RFID在集装箱运输中的应用

RFID简介及其应用情况  

RFID即无线射频识别技术，俗称电子标签。它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，无须人工干预，可在各种恶劣环境中工作。该技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。其基本原理是利用射频信号及其空间耦合、传输特性，实现对物品的自动识别，已成为全球识别技术发展主要方向。  

目前，低频RFID系统主要应用在门禁管理、动物跟踪、生产线自动化及过程控制等领域，高频RFID系统主要应用在车辆识别、高速公路收费、大宗货物跟踪和监控等领域。下一阶段，RFID技术将进入物流领域，逐步替代商品条形码，并与因特网结合形成物流网。  

目前集装箱运输中存在的问题  

1.货物盗窃严重  

随着集装箱运输快速发展，集装箱货物被盗问题越来越严重。据统计，全球因集装箱失窃造成的损失达300～500亿美元，包括间接损失在内，全球每年损失2000亿美元。  

2.集装箱识别精度低  

在运输过程中，集装箱是通过它的唯一标识——箱号来识别的；集装箱交接同样也是以箱号为准。但人工采集数据有35%是不准确或不实时的，而采用图像识别方式进行监管，则需要用4至5台摄像头同时拍摄，成本较高，识别率仅达80%～90%，雨雾中识别率还要低，影响到整个供应链的效率。 字串8  

3.安全和效率之间的冲突  

港口运输模拟实验表明，当对集装箱的随机抽检率达到5%时，港口就会陷入瘫痪；如果降低抽查率，又无法有效防止犯罪分子用集装箱走私或者运输违禁物品。大型的集装箱X光机虽能透视箱内货物，但透检一只集装箱就需要5分钟，每天满负荷也只能透检240只，而且X光机辨别违禁品仍要靠人的肉眼，这又降低了可靠性。  

RFID技术能解决这些难题  

显然，RFID技术和现代信息技术的结合将是集装箱运输行业的一个发展契机。基于RFID的集装箱管理系统能够对集装箱运输的物流和信息流进行实时跟踪，从而消除集装箱在运输过程中可能产生的错箱、漏箱事故，加快通关速度，提高运输安全性和可靠性，从而全面提升集装箱运输的服务水平。  

典型的基于RFID的应用方案应该包括硬件系统和软件系统两个方面，硬件系统由RFID自动识别系统和通信系统组成，软件系统包括RFID信息管理系统和与之整合的港口集装箱管理系统。集装箱上的电子标签可以记录固定信息，包括序列号、箱号、持箱人、箱型、尺寸等；还可以记录可改写信息，如货品信息、运单号、起运港、目的港、船名航次等。  

集装箱RFID自动识别系统完成装箱点数据输入、集装箱信息实时采集和自动识别；通信系统完成数据无线传输；集装箱信息管理系统完成对集装箱信息的实时处理和管理，能完成数据统计与分析，向客户提供集装箱信息查询服务。而港口集装箱管理系统可以监测、记录经过道口的集装箱、拖运车辆、事件发生时间、操作人员、集装箱堆放位置等信息；具有形象的2D集装箱堆场地图和放箱、找箱功能。  

目前，RFID在集装箱上的应用实例主要有以下几个。  

1.美国倡导的集装箱安全协议（CSI）  

CSI是美国为确保进港集装箱安全而采取的新举措，是为了减少美国遭受恐怖袭击的风险。所有输美集装箱将安装电子封条，通过数据读取仪从电子封条上获取数据，然后实时传送到特设的信息平台。当集装箱受到损坏、运输线路变更或延迟等意外情况发生时，管理者可通过电脑、手机或PDA迅速接收系统的自动报警。  

2.上海港集装箱电子标签两港一航示范  

在上海至烟台的两港一航工业性示范中，结合内贸集装箱运输特点，FRID系统采用了双频电子标签系统集成技术，标签内存储了集装箱和所装货物的信息，还可以自动记录箱门开关等相关信息。  

3.香港和深圳港口RFID投入商业运行  

中国香港和深圳的港口已经配置了无线射频识别追踪设备并正式投入商业运行。该项目的技术提供商运营着一个全球信息网络，该网络运用有效的无线射频识别设备和软件为承运商提供有关其海上货运集装箱及物品的位置和状况方面的信息。  

4.韩国政府实施的智能箱计划  

这项被称为“RFID海运物流”的项目目标是通过RFID技术方案来加强韩国国际贸易的高效性和安全性。安装有智能标签和传感设备的智能集装箱，在运输安全系统（TSS）软件的监控下从釜山港运往美国西海岸和欧洲主要港口。这个项目将使用多个主动RFID产品，包括一个电子封条、一个支持RFID的传感器封条，可以贴在集装箱上，能够随时将集装箱的一些关键信息如位置、安全状况、温度和湿度的变化传送给读取器网络，人们就可以监控供应链中的集装箱。 字串3  

RFID应用在集装箱上的不足与展望  

可以看出，虽然RFID已经在集装箱运输上有了一些应用，但基本上是特定航线上应用，全球大部分港口都还没有应用，这在经济全球化的今天是远远不够的。之所以该技术推广比较慢有以下两方面原因：  

1.RFID系统标准问题  

读写器硬件方面，国际上存在几个标准：在频率方面，美国使用915MHz，欧盟要求868MHz，而日本标准为2.45GHz和13.56MHZ；标签包含内容方面，也还没有正式的行业标准。RFID在物流中应用存在两种编码体系：一种是由日本提出的UID编码体系，支持这一体系的有日本电子厂商、信息企业和印刷公司等；另一种是由美国的EPC（电子产品代码）环球协会提出的EPC电子产品编码标准，支持这一体系的有沃尔玛连锁集团、Tesco、IBM、微软等欧美公司。欧美的EPC标准信息位数为96位，而日本则为128位。可见，目前厂家推出的RFID产品互不兼容，不利于推广应用。集装箱运输中的RFID系统，不但涉及国内各港航企业，而且也涉及国外的港口、发货人或收货人等，因此应该是世界范围内统一的标准。只有这样，才能使贴有RFID标签的集装箱无论在国内外都能够读取和写入，都能进行有效跟踪。  

虽然人们已经认识到，全球统一标准是这种新技术能得以推广和运用的必然要求，但是标准之争实际上就是利益之争，各国主管机构未能协调好利益和主权，成了RFID应用的最大障碍。 字串5  

2.电子标签本身的安全问题  

首先是标签内容的安全问题，其次是标签的位置安全。集装箱的标签是多次重复使用的，在集装箱整个生命周期中不能失效。因此，用于集装箱运输系统中的RFID标签不能让非系统内读取器阅读，即标签要能够辨识阅读器，从而决定是否将标签内信息发送给该阅读器。或许，将来通过一种简单的电子设备，犯罪分子能够通过无线通讯方式获得电子标签隐含信息，然后利用这些信息获得或破坏电子标签密码。随着应用扩展，未来遍布全球各地的RFID系统安全可能会像现在的网络安全难题一样考验人们的智慧。  

另外，电子标签还面临着功能性和可靠性问题，集装箱上的RFID标签工作环境恶劣复杂，要求标签在可靠性上须达到很高水平。最后就是成本的问题，现在RFID系统需要较高投入，这主要是由于RFID在集装箱上应用没有规模化，如果得到全面推广的话，成本必将大幅度下降。  

相信在不久的将来，全球标准统一的廉价RFID系统将服务于世界各个港口，通过RFID系统与互联网络的紧密结合，贸易公司、海关、港口和第三方物流公司都将从中获益，整个物流供应链将更加安全高效。