現(xiàn)代集裝箱碼頭信息化水平的高低已經(jīng)成為制約集裝箱運輸?shù)年P(guān)鍵。隨著我國經(jīng)濟實力的不斷增強，融入經(jīng)濟全球化的步伐進一步加快，對外貿(mào)易快速發(fā)展，近十年來我國沿海港口集裝箱吞吐量一直保持高速增長。集裝箱運輸以其高效、便捷、安全的特點成為交通運輸現(xiàn)代化的重要形式，集裝箱運輸和集裝箱工業(yè)穩(wěn)步增長。但是，目前的集裝箱自身不載有信息，在集裝箱的運輸中信息傳遞還依賴于傳統(tǒng)的方式，對集裝箱的識別和監(jiān)控基本上還是處于人工、半人工狀態(tài)，不能滿足現(xiàn)代物流的需要。   

集裝箱識別的瓶頸   

近幾年來，人們對卡車采用了條形碼、圖像軟件識別和無源電子標(biāo)簽等技術(shù)，但是由于其識別距離近，可靠性差，而且只能識別卡車，無法識別集裝箱，更不能實時跟蹤記載集裝箱運輸過程中的物流信息，因此無法滿足需要。為了防恐的安全需要，美國和歐盟紛紛提出集裝箱運輸安全鎖的概念，先后提出了許多解決方案，但因技術(shù)和成本的原因，其發(fā)展多處于試驗階段。   

為適應(yīng)國際潮流的需要，我國集裝箱運輸業(yè)急需研發(fā)實用的電子安全鎖技術(shù)。我們開發(fā)和部署的具有國際先進水平的一體化的集裝箱自動識別技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)——集裝箱電子標(biāo)簽系統(tǒng)，使集裝箱作為信息流的載體，將信息流和物流融為一體，對集裝箱運輸?shù)奈锪骱托畔⒘鬟M行實時跟蹤，消除集裝箱在運輸過程中的錯箱、漏箱，提高通關(guān)速度，提高運輸?shù)陌踩?、可靠性，全面提升了集裝箱運輸?shù)姆?wù)水平。   

集裝箱在運輸過程中的信息識別與傳遞，關(guān)系著航運集裝箱一體化運輸?shù)陌踩?、效率和效益。因此，現(xiàn)代集裝箱物流迫切需要一種能夠?qū)崟r記錄箱、貨、流信息，記錄開關(guān)箱時間和地理位置信息的智能化電子標(biāo)簽，從而提升集裝箱物流的整體水平。   

集裝箱電子標(biāo)簽有著非常典型的行業(yè)特征。作業(yè)環(huán)境復(fù)雜、技術(shù)難度很大，提出的各項技術(shù)指標(biāo)、工藝性指標(biāo)、功能性需求都遠不同于電子標(biāo)簽在其它領(lǐng)域的應(yīng)用。集裝箱電子標(biāo)簽的應(yīng)用只能在一個巨大的、涉及范圍十分廣泛的物流信息網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下才能形成，并且涉及多個領(lǐng)域，對其整體協(xié)調(diào)和安全性、可靠性、經(jīng)濟性都提出很高的要求。   

集裝箱運輸具有很強的全球性特點，要適應(yīng)國際安全性的要求，集裝箱電子標(biāo)簽系統(tǒng)應(yīng)具備如下功能：1.集裝箱物流信息實時傳遞，包括：箱信息、貨物信息和運輸信息。2.集裝箱安全信息，包括：開關(guān)箱時間、開關(guān)箱時箱所處的位置（與GPS相連）、以及箱的溫度、濕度等物理信息。   

集裝箱電子標(biāo)簽系統(tǒng)的服務(wù)對象包括：物流公司、船公司、港口、用戶、貨代、船代、海關(guān)、邊檢、商檢等。   

兩港一航的示范系統(tǒng)   

2005年12月3日，我們開展了集裝箱點子標(biāo)簽系統(tǒng)“兩港一航”工業(yè)性試驗，中國第一條裝有電子標(biāo)簽的集裝箱航線“浙海325”輪從煙臺正式起航，在上海港至煙臺港這條航線上完全實現(xiàn)對集裝箱各個運輸環(huán)節(jié)（包括進口和出口、進場和出場、裝船和卸船、查詢）的自動識別和實時信息交換，截至2006年1月19日，“兩港一航”示范線箱量累計完成5294標(biāo)準(zhǔn)箱。   

集裝箱電子標(biāo)簽示范線主要是在兩個港口和一條航線上完成基于集裝箱電子標(biāo)簽實時信息交換功能的集裝箱電子標(biāo)簽全業(yè)務(wù)示范線工業(yè)性試驗，包括貨物信息的寫入，港區(qū)進出道口、進出堆場、清點、裝卸船、航運和集裝箱物流信息查詢等流程。主要完成集裝箱電子標(biāo)簽示范線所有相關(guān)系統(tǒng)和產(chǎn)品在“兩港一航”運輸線上真實環(huán)境下的工作狀況，取得第一手的現(xiàn)場工業(yè)性數(shù)據(jù)和現(xiàn)場錄像，首次獲得基于電子標(biāo)簽系統(tǒng)的港口集裝箱運輸線的系統(tǒng)運營經(jīng)驗，便于進一步的推廣應(yīng)用。   

通過“兩港一航”工業(yè)性試驗，建立基于電子標(biāo)簽的集裝箱港口間管理系統(tǒng)，建設(shè)全國港口間內(nèi)貿(mào)集裝箱網(wǎng)絡(luò)示范線，對港口集裝箱運輸全過程實行數(shù)字化管理，為客戶提供實時查詢和優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。   

其中一項主要關(guān)鍵技術(shù)為設(shè)計建設(shè)港口的示范系統(tǒng)，包含三部分：集裝箱電子標(biāo)簽自動識別系統(tǒng)、港區(qū)無線通信系統(tǒng)和集裝箱信息實時交換系統(tǒng)。   

每個港口電子標(biāo)簽自動識別系統(tǒng)的基本配置為：集裝箱電子標(biāo)簽、電子標(biāo)簽信息錄入設(shè)備、電子標(biāo)簽基站式讀寫器、電子標(biāo)簽無線式讀寫器、電子標(biāo)簽無線橋接、電子標(biāo)簽哨兵、集裝箱電子封條等。安裝電子標(biāo)簽讀寫器的設(shè)備為：橋吊、門機等設(shè)備和道口、堆場等場所。同時配備手持讀寫設(shè)備以及裝卸機械駕駛室中的顯示設(shè)備等。   

配備電子標(biāo)簽識別系統(tǒng)和無線傳輸通信系統(tǒng)，在“港口－航線－港口”實際應(yīng)用環(huán)境進行基于電子標(biāo)簽的集裝箱運輸和信息交換的工業(yè)性試驗。   

中間件降低開發(fā)時間   

中間件是一個軟件概念，它是一類介于應(yīng)用程序和具體軟硬件平臺之間的軟件，它實現(xiàn)了軟、硬件平臺和應(yīng)用系統(tǒng)之間可靠和高效的數(shù)據(jù)交互，保證了應(yīng)用系統(tǒng)的協(xié)同性。應(yīng)用程序提供數(shù)據(jù)邏輯一致性，完成和用戶的直接交互；閱讀器完成與電子標(biāo)簽的通信，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線物理交互；而中間件完成對于物理數(shù)據(jù)的收集、整理和分發(fā)等工作，實現(xiàn)物理數(shù)據(jù)到邏輯數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，為應(yīng)用軟件提供了透明操作，屏蔽了操作系統(tǒng)和硬件平臺的差異。雖然對于RFID系統(tǒng)本身而言，中間件并不是一個必須的部分，但引入中間件對于軟件開發(fā)和系統(tǒng)集成帶來極大的好處，如大大縮短了應(yīng)用軟件的開發(fā)時間和費用、降低了項目開發(fā)的風(fēng)險、增強了軟件的可集成度、簡化了技術(shù)更新環(huán)節(jié)的操作。  

在大量工業(yè)性實驗和數(shù)據(jù)整理的基礎(chǔ)上，我們已經(jīng)完成了三個與港口集裝箱電子標(biāo)簽相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)草案。包括：1.集裝箱電子標(biāo)簽技術(shù)規(guī)范（草案）；2.集裝箱電子標(biāo)簽存儲信息編碼規(guī)范（草案）；3.內(nèi)貿(mào)集裝箱運輸信息技術(shù)規(guī)范（草案）。2006年，我們獲得了中國國家標(biāo)委會的批準(zhǔn)，開展“內(nèi)貿(mào)集裝箱電子標(biāo)簽技術(shù)規(guī)范”的起草工作(20067084-T-469)。我們將把經(jīng)過實踐檢驗的技術(shù)制定成國家標(biāo)準(zhǔn)，同時爭取使中國在國際集裝箱運輸中擁有更多的自主知識產(chǎn)權(quán)和制定國際集裝箱標(biāo)準(zhǔn)的話語權(quán)。  

新一代智能電子標(biāo)簽  

在上海至煙臺“兩港一航”集裝箱電子標(biāo)簽系統(tǒng)工業(yè)性試驗成功后，我們開展了進一步的研究，并聯(lián)合美國Savannah港和國際、國內(nèi)著名公司就不同頻段(868MHz和2.4GHz)電子標(biāo)簽開展合作，共同推動新一代智能集裝箱電子標(biāo)簽系統(tǒng)在集裝箱運輸中的應(yīng)用，提升集裝箱物流整體水平。  

新一代智能集裝箱電子標(biāo)簽的功能和特征如下：能夠記錄集裝箱物流相關(guān)的所有信息，包括：船、箱、貨主、港口、海關(guān)、商檢等；能自動記錄開箱、關(guān)箱的時間；能自動記錄開箱、關(guān)箱的地理信息；多頻段。  

新一代智能集裝箱電子標(biāo)簽，包括電子鎖、電子標(biāo)簽。電子鎖由電子標(biāo)簽上鎖帽和鎖銷組成，鎖銷與電子標(biāo)簽為一體；能自動記錄開關(guān)電子鎖的時間。電子標(biāo)簽由信號接發(fā)器、微處理器和限位開關(guān)或無觸點接近開關(guān)組成。其可與原有的機械封條同時安裝使用，不影響原有門封。  

新一代智能電子標(biāo)簽的軟件系統(tǒng)與碼頭生產(chǎn)管理系統(tǒng)連接，同時整合了港口信息，為集裝箱物流各環(huán)節(jié)的服務(wù)對象提供實時信息查詢服務(wù)。  

我們計劃于2007年10～12月，在“中國上海－美國Savannah” 中美集裝箱航線上開展智能電子標(biāo)簽系統(tǒng)的應(yīng)用。示范線有兩種形式：一種是港到港；另一種是門到門。  

中國在世界集裝箱運輸中的地位日益顯現(xiàn)，中國在港口集裝箱吞吐量、集裝箱產(chǎn)量、集裝箱港機設(shè)備制造等領(lǐng)域都已經(jīng)名列世界第一，這些為中國集裝箱信息化技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。本文介紹的集裝箱智能電子標(biāo)簽系統(tǒng)的研究將全面提升我國集裝箱運輸?shù)男畔⒒?，并完全有可能使我國集裝箱電子標(biāo)簽應(yīng)用技術(shù)引領(lǐng)國際水平和國際標(biāo)準(zhǔn)。  

圖1 第一艘載著貼電子標(biāo)簽的集裝箱班輪“浙海325”輪 

圖2 新一代智能電子標(biāo)簽 

圖3 智能電子標(biāo)簽的軟件系統(tǒng)框圖