可感知第1類節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信號(hào)強(qiáng)度；第3類節(jié)點(diǎn)是安置在起重機(jī)控制室的節(jié)點(diǎn)，類節(jié)點(diǎn)是安置在起重機(jī)控制室的節(jié)點(diǎn)， 該節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)收集第2類節(jié)點(diǎn)的信息，并與無線網(wǎng)絡(luò)相連，將收集到的信息發(fā)送到總控制室。每個(gè)堆放區(qū)域由1個(gè)第3類節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)。圖8.5說明了系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)

27、部署方案。 圖圖8.5 系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)部署示意圖系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)部署示意圖 三.集裝箱定位 系統(tǒng)通過傳感器網(wǎng)絡(luò)來確定集裝箱的位置。為達(dá)到定位的目的，假定兩個(gè)事實(shí)作為前提。 1.堆場(chǎng)中集裝箱堆放區(qū)域位置信息已知。 2.所有堆放區(qū)域中所堆放的集裝箱都由且只由該堆放區(qū)域中的集裝箱起重機(jī)操作完成。 這樣首先可通過起重機(jī)上的GPS裝置來確定起重機(jī)的位置，然后可通過獲得起重機(jī)正在操作集裝箱的位置信息，由于堆放區(qū)域內(nèi)所有的集裝箱操作都是由起重機(jī)來完成的，因此一旦獲得起重機(jī)所操作的集裝箱的位置信息，便可獲得堆放區(qū)域中所有集裝箱位置的改變信息，從而確定每個(gè)集裝箱的位置。 三.集裝箱定位 系統(tǒng)通過傳感器網(wǎng)絡(luò)來確定集裝箱的位置。

28、為達(dá)到定位的目的，假定兩個(gè)事實(shí)作為前提。 1.堆場(chǎng)中集裝箱堆放區(qū)域位置信息已知。 2.所有堆放區(qū)域中所堆放的集裝箱都由且只由該堆放區(qū)域中的集裝箱起重機(jī)操作完成。 這樣首先可通過起重機(jī)上的GPS裝置來確定起重機(jī)的位置，然后可通過獲得起重機(jī)正在操作集裝箱的位置信息，由于堆放區(qū)域內(nèi)所有的集裝箱操作都是由起重機(jī)來完成的，因此一旦獲得起重機(jī)所操作的集裝箱的位置信息，便可獲得堆放區(qū)域中所有集裝箱位置的改變信息，從而確定每個(gè)集裝箱的位置。 8.4 集裝箱監(jiān)控與自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)集裝箱監(jiān)控與自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)8.4.1 集裝箱作業(yè)過程無線監(jiān)控系統(tǒng)集裝箱作業(yè)過程無線監(jiān)控系統(tǒng) 一.系統(tǒng)概述 集裝箱作業(yè)監(jiān)控管理系統(tǒng)是在目前港口

29、集裝箱碼頭生產(chǎn)體系的基礎(chǔ)上，通過引入先進(jìn)的無線技術(shù)，對(duì)現(xiàn)有的集裝箱碼頭作業(yè)工藝和生產(chǎn)信息流進(jìn)行整合，加強(qiáng)了作業(yè)系統(tǒng)生產(chǎn)過程的可控性和可視性，滿足操作層、調(diào)度層、管理層和決策層對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)需求。 二.無線技術(shù)在港口安全監(jiān)控中的主要應(yīng)用 無線寬帶接入在港口主要有以下幾種應(yīng)用。 （1）港機(jī)CMS數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用(起重機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng))；（2）港機(jī)GPS糾偏數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用；（3）港機(jī)視頻監(jiān)控傳輸應(yīng)用；（4）碼頭視頻監(jiān)控接入應(yīng)用；（5）集 裝箱堆場(chǎng)無線應(yīng)用(手持終端、車載終端接入)；（6）磅房車輛監(jiān)控與數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用；（7）為碼頭停靠船舶提供Internet接入服務(wù)。 三.無線技術(shù)在港口安全監(jiān)控中的主要作用

30、1.視頻監(jiān)控。 2.無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。 四.構(gòu)建車載無線局域網(wǎng) 無線車載終端在港口碼頭管理中應(yīng)用，解決的主要問題是碼頭復(fù)雜的地理位置和特殊功能造成的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)利用不便的問題。利用車載無線局域網(wǎng)具有高移動(dòng)性、強(qiáng)保密性、抗干擾性和架設(shè)與維護(hù)便捷等特點(diǎn)，在位置變動(dòng)頻繁、成長(zhǎng)快速、各類突發(fā)性事件，以及不方便鋪設(shè)有線網(wǎng)絡(luò)的地方是最明智的解決方案。 8.4.2 無線監(jiān)控系統(tǒng)主要功能無線監(jiān)控系統(tǒng)主要功能 1.過程控制功能。 2.可視化管理功能。 3.作業(yè)信息管理功能。 4.集裝箱作業(yè)過程監(jiān)控功能。 5.堆場(chǎng)集裝箱管理功能。 6.集裝箱作業(yè)安全管理功能。 7.作業(yè)機(jī)械位置導(dǎo)航和作業(yè)過程可視化功能。 8.作業(yè)計(jì)劃

31、管理功能。 8.4.3 集裝箱堆場(chǎng)進(jìn)出口自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)集裝箱堆場(chǎng)進(jìn)出口自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng) 一.系統(tǒng)概述 RFID作為自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，以其識(shí)別速度快，可在惡劣條件下工作等優(yōu)點(diǎn)，在商業(yè)自動(dòng)化、動(dòng)態(tài)跟蹤系統(tǒng)、自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)等方面都有了一定的應(yīng)用，并取得了很好的效果，因而也成為解決集裝箱追蹤和管理問題的有效手段。RFID在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)處對(duì)集裝箱箱號(hào)的自動(dòng)識(shí)別，可取代人工抄取箱號(hào)的方式，改變集裝箱運(yùn)輸中現(xiàn)場(chǎng)操作落后的局面。減少重復(fù)性的人工操作，精練工作流程。 二.應(yīng)用方案描述 1.系統(tǒng)的目標(biāo)。鐵路集裝箱堆場(chǎng)自動(dòng)出入管理系統(tǒng) 主要實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)。 1）通過對(duì)集卡裝載集裝箱出入站場(chǎng)的時(shí)間、車號(hào)、箱號(hào)等相關(guān)數(shù)據(jù)信息的自動(dòng)記錄，

32、實(shí)現(xiàn)集裝箱堆場(chǎng)的自動(dòng)出入門管理。 2）通過對(duì)出入站場(chǎng)鐵路車輛車號(hào)及其裝載集裝箱號(hào)的自動(dòng)識(shí)別，實(shí)現(xiàn)離開堆場(chǎng)集裝箱裝運(yùn)車號(hào)與箱號(hào)的自動(dòng)綁定。 3）隨時(shí)查詢出任意集裝箱的堆場(chǎng)出入記錄，某段時(shí)間堆場(chǎng)所有集裝箱的出入記錄等信息。 4）對(duì)超過規(guī)定期限的集裝箱進(jìn)行追蹤，確定該集裝箱超期產(chǎn)生的費(fèi)用結(jié)算等。 2.系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。集裝箱堆場(chǎng)自動(dòng)出入管理系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。集裝箱堆場(chǎng)自動(dòng)出入管理系統(tǒng)分為標(biāo)簽管理子系統(tǒng)、集卡出入口子系統(tǒng)、鐵路出系統(tǒng)分為標(biāo)簽管理子系統(tǒng)、集卡出入口子系統(tǒng)、鐵路出入口子系統(tǒng)及堆場(chǎng)管理子系統(tǒng)。入口子系統(tǒng)及堆場(chǎng)管理子系統(tǒng)。 圖圖8.6 系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)部署示意圖系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)部署示意圖三.方案的實(shí)施1.設(shè)備安裝方案。（1）標(biāo)簽安裝；（2）閱讀器安裝；（3）天線安裝。2.集卡出入方案。（1）出入處埋設(shè)地感線圈，并與車輛檢測(cè)器連接，用來檢測(cè)是否有車輛通過，車輛檢測(cè)器判別有車后，發(fā)送信息給車道主機(jī)，車道主機(jī)啟動(dòng)接車程序；（2）車道設(shè)備包括天線、讀寫器、RFID標(biāo)簽進(jìn)行讀寫；（3）出入處設(shè)置信號(hào)燈、報(bào)警器、控制器對(duì)通過車輛給出通過或扣留信息；（4）管理終端由前端工控機(jī)、無線網(wǎng)卡構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)對(duì)所有車道設(shè)備控制和對(duì)集卡、集裝箱數(shù)據(jù)的處理、分析并通過無線局域網(wǎng)與站信息中心的數(shù)據(jù)通信。 3.鐵路出入方案。鐵路出入口管理系統(tǒng)主要由管理終端、鐵路車號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)