RFID在港口載貨汽車智能調(diào)度與管理中的應(yīng)用
射頻識別技術(shù)(RFID)是從2O世紀(jì)8O年代 走向成熟的一項(xiàng)自動識別技術(shù)。它利用射頻方式 進(jìn)行非接觸式雙向通信交換數(shù)據(jù),以達(dá)到識別目 的。與傳統(tǒng)的磁卡、Ic卡相比,該技術(shù)的最大優(yōu) 點(diǎn)在于遠(yuǎn)距離和非接觸識別,因此完成識別工作 時無須人工干預(yù),適合于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動化且不 易損壞,可識別高速運(yùn)動物體并可同時識別多個 視頻卡,操作快捷方便。射頻卡不怕油漬、灰塵污 染等惡劣環(huán)境。目前,RFID已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車 生產(chǎn),交通運(yùn)輸控制管理,汽車、火車等交通監(jiān)控, 高速公路自動收費(fèi)系統(tǒng),停車場管理系統(tǒng),物品管 理,車輛防盜等諸多領(lǐng)域。
1 RFID在港口中的應(yīng)用現(xiàn)狀
在港口生產(chǎn)管理中,RFID主要應(yīng)用在集裝箱 的自動識別和貨物追蹤管理上。通常是將記錄有 集裝箱號、箱型、裝載的貨物種類、數(shù)量等數(shù)據(jù)的 標(biāo)簽安裝在集裝箱上。在經(jīng)過安裝有識別設(shè)備的 公路、鐵路的出人口、碼頭的檢查門時,閱讀器發(fā) 出無線電波,RFID標(biāo)簽自動感應(yīng)后將相應(yīng)的數(shù)據(jù) 返回到閱讀器,從而將RFID標(biāo)簽上保存的信息 傳輸?shù)紼DI系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)集裝箱的動態(tài)跟蹤與管 理。目前國內(nèi)深圳鹽田港、上海港都有成功應(yīng)用 的先例。 此外,為了確保海運(yùn)安全、暢通,美國政府提 出了“集裝箱安全協(xié)議”(CSI)。目前,以有包括 我國深圳鹽田港在內(nèi)的全世界38個主要港口被 納人到CSI中。上述各個港口出口的所有輸美集 裝箱,將安裝電子封條,通過數(shù)據(jù)讀取儀從電子封 條上獲取數(shù)據(jù),然后將集裝箱信息實(shí)時傳送到特設(shè)的信息平臺。當(dāng)貨柜受到損壞、運(yùn)輸線路變更 或延遲等意外情況發(fā)生時,集裝箱管理者可通過 電腦、手機(jī)或PDA迅速接收系統(tǒng)的自動報(bào)警,第 一時間了解相關(guān)情況。
2 RFID在港口載貨汽車
智能調(diào)度與管理中的應(yīng)用 作為現(xiàn)代物流系統(tǒng)中重要的中轉(zhuǎn)站,港口除 了進(jìn)行以集裝箱為載體的貨物流轉(zhuǎn)以外,其他如 煤炭、礦石、焦炭、水泥等大宗散貨,仍需要大批量 的汽運(yùn)疏港。以日照港股份二公司為例,隨著礦 石、水泥等吞吐量的急劇增加,目前日汽運(yùn)發(fā)貨量 超過5萬噸,晝夜出人港車輛高峰超過1000輛 (次)。在新的生產(chǎn)形勢下,先前載貨汽車的調(diào)度 管理手段呈現(xiàn)諸多弊端:其一,貨車司機(jī)常需多次 往返前方堆場和磅房,貨主、司機(jī)、理貨員以及磅 房檢斤員工作強(qiáng)度高,但作業(yè)效率低下;其二,各 個貨種的計(jì)劃發(fā)運(yùn)量都是經(jīng)人工逐一通知到各個 檢斤磅房,容易因計(jì)劃延遲以及各個磅房間溝通 不暢而導(dǎo)致發(fā)貨量出現(xiàn)差錯;其三,由于難以及時 了解港內(nèi)貨車的作業(yè)動態(tài),貨車人港大門處容易 積壓。因此,采取新的技術(shù)手段和管理方法,改革 現(xiàn)有載貨汽車的管理方式勢在必行。利用RFID 技術(shù),實(shí)現(xiàn)港口載貨汽車的智能調(diào)度與管理,是 RFID的一個全新的應(yīng)用領(lǐng)域,對改善和提高港口 的車輛自動化管理水平,普及和推廣RFID都將 大有裨益。
2.1系統(tǒng)功能介紹
日照港(集團(tuán))有限公司提出利用RFID射頻 識別技術(shù)來實(shí)現(xiàn)港區(qū)載貨汽車的智能調(diào)度與管 理,將RFID系統(tǒng)、電子汽車衡、控制信號裝置等組成車輛身份自動識別和稱重控制系統(tǒng),結(jié)合計(jì) 算機(jī)生產(chǎn)管理系統(tǒng)以及信息數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),通 過信息化和網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)有效提高計(jì)劃控制和調(diào)度 管理的實(shí)時性和準(zhǔn)確性,簡化磅房工作人員的操 作,降低勞動強(qiáng)度,縮短車輛過磅的檢斤時間,從 而提高港El的生產(chǎn)作業(yè)效率和管理水平。
2.2功能模塊劃分
按照系統(tǒng)功能模塊劃分,系統(tǒng)可分為車輛登 記與發(fā)卡管理子系統(tǒng)、車輛稱重控制與管理子系 統(tǒng)、計(jì)劃控制與管理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)信息統(tǒng)計(jì)分析管 理子系統(tǒng)、系統(tǒng)維護(hù)管理子系統(tǒng)。各子系統(tǒng)功能 描述如下:
2.2.1車輛登記及發(fā)卡管理子系統(tǒng) 該子系統(tǒng)完成對車輛信息的采集登記以及車 輛射頻卡的發(fā)放記錄。車輛基本信息,如號牌、車 架號、發(fā)動機(jī)號、車主、核準(zhǔn)載重等信息通過人工 輸人獲取??蛰d貨運(yùn)車輛在人港泊車區(qū)通過檢查 后駛?cè)说匕醴Q重,稱重值作為核準(zhǔn)皮重信息,通過 RFID讀寫器寫人車載射頻卡中,以便以后除皮或 再次人港檢查核準(zhǔn)用。車載射頻標(biāo)簽的ID號與 車輛的牌照號碼、車架號碼是一對一的關(guān)系。在 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)正常情況下,只需讀取車載射頻標(biāo)簽的 ID號就可通過已建立的車輛信息數(shù)據(jù)庫進(jìn)行車 輛信息的查詢調(diào)用。
2.2.2車輛稱重控制及管理子系統(tǒng) 空車、重車信息的采集過程是通過不同地點(diǎn) 的磅房設(shè)備自動完成。該子系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)與外 設(shè)的通信接口和I/0控制接口,實(shí)現(xiàn)對信號燈、報(bào) 警器、欄桿機(jī)的自動控制,還可通過RFID讀寫器 對射頻卡進(jìn)行讀寫操作,并自動采集汽車衡控制 儀表的稱重?cái)?shù)據(jù)。系統(tǒng)對采集的信息(如車輛類 別、重量信息、車輛狀態(tài))進(jìn)行處理判斷,根據(jù)不 同的判斷結(jié)果引導(dǎo)車輛轉(zhuǎn)人不同的流程。該子系 統(tǒng)通過磅房計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)接1:3將采集到的信息上 傳至數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行存儲記錄。
2.2.3計(jì)劃下達(dá)與管理控制子系統(tǒng) 計(jì)劃下達(dá)與管理控制子系統(tǒng)是系統(tǒng)中對港口 貨物從數(shù)量上集中控制管理的模塊,實(shí)現(xiàn)對來港 車輛作業(yè)數(shù)量的有效控制與管理。該子系統(tǒng)也是 系統(tǒng)物流信息的源頭,能完成計(jì)劃制定、計(jì)劃修 改、計(jì)劃跟蹤執(zhí)行、計(jì)劃管理控制功能。 因?yàn)橛?jì)劃管理部門、調(diào)度控制部門、現(xiàn)場檢斤 磅房全部連成網(wǎng)絡(luò),各個磅房可實(shí)時獲取各貨物的計(jì)劃發(fā)運(yùn)量,并可自動累加,統(tǒng)計(jì)生成貨物的已 發(fā)貨量、剩余發(fā)貨量等信息,當(dāng)貨物的累計(jì)發(fā)貨量 接近計(jì)劃發(fā)貨量時(可設(shè)定相應(yīng)的數(shù)值),系統(tǒng)會 自動提示檢斤人員停止該貨物的檢斤操作,以確 保貨物發(fā)運(yùn)的有序進(jìn)行。同樣,貨運(yùn)計(jì)劃的下達(dá) 部門也可根據(jù)可能發(fā)生的情況,對貨運(yùn)計(jì)劃進(jìn)行 臨時調(diào)整,調(diào)整的計(jì)劃也將實(shí)時傳遞到各個磅房, 提示檢斤員進(jìn)行相關(guān)的操作。
2.2.4數(shù)據(jù)信息統(tǒng)計(jì)分析管理子系統(tǒng) 系統(tǒng)通過各個信息采集點(diǎn)(計(jì)劃下達(dá)、調(diào)度 管理、車輛登記、人港檢驗(yàn)、裝載檢斤、出港檢驗(yàn)) 采集了作業(yè)車輛的大量信息。數(shù)據(jù)信息管理子系 統(tǒng)對這些信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析處理,并按照既定格 式輸出統(tǒng)計(jì)報(bào)表。該子系統(tǒng)可以為貨主、生產(chǎn)管 理部門提供及時準(zhǔn)確的信息量,提高服務(wù)質(zhì)量、提 高生產(chǎn)效率、提高管理水平。
2.2.5系統(tǒng)維護(hù)管理子系統(tǒng) 系統(tǒng)維護(hù)管理子系統(tǒng)是為了使應(yīng)用軟件平臺 操作更具靈活性、維護(hù)更具方面性而設(shè)計(jì)的功能 模塊。其中包括:系統(tǒng)數(shù)據(jù)字典的設(shè)計(jì)、編輯.、查 詢功能;系統(tǒng)軟件的參數(shù)配置功能設(shè)置、修改編輯 功能;系統(tǒng)用戶的管理和權(quán)限的設(shè)置、編輯和修 改;系統(tǒng)日志的查詢、打印、清除功能。
3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與作業(yè)流程
3.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 以自動化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化為特征的港區(qū)車輛 自動化管理系統(tǒng)將面向港1:3的生產(chǎn)管理部門(商 務(wù)中心、調(diào)度計(jì)劃、檢斤計(jì)量、安全保衛(wèi))、貨主、 車主,以貨物和車輛為管理對象。各方組成情況 見圖1。
圖1 系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。各管理終端、貨主、調(diào)度部門、計(jì)劃管理部門、磅房統(tǒng)一連成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。依靠計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),調(diào)度、計(jì)劃等部門可 以直接將工作指令傳達(dá)到各個磅房,各管理終端 也可依靠不同的瀏覽權(quán)限,依靠各磅房反饋的信 息,實(shí)時了解港內(nèi)各個貨種發(fā)運(yùn)狀況。
圖2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖
3.2系統(tǒng)工作流程
貨物發(fā)貨流程可分為發(fā)運(yùn)計(jì)劃的制訂、分解、 派運(yùn)及裝載4個步驟(圖3)。針對某一特定貨 物,由專門機(jī)構(gòu)發(fā)布發(fā)運(yùn)計(jì)劃,形成計(jì)劃單,計(jì)劃 單中包含計(jì)劃號、船名、貨名、作業(yè)委托人等基本 信息。貨車司機(jī)憑提貨單人港作業(yè),每一個提貨 單號都同計(jì)劃單中的計(jì)劃號相對應(yīng)。貨車在人港 大門處可生成車輛登記單,內(nèi)容包含射頻卡的ID 號、車架號、車牌號、核準(zhǔn)皮重等信息,車輛登記單 同提貨單又形成二次捆綁對應(yīng)。貨車載貨稱重后 形成檢斤單,其中包含提貨單號,可實(shí)時反饋到計(jì) 劃發(fā)運(yùn)機(jī)構(gòu),動態(tài)了解貨物發(fā)運(yùn)狀況。 整個系統(tǒng)信息的傳遞依賴計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),而基 于RFID的車輛自動識別及稱重系統(tǒng)可以看作數(shù) 據(jù)采集的終端,信息可在各個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)共享,也可 供調(diào)度、計(jì)劃等管理部門統(tǒng)一掌控。
圖3 系統(tǒng)工作流程圖
4討論
日照港將RFID技術(shù)首次應(yīng)用到港口載貨汽 車的智能調(diào)度與管理上,不僅拓展了RFID技術(shù) 的應(yīng)用領(lǐng)域,還規(guī)范了載貨汽車在港內(nèi)的生產(chǎn)組 織流程,減少了現(xiàn)場操作人員的工作強(qiáng)度,提高了 工作效率,港口自動化及數(shù)字化程度也得到明顯 加快。此外,由于每部貨車射頻卡的ID號同車 重、車架號、車牌號等信息捆綁在一起,可從技術(shù) 上遏制少數(shù)不法人員,采取數(shù)車交換車牌、檢斤后 二次裝貨、夾帶貨物以及加大空車重等多種作弊 手段,盜竊港區(qū)內(nèi)的貨物現(xiàn)象(筆者將另撰文闡 述)。因此,RFID在港口企業(yè)車輛管理中具有十 分廣闊的應(yīng)用前景。 應(yīng)當(dāng)指出,基于Intemet的RFID在集裝箱運(yùn) 輸上已經(jīng)得到了初步的發(fā)展。由于整個集裝箱運(yùn) 輸物流鏈涉及到儲運(yùn)中心與貨主端、裝船港、卸船 港、收貨人端等環(huán)節(jié),首先需要解決的是數(shù)據(jù)同步 問題。此外,集裝箱運(yùn)輸系統(tǒng)中的RFID的使用 標(biāo)準(zhǔn)尚未在全球范圍內(nèi)取得統(tǒng)一。因此,RFID技 術(shù)在港口集裝箱運(yùn)輸中的應(yīng)用還需要不斷的發(fā) 展、成熟。與此相對應(yīng)的是,RFID技術(shù)在港口載 貨汽車的智能調(diào)度與管理中的實(shí)現(xiàn),首先依賴于 企業(yè)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)(Intranet),這里既有企業(yè)內(nèi)部規(guī) 范管理的要求,更有安全陛的考慮。其他如貨主、 收貨人等網(wǎng)絡(luò)終端,可利用VPN的方式,獲取相 關(guān)信息。隨著RFID技術(shù)的不斷發(fā)展,基于Internet 的RFID技術(shù)在港口貨運(yùn)管理系統(tǒng)應(yīng)用也將 成為現(xiàn)實(shí)。