集裝箱運(yùn)輸是貨運(yùn)方式的一大變革，是大宗貨物運(yùn)輸最理想的方式，也是目前標(biāo)準(zhǔn)化程度最高的一種運(yùn)輸方式。因其運(yùn)輸私密性好、包裝不破損、運(yùn)輸成本低、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、裝載密度高、碼垛規(guī)范等特點(diǎn)而備受客戶和商家青睞，已成為運(yùn)輸現(xiàn)代化的重要形式。近年來，全球運(yùn)輸“集裝箱化” 的比重不斷提高，尤其是在國際貿(mào)易中，集裝箱運(yùn)輸已經(jīng)成為一種主要的運(yùn)輸方式，發(fā)達(dá)國家的海上雜貨運(yùn)輸基本實(shí)現(xiàn)集裝箱化。集裝箱運(yùn)輸對促進(jìn)經(jīng)濟(jì)貿(mào)易發(fā)展、改善經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和運(yùn)輸結(jié)構(gòu)、擴(kuò)大對外開放產(chǎn)生了重大影響，但其存在的問題也不能不引起重視。 

    1 集裝箱運(yùn)輸遇到的問題 

    1．1 貨物失竊損失大 

    隨著集裝箱運(yùn)輸?shù)目焖侔l(fā)展和集裝箱運(yùn)量的不斷增加，世界上許多國家和地區(qū)集裝箱貨物被偷盜問題變得越來越嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球因集裝箱失竊事件造成的損失達(dá)300億-500億美元，包括間接損失在內(nèi)，全球每年損失2000億美元，其中美國就占100億美元。而像2004年美國達(dá)拉斯市所發(fā)生的一起價值500萬美元的集裝箱被盜事件，更使發(fā)貨公司損失慘重，其業(yè)務(wù)幾乎處于停頓狀態(tài)。集裝箱貨物失竊所帶來的損失由此可見一斑。 

    1．2 傳統(tǒng)識別精度低 

    在整個集裝箱運(yùn)輸?shù)倪^程中，集裝箱的識別就是通過它的唯一的標(biāo)識——箱號來鑒別的；集裝箱的交接也同樣是以箱號為準(zhǔn)。傳統(tǒng)集裝箱識別方式精度不高。比如：人工數(shù)據(jù)采集不僅易出差錯，而且花費(fèi)時間也相對較長。目前，傳統(tǒng)識別方式獲取的信息有35％是不準(zhǔn)確或不實(shí)時的，根本無法準(zhǔn)確及時追蹤到集裝箱的4W (whose、what、where、when)信息。而采用OCR方式進(jìn)行監(jiān)管，則需要用16臺攝像頭同時拍攝，成本非常高，但識別率僅達(dá)80％-90％，還要受天氣條件的影響，雨霧中的識別率還要低許多。集裝箱識別精度不高直接影響到整個供應(yīng)鏈的效率。 

    1-3 安全高效有沖突 

    據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界約有2 000萬只集裝箱，每年進(jìn)行約2億箱次的跨國運(yùn)輸。以國際第三大集裝箱航運(yùn)中心上海港為例，2005年集裝箱吞吐量達(dá)到1 800萬標(biāo)準(zhǔn)箱(TEU，Twent)r—f00t Equivalent Units)，也就是平均每天有近5萬TEU的貨物經(jīng)過上海港。港口運(yùn)輸模擬實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)對集裝箱的隨機(jī)抽檢率達(dá)到10％時，整個港口就會陷入癱瘓狀態(tài)。如果減除抽查的隨機(jī)性，又無法有效地防止犯罪分子用集裝箱走私或者運(yùn)輸毀滅性武器發(fā)動恐怖襲擊(根據(jù)美國聯(lián)邦調(diào)查局預(yù)計(jì)：在美國境內(nèi)運(yùn)輸?shù)拿?只集裝箱中，至少有1只被動過手腳，這是很危險的)。大型的集裝箱x光機(jī)，雖然能透視箱內(nèi)所裝的貨物，但透檢一只集裝箱就需要6分鐘，滿負(fù)荷工作每天充其量也只能透檢240只，而且x光機(jī)只負(fù)責(zé)“看”，辨別違禁品仍要靠人的肉眼，這又降低了可靠性。一臺X光機(jī)需要人民幣3 000萬元，昂貴的價格使港口與邊境關(guān)口不可能大量購置這類設(shè)備。集裝箱安全和運(yùn)輸高效率之間沖突嚴(yán)重。這些問題對集裝箱運(yùn)輸產(chǎn)生了不良影響，也使一些集裝箱運(yùn)輸?shù)闹饕P(guān)系方遭受了巨大損失，嚴(yán)重削弱了整個供應(yīng)鏈的效率。為了防止貨物失竊，避免恐怖分子利用集裝箱裝運(yùn)毀滅性武器進(jìn)行恐怖襲擊，進(jìn)而為了提高運(yùn)輸效率、安全性和服務(wù)質(zhì)量，以及整個供應(yīng)鏈的可視性與透明性，降低恐怖活動對全球物流供應(yīng)鏈的威脅，集裝箱運(yùn)輸迫切需要一種能夠?qū)崟r更新數(shù)據(jù)的技術(shù)來及時、精確地采集和處理信息，RFID技術(shù)無疑成為最佳選擇。 

    2 RFID在集裝箱運(yùn)輸中的應(yīng)用 

    2．1 集裝箱是供應(yīng)鏈實(shí)施RFID的第一階段 

    在供應(yīng)鏈的應(yīng)用上，廠商導(dǎo)入RFID技術(shù)時會分成如下4個階段來實(shí)施：集裝箱階段、貨盤階段、包裝容器階段、單個產(chǎn)品階段。集裝箱作為第一個實(shí)施階段，應(yīng)用RFID技術(shù)不僅有助于增加對貨物的掌控能力，減少集裝箱及其運(yùn)載貨物的丟失、被盜和損壞，而且通過電子標(biāo)簽可實(shí)現(xiàn)對集裝箱的實(shí)時追蹤。 

    2．2 RFID在集裝箱運(yùn)輸中的應(yīng)用具有特殊性 

    相對于工業(yè)自動化、交通運(yùn)輸控制管理等領(lǐng)域自動識別技術(shù)的應(yīng)用，RFID技術(shù)在集裝箱運(yùn)輸中的應(yīng)用具有很強(qiáng)的特殊性。① 工作環(huán)境惡劣。電子標(biāo)簽隨集裝箱在海上、碼頭、堆場等場所流動，工作環(huán)境比較惡劣：溫度高(>80℃)、溫差大、空氣濕度大、酸堿腐蝕嚴(yán)重、振動沖擊大。② 識別要求較高。由于集裝箱移動較快，對于電子標(biāo)簽識別參數(shù)提出了更高的要求：識別速度高(移動速度MOO km／h)、距離遠(yuǎn)(>6 m)、準(zhǔn)確率高(>99％)、數(shù)據(jù)容量大(>8Kbits)等?？紤]至Ⅱ集裝箱運(yùn)輸環(huán)境等特殊應(yīng)用要求，在集裝箱運(yùn)輸中宜選用高頻(如2．45GHz、5．8GHz)、有源電子標(biāo)簽。 

    2．3 RFID技術(shù)將給集裝箱運(yùn)輸帶來新亮點(diǎn) 

    隨著集裝箱運(yùn)輸?shù)目焖侔l(fā)展和“安全貿(mào)易計(jì)劃” (包括集裝箱安全計(jì)劃、海關(guān)貿(mào)易伙伴反恐方案、商業(yè)營運(yùn)安全計(jì)劃、貨物24 h提前申報(bào)、智能性安全貿(mào)易通道等)工程的逐步實(shí)施，RFID系統(tǒng)會在各個國家和地區(qū)的口岸、港口逐漸建立起來，RFID技術(shù)將給集裝箱運(yùn)輸帶來新的亮點(diǎn)。 

    2．3．1 集裝箱的自動識別。將記錄有集裝箱號、箱型、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、鐵路的出入口及碼頭的檢查門時，RFID標(biāo)簽自動感應(yīng)后將相應(yīng)的數(shù)據(jù)返回閱讀器，從而將標(biāo)簽上保存的信息傳輸?shù)紼DI系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了集裝箱的動態(tài)跟蹤與管理，提高了集裝箱運(yùn)輸?shù)男屎托畔⒌墓蚕?。這種系統(tǒng)一般使用被動式RFID技術(shù)，在集裝箱碼頭應(yīng)用較多。通過這種系統(tǒng)不僅加快了車輛進(jìn)港提箱的速度，而且對車輛提箱進(jìn)行了嚴(yán)密的管理，并減少了人為因素造成的差錯。 

    2．3．2 電子封條與貨物追蹤。一般電子封條采取的是物理封條與RFID組件的混合形式。大多數(shù)電子封條可用到被動式和主動式RFID技術(shù)。被動式電子封條的主要特點(diǎn)是：使用距離短、成本低、一次性。由于被動式封條不能提供持續(xù)的電力來檢測封條的狀態(tài)，所以它們也不能檢測和記錄損害行為發(fā)生的時間，而僅僅只能在通過裝有閱讀裝備的供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)時提供它們完整與否的信息。主動式電子封條更復(fù)雜一些，只有當(dāng)其價格明顯下降的時候才可能反復(fù)使用。主動式封條在結(jié)合GPS技術(shù)后，能在集裝箱狀態(tài)發(fā)生變化時實(shí)時將狀態(tài)變化發(fā)生的時間、地點(diǎn)以及周圍的環(huán)境信息傳輸?shù)截浿骰蚬芾砣藛T的機(jī)器上去。更有一些封條能夠在損害行為發(fā)生時提供即時求救信號。 

    3 集裝箱運(yùn)輸應(yīng)用RFID需解決的問題 

    3．1 節(jié)點(diǎn)選擇 

    集裝箱運(yùn)輸涉及到的相關(guān)企業(yè)眾多，如貨運(yùn)代理、拖車公司、支線船公司、船公司、港口、堆場(專門提供空箱存放場所的公司)等，空間范圍大，貨物流轉(zhuǎn)過程復(fù)雜。因此，集裝箱運(yùn)輸要建立RFID系統(tǒng)，首先面臨的就是系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)選擇問題。節(jié)點(diǎn)選擇確立以下原則：RFID系統(tǒng)具有較高的使用率，帶來較好的經(jīng)濟(jì)和社會效益；建設(shè)單位實(shí)力比較雄厚，信息系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)等配套設(shè)施齊全；RFID系統(tǒng)能夠給相關(guān)單位帶來更好的服務(wù)。 

    根據(jù)這一原則，將RFID節(jié)點(diǎn)選擇在空箱堆場和港口堆場非常合適。而對于發(fā)貨人或收貨人來說，因?yàn)檫@類企業(yè)數(shù)量眾多，規(guī)模差異較大，特別是對眾多的中小發(fā)貨人來說，RFID系統(tǒng)一般只有自己使用，其使用率必然很低，因此不將其作為RFID系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)。 

    3．2 標(biāo)準(zhǔn)問題 

    標(biāo)準(zhǔn)涉及的內(nèi)容很多，有空中接口協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)、編碼標(biāo)準(zhǔn)、測試標(biāo)簽和讀寫器通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，以及一系列應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)等。而存在共性的主要是空中接口協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，如18000—6B。 

    目前，RFID三大主流標(biāo)準(zhǔn)中還沒有一個標(biāo)準(zhǔn)是特別適合集裝箱應(yīng)用的。集裝箱行業(yè)有自己的RFID自動識別標(biāo)準(zhǔn)ISO 10374(1991，1995，2005)，該標(biāo)準(zhǔn)直接將集裝箱箱號和用戶信息寫入，識別的時候?qū)⑿畔⒅苯幼R別出來，避免了代碼解析的過程，更適合于目前的集裝箱自動識別應(yīng)用。當(dāng)然，由于該標(biāo)準(zhǔn)主要是集裝箱行業(yè)國際標(biāo)準(zhǔn)，并沒有引起國際大公司的跟進(jìn)，所以標(biāo)簽成本相對比較高。 

    3．3 成本問題 

    成本問題本身不是問題，關(guān)鍵是看投人產(chǎn)出比，而非單純的標(biāo)簽價格問題。讀取可靠、適合于集裝箱惡劣運(yùn)輸環(huán)境的、有穩(wěn)定讀寫性能的電子標(biāo)簽才是根本，合理的商務(wù)模式才是關(guān)鍵，而不是標(biāo)簽價格本身。比較集裝箱及其運(yùn)載貨物的價格，集裝箱運(yùn)輸應(yīng)用RFID電子標(biāo)簽的成本是完全可以接受的。 

    3．4 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 

    在集裝箱運(yùn)輸RFID系統(tǒng)中，標(biāo)簽數(shù)據(jù)既要滿足供應(yīng)鏈上各相關(guān)企業(yè)對數(shù)據(jù)存儲和處理的需要，又要保證不泄漏相關(guān)企業(yè)的商業(yè)機(jī)密。供應(yīng)鏈上各相關(guān)企業(yè)對集裝箱內(nèi)貨物數(shù)據(jù)的需求不一樣，即對掌握數(shù)據(jù)的詳細(xì)程度不同。比如，港口需要知道貨物種類、箱型、尺寸、箱重、目的港等，而船公司還需要知道箱內(nèi)貨物的具體名稱等更詳細(xì)的數(shù)據(jù)。因此，集裝箱運(yùn)輸中RFID系統(tǒng)的標(biāo)簽數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)要解決好數(shù)據(jù)的完整性和保密性的關(guān)系。 

    3．5 數(shù)據(jù)的有效性 

    3．5．1 數(shù)據(jù)沖突。在一個電子標(biāo)簽閱讀器的識別區(qū)域內(nèi)有多個電子標(biāo)簽出現(xiàn)時，閱讀器發(fā)出識別命令后，該區(qū)域內(nèi)的所有電子標(biāo)簽都會對此命令作出響應(yīng)，并向閱讀器發(fā)送信息。這樣，來自不同的電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)會相互干擾，可能會導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，甚至發(fā)生錯誤識別。這種由于多址接人同一傳輸信道而造成的數(shù)據(jù)損失稱為數(shù)據(jù)沖突，常用的防沖突措施有空間防沖突、頻域防沖突和時域防沖突3種。頻域防沖突方法價格較高，目前僅在機(jī)場的行李標(biāo)簽識別系統(tǒng)得到應(yīng)用。時域防沖突措施中的同步搜索法識別效率比較高，得到了廣泛地應(yīng)用。 

    3．5．2 數(shù)據(jù)冗余。由于某一標(biāo)簽(集裝箱)在沒有任何改變的情況下多次通過閱讀區(qū)域或者長時間停留在閱讀區(qū)域，造成識讀器多次獲取重復(fù)數(shù)據(jù)，同時電子標(biāo)簽也會因?yàn)槎啻巫R讀而消耗能量，降低使用壽命。采用地標(biāo)技術(shù)，系統(tǒng)可以控制地標(biāo)在一定的時間間隔內(nèi)發(fā)送讀取觸發(fā)信號(如10min發(fā)一次)。這樣可以有效地節(jié)約電子標(biāo)簽的能量，提高其使用壽命。 

    3．5．3 數(shù)據(jù)錯誤。是指基礎(chǔ)數(shù)據(jù)讀取過程中獲得了錯誤的數(shù)據(jù)，如不應(yīng)該讀取時，讀取了數(shù)據(jù)；聚合和反聚合過程中的數(shù)據(jù)不一致等。在中間件中實(shí)現(xiàn)邏輯檢查規(guī)則，通過這些規(guī)則可以有效地排除錯誤數(shù)據(jù)。集裝箱運(yùn)輸RFID系統(tǒng)只有有效地解決數(shù)據(jù)的有效性問題，方可體現(xiàn)RFID技術(shù)的優(yōu)越性。 

    3．6 數(shù)據(jù)的同步性 

    建立RFID系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)是用來采集集裝箱信息并跟蹤集裝箱的，這些標(biāo)簽中的信息要在各相關(guān)企業(yè)之間共享。標(biāo)簽信息在RFID系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)處可能會被讀取或?qū)懭?，這就要求RFID系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)要同步。如果某節(jié)點(diǎn)對標(biāo)簽中的信息進(jìn)行更改后，沒有及時更新相關(guān)企業(yè)信息系統(tǒng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)，則會由于錯誤的信息導(dǎo)致錯誤的判斷和處理。因此，數(shù)據(jù)同步問題，相關(guān)企業(yè)要協(xié)調(diào)一致，各企業(yè)的信息系統(tǒng)要有處理數(shù)據(jù)同步的機(jī)制。 

    3．7 信息的安全性 

    集裝箱貼上RFID標(biāo)簽后，雖然在集裝箱運(yùn)輸系統(tǒng)中的相關(guān)企業(yè)之間能夠加快信息傳遞，提高物流整體服務(wù)質(zhì)量，但同時也給盜賊作案提供了信息。因此，用于集裝箱運(yùn)輸系統(tǒng)中的RFID標(biāo)簽要避免非系統(tǒng)內(nèi)的讀取器閱讀，即標(biāo)簽要能夠辨識閱讀器，從而決定是否將標(biāo)簽內(nèi)的信息發(fā)送給該閱讀器。只有做到這樣，集裝箱運(yùn)輸才會更加安全。 

    集裝箱運(yùn)輸在應(yīng)用RFID技術(shù)的過程中，一定要充分考慮RFID技術(shù)在集裝箱運(yùn)輸中的特殊性以及上面提到的7個核心問題。除此之外，RFID設(shè)備的選型也是很重要的一個問題，應(yīng)謹(jǐn)慎抉擇。當(dāng)然，集裝箱運(yùn)輸?shù)南嚓P(guān)企業(yè)之間的緊密協(xié)作也不容忽視。