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簽等技術，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，但因技術和成本的原因，其發(fā)展多處于試驗階段。   

為適應國際潮流的需要，我國集裝箱運輸業(yè)急需研發(fā)實用的電子安全鎖技術。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應用系統(tǒng)——集裝箱電子標簽系統(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，提高通關速度，提高運輸?shù)陌踩?、可靠性，全面提升了集裝箱運輸?shù)姆账健?nbsp;  

集裝箱在運輸過程中的信息識別與傳遞，關系著航運集裝箱一體化運輸?shù)陌踩⑿屎托б?。因此，現(xiàn)代集裝箱物流迫切需要一種能夠實時記錄箱、貨、流信息，記錄開關箱時間和地理位置信息的智能化電子標簽，從而提升集裝箱物流的整體水平。   

集裝箱電子標簽有著非常典型的行業(yè)特征。作業(yè)環(huán)境復雜、技術難度很大，提出的各項技術指標、工藝性指標、功能性需求都遠不同于電子標簽在其它領域的應用。集裝箱電子標簽的應用只能在一個巨大的、涉及范圍十分廣泛的物流信息網(wǎng)絡環(huán)境下才能形成，并且涉及多個領域，對其整體協(xié)調和安全性、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，要適應國際安全性的要求，集裝箱電子標簽系統(tǒng)應具備如下功能：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：開關箱時間、開關箱時箱所處的位置（與GPS相連）、以及箱的溫度、濕度等物理信息。   

集裝箱電子標簽系統(tǒng)的服務對象包括：物流公司、船公司、港口、用戶、貨代、船代、海關、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簽系統(tǒng)“兩港一航”工業(yè)性試驗，中國第一條裝有電子標簽的集裝箱航線“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標準箱。   

集裝箱電子標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簽實時信息交換功能的集裝箱電子標簽全業(yè)務示范線工業(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簽示范線所有相關系統(tǒng)和產品在“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用。   

通過“兩港一航”工業(yè)性試驗，建立基于電子標簽的集裝箱港口間管理系統(tǒng)，建設全國港口間內貿集裝箱網(wǎng)絡示范線，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)質的服務。   

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

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

配備電子標簽識別系統(tǒng)和無線傳輸通信系統(tǒng)，在“港口－航線－港口”實際應用環(huán)境進行基于電子標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、硬件平臺和應用系統(tǒng)之間可靠和高效的數(shù)據(jù)交互，保證了應用系統(tǒng)的協(xié)同性。應用程序提供數(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)的轉換，為應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，如大大縮短了應用軟件的開發(fā)時間和費用、降低了項目開發(fā)的風險、增強了軟件的可集成度、簡化了技術更新環(huán)節(jié)的操作。  

在大量工業(yè)性實驗和數(shù)據(jù)整理的基礎上，我們已經(jīng)完成了三個與港口集裝箱電子標簽相關的技術標準草案。包括：1.集裝箱電子標簽技術規(guī)范（草案）；2.集裝箱電子標簽存儲信息編碼規(guī)范（草案）；3.內貿集裝箱運輸信息技術規(guī)范（草案）。2006年，我們獲得了中國國家標委會的批準，開展“內貿集裝箱電子標簽技術規(guī)范”的起草工作(20067084-T-469)。我們將把經(jīng)過實踐檢驗的技術制定成國家標準，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權和制定國際集裝箱標準的話語權。  

新一代智能電子標簽  

在上海至煙臺“兩港一航”集裝箱電子標簽系統(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、國內著名公司就不同頻段(868MHz和2.4GHz)電子標簽開展合作，共同推動新一代智能集裝箱電子標簽系統(tǒng)在集裝箱運輸中的應用，提升集裝箱物流整體水平。  

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

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

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

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簽系統(tǒng)的應用。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、集裝箱產量、集裝箱港機設備制造等領域都已經(jīng)名列世界第一，這些為中國集裝箱信息化技術的發(fā)展奠定了基礎。本文介紹的集裝箱智能電子標簽系統(tǒng)的研究將全面提升我國集裝箱運輸?shù)男畔⒒剑⑼耆锌赡苁刮覈b箱電子標簽應用技術引領國際水平和國際標準。  

圖1 第一艘載著貼電子標簽的集裝箱班輪“浙海325”輪 

圖2 新一代智能電子標簽 

圖3 智能電子標簽的軟件系統(tǒng)框圖