基于RFID电子标签与无线数据实时传输的集装箱堆场管理系统研究
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摘 要 传统的集装箱物流运输对于集装箱的流向、识别以及监控处于人工或半人工状态，物流过程的缺陷制约着自身的发展。现代集装箱物流需要智能电子标签系统，用来提高集装箱物流过程的安全性和透明度，本文主要介绍RFID电子标签与无线数据实时传输系统在集装箱堆场管理系统中的应用，该系统能够降低操作出错率，提高数据传递速度和效率。
关键词 无线数据 实时传输 RFID 集装箱堆场管理
中图分类号：U691 文献标识码：A
1系统开发背景
国际物流的主要运输设备就是集装箱，90%的国际货运都是用集装箱运输的。我国的集装箱吞吐量十分庞大，年运输量超过8000万TEU。目前我国除了港口、码头外，还存在大量的新箱、旧箱等一系列堆场，在集装箱的堆场管理存在许多问题。
首先，堆场管理中的问题是箱号识别问题。目前大部分集装箱进出堆场都是靠肉眼进行识别箱号，基本都是人工抄录集装箱箱号，这种方式不仅识别错误率高，而且存在识别效率低、成本高的问题。
另外，在堆场内，抄录集装箱箱号流程存在问题。一般流程是操作工人将集装箱放置好后，用肉眼识别该集装箱箱號，然后将具体位置记录在单据上，交接班时把单据转交给录入员，最后由录入员将集装箱位置信息录入堆场集装箱管理系统。这种人工记录方式很容易产生操作工人抄错箱号问题，录入员在数据录入时也容易产生延误和不及时的问题，导致录入错误。无线数据实时传输的集装箱堆场管理系统能够有效改善这些问题。
（1）在集装箱上安装电子标签，在各个闸口安装RFID电子标签阅读器，在堆高车、桥吊等堆高设备上安装电子标签阅读器，实现集装箱箱号识别自动化。
（2）在堆场的集装箱堆高设备上安装车载电脑，在电脑中国安装集装箱堆放管理系统，系统中有堆场视图，操作工人可以轻松挑拣或者堆放集装箱。系统还可以对箱号和对方位置进行智能辨别是否正确，提高了操作正确率。
（3）在闸口、堆高设备、控制室等节点使用无线数据传输系统，集装箱完成堆放后，无线数据传输终端可以完成实时远程数据传输，避免了人工抄写和录入，同时避免了数据录入的错误。
2 RFID技术及其应用
RFID是一种自动识别技术，它的工作原理是利用射频信号和它的空间耦合、传输特性，对静止的或者移动的物品进行自动识别。RFID不仅可以对移动的物品识别，还可以进行多目标识别、非接触识别。RFID应用于集装箱是行业的需求，也是集装箱物流发展的方向。如何将RFID电子标签应用到集装箱行业实现箱号自动识别，应用标准如何规范，数据格式的定义等问题，是我们需要探讨研究的问题。信息化集装箱的应用将提高集装箱堆场的管理水平，是集装箱行业的改革性事件。
3系统的结构与功能
集装箱RFID应用系统包括自动识别系统、车载识别和操作终端系统、无线数据传输终端、后台数据管理系统等，能够实现实时的集装箱历史和当前状态、运输车辆历史记录、堆场集装箱存放位置、堆场集装箱存放状态记录和查询历史等，能够对集装箱的生产和堆场进行数据管理、运输管理、堆场自动化、无纸化和信息透明化。
RFID是该套系统中集装箱号自动采集的重要手段，用无线数据传输系统实现数据的同步，再结合自主研发的后台管理系统，形成了完整的集装箱RFID应用系统实现集装箱的自动识别和可视化管理，该系统简便、灵活、成本低。
4系统的操作流程
4.1电子标签对存储信息进行编码
首先，在电子标签中写入各类信息，包括箱号、箱种、箱型、制造企业名称、生产线代码、毛重、净重、生产时间等详细信息。在使用的集装箱用电子标签外刻有唯一的64位ID号码，并有相应的条码粘贴在电子标签表面。为了进一步加强对集装箱运输车辆的管理，在车辆上也安装了电子标签，该电子标签上有车号、运输公司等信息。
4.2安装电子标签
规定箱用的电子标签安装在集装箱的通风口处，运输车的电子标签安装在驾驶室挡风玻璃内侧。集装箱从工厂、堆场、到码头、海关，RFID技术贯穿流程始终，实现高效快速通关。
4.3安装RFID读写器
集装箱流通过程中有很多监测点，包括工厂出闸口监测、堆场入闸口监测、堆场出闸口监测及堆高车监测。
在运输车承载集装箱经过工厂门口时，工厂闸口处的电子标签读卡系统就会监测到车用电子标签，然后检测到集装箱的电子标签，系统后台会自动匹配两者关系，并将相关数据储存到数据库中。其他监测点的读卡系统与工厂出闸口的读卡系统大体相同。集装箱进入堆场的时候，堆场读卡系统会把相关信息保存并上传到数据库。
4.4堆高车车载电脑终端图形可视化，集装箱堆场位置管理软件操作
为了简化集装箱堆高设备司机的操作，移动定位的客户端使用触摸屏，堆高设备司机可以直接用手指完成操作。操作界面下方有信息栏，可以直观显示成功或异常的信息。在操作界面不仅可以查看整个堆场的分布情况，而且可以点击查看分区视图，还可以完成扫描电子标签、输入集装箱ID的指令。堆高设备司机还可以在该系统中完成进箱、出箱、倒箱等操作。
5结束语
在互联网技术高速发展的今天，通过RFID技术将集装箱物流行业实现信息透明化、实时化，提高整个行业的管理水平，是集装箱行业的历史性改革。基于RFID 和无线数据实时传输的集装箱堆场管理系统，RFID电子标签的自动识别有效避免了人工抄写箱号和肉眼识别箱号问题，三维空间定位技术和无线数据实时传输系统，避免了位置信息和箱号重复抄写、人工录入。整体上降低了操作出错率，大大提高了数据传输的速度和效率，提升集装箱堆场作业的效率和管理水平。
基金项目：2017年福建省教育厅中青年教师教育科研项目“港外集装箱堆场RFID技术应用研究”（编号：JAT170947）。
作者简介：俞丹俊（1984.1-）男，汉族，江苏丹阳人，硕士，福建船政交通职业学院讲师，研究方向：集装箱运输。
参考文献
[1] 和海宁，张航，张华等.基于无线实时传输的港口铁路线路动静态远程检控系统[J].港口科技，2017（09）：26-30.
[2] 张洁.紧急网络数据实时传输的信道优化分配算法[J].计算机仿真，2017，34（01）：284-287.
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