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(lái)，全球運(yùn)輸“集裝箱化” 的比重不斷提高，尤其是在國(guó)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(guó)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(duì)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(duì)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(guó)家和地區(qū)集裝箱貨物被偷盜問題變得越來(lái)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(guó)就占100億美元。而像2004年美國(guó)達(dá)拉斯市所發(fā)生的一起價(jià)值500萬(wàn)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(lái)的損失由此可見一斑。 

    1．2 傳統(tǒng)識(shí)別精度低 

    在整個(gè)集裝箱運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，集裝箱的識(shí)別就是通過(guò)它的唯一的標(biāo)識(shí)——箱號(hào)來(lái)鑒別的；集裝箱的交接也同樣是以箱號(hào)為準(zhǔn)。傳統(tǒng)集裝箱識(shí)別方式精度不高。比如：人工數(shù)據(jù)采集不僅易出差錯(cuò)，而且花費(fèi)時(shí)間也相對(duì)較長(zhǎng)。目前，傳統(tǒng)識(shí)別方式獲取的信息有35％是不準(zhǔn)確或不實(shí)時(shí)的，根本無(wú)法準(zhǔn)確及時(shí)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(tái)攝像頭同時(shí)拍攝，成本非常高，但識(shí)別率僅達(dá)80％-90％，還要受天氣條件的影響，雨霧中的識(shí)別率還要低許多。集裝箱識(shí)別精度不高直接影響到整個(gè)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(wàn)只集裝箱，每年進(jìn)行約2億箱次的跨國(guó)運(yùn)輸。以國(guó)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(wàn)標(biāo)準(zhǔn)箱(TEU，Twent)r—f00t Equivalent Units)，也就是平均每天有近5萬(wàn)TEU的貨物經(jīng)過(guò)上海港。港口運(yùn)輸模擬實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)對(duì)集裝箱的隨機(jī)抽檢率達(dá)到10％時(shí)，整個(gè)港口就會(huì)陷入癱瘓狀態(tài)。如果減除抽查的隨機(jī)性，又無(wú)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(dòng)恐怖襲擊(根據(jù)美國(guó)聯(lián)邦調(diào)查局預(yù)計(jì)：在美國(guó)境內(nèi)運(yùn)輸?shù)拿?只集裝箱中，至少有1只被動(dòng)過(guò)手腳，這是很危險(xiǎn)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(tái)X光機(jī)需要人民幣3 000萬(wàn)元，昂貴的價(jià)格使港口與邊境關(guān)口不可能大量購(gòu)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(duì)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(gè)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(gè)供應(yīng)鏈的可視性與透明性，降低恐怖活動(dòng)對(duì)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(shí)更新數(shù)據(jù)的技術(shù)來(lái)及時(shí)、精確地采集和處理信息，RFID技術(shù)無(wú)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(shí)會(huì)分成如下4個(gè)階段來(lái)實(shí)施：集裝箱階段、貨盤階段、包裝容器階段、單個(gè)產(chǎn)品階段。集裝箱作為第一個(gè)實(shí)施階段，應(yīng)用RFID技術(shù)不僅有助于增加對(duì)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(guò)電子標(biāo)簽可實(shí)現(xiàn)對(duì)集裝箱的實(shí)時(shí)追蹤。 

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

    相對(duì)于工業(yè)自動(dòng)化、交通運(yùn)輸控制管理等領(lǐng)域自動(dòng)識(shí)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(chǎng)等場(chǎng)所流動(dòng)，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(dòng)沖擊大。② 識(shí)別要求較高。由于集裝箱移動(dòng)較快，對(duì)于電子標(biāo)簽識(shí)別參數(shù)提出了更高的要求：識(shí)別速度高(移動(dòng)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。考慮至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(lái)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(yíng)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(huì)在各個(gè)國(guó)家和地區(qū)的口岸、港口逐漸建立起來(lái)，RFID技術(shù)將給集裝箱運(yùn)輸帶來(lái)新的亮點(diǎn)。 

    2．3．1 集裝箱的自動(dòng)識(shí)別。將記錄有集裝箱號(hào)、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(guò)安裝有識(shí)別設(shè)備的公路、鐵路的出入口及碼頭的檢查門時(shí)，RFID標(biāo)簽自動(dòng)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(dòng)態(tài)跟蹤與管理，提高了集裝箱運(yùn)輸?shù)男屎托畔⒌墓蚕怼＿@種系統(tǒng)一般使用被動(dòng)式RFID技術(shù)，在集裝箱碼頭應(yīng)用較多。通過(guò)這種系統(tǒng)不僅加快了車輛進(jìn)港提箱的速度，而且對(duì)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(cuò)。 

    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(dòng)式和主動(dòng)式RFID技術(shù)。被動(dòng)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(dòng)式封條不能提供持續(xù)的電力來(lái)檢測(cè)封條的狀態(tài)，所以它們也不能檢測(cè)和記錄損害行為發(fā)生的時(shí)間，而僅僅只能在通過(guò)裝有閱讀裝備的供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)時(shí)提供它們完整與否的信息。主動(dòng)式電子封條更復(fù)雜一些，只有當(dāng)其價(jià)格明顯下降的時(shí)候才可能反復(fù)使用。主動(dòng)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(shí)實(shí)時(shí)將狀態(tài)變化發(fā)生的時(shí)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(shí)提供即時(shí)求救信號(hào)。 

    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(chǎng)(專門提供空箱存放場(chǎng)所的公司)等，空間范圍大，貨物流轉(zhuǎn)過(guò)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(lái)較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)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(lái)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(chǎng)和港口堆場(chǎng)非常合適。而對(duì)于發(fā)貨人或收貨人來(lái)說(shuō)，因?yàn)檫@類企業(yè)數(shù)量眾多，規(guī)模差異較大，特別是對(duì)眾多的中小發(fā)貨人來(lái)說(shuō)，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(cè)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(gè)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(dòng)識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)ISO 10374(1991，1995，2005)，該標(biāo)準(zhǔn)直接將集裝箱箱號(hào)和用戶信息寫入，識(shí)別的時(shí)候?qū)⑿畔⒅苯幼R(shí)別出來(lái)，避免了代碼解析的過(guò)程，更適合于目前的集裝箱自動(dòng)識(shí)別應(yīng)用。當(dāng)然，由于該標(biāo)準(zhǔn)主要是集裝箱行業(yè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，并沒有引起國(guó)際大公司的跟進(jìn)，所以標(biāo)簽成本相對(duì)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(jià)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(jià)格本身。比較集裝箱及其運(yùn)載貨物的價(jià)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(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(duì)集裝箱內(nèi)貨物數(shù)據(jù)的需求不一樣，即對(duì)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(gè)電子標(biāo)簽閱讀器的識(shí)別區(qū)域內(nèi)有多個(gè)電子標(biāo)簽出現(xiàn)時(shí)，閱讀器發(fā)出識(shí)別命令后，該區(qū)域內(nèi)的所有電子標(biāo)簽都會(huì)對(duì)此命令作出響應(yīng)，并向閱讀器發(fā)送信息。這樣，來(lái)自不同的電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)會(huì)相互干擾，可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，甚至發(fā)生錯(cuò)誤識(shí)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(shí)域防沖突3種。頻域防沖突方法價(jià)格較高，目前僅在機(jī)場(chǎng)的行李標(biāo)簽識(shí)別系統(tǒng)得到應(yīng)用。時(shí)域防沖突措施中的同步搜索法識(shí)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(guò)閱讀區(qū)域或者長(zhǎng)時(shí)間停留在閱讀區(qū)域，造成識(shí)讀器多次獲取重復(fù)數(shù)據(jù)，同時(shí)電子標(biāo)簽也會(huì)因?yàn)槎啻巫R(shí)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(shí)間間隔內(nèi)發(fā)送讀取觸發(fā)信號(hào)(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(cuò)誤。是指基礎(chǔ)數(shù)據(jù)讀取過(guò)程中獲得了錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，如不應(yīng)該讀取時(shí)，讀取了數(shù)據(jù)；聚合和反聚合過(guò)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(guò)這些規(guī)則可以有效地排除錯(cuò)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(lái)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(huì)被讀取或?qū)懭耄@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(duì)標(biāo)簽中的信息進(jìn)行更改后，沒有及時(shí)更新相關(guān)企業(yè)信息系統(tǒng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)，則會(huì)由于錯(cuò)誤的信息導(dǎo)致錯(cuò)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(shí)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(shí)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(huì)更加安全。 

    集裝箱運(yùn)輸在應(yīng)用RFID技術(shù)的過(guò)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(gè)核心問題。除此之外，RFID設(shè)備的選型也是很重要的一個(gè)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。