摘要：介绍RFID技术在集装箱系统的应用模式，系统构成，工艺流程等相关内容。并介绍了研究的主要内容应用后可达到的目标。

关键词：集装箱 电子标签应用

l.背景及意义

随着经济全球化的步伐进一步加快，国际贸易的快速发展推动了各国间进出口贸易的频繁。据统计世界上有90％的贸易都是由海洋集装箱运输来完成的。美国的贸易有近45％来自中国，并且这个数据还不包括中国香港，中国是美国最大的贸易伙伴。

传统上，在美国911事件之前，在考虑集装箱货运运输安全问题时主要考虑产品的损失；91l之后，传统上对安全的想法发生了改变：首先要从整个供应链来考虑安全问题，要考虑整个物流的完整性；二是要加强跨境货运的检查，消除隐患。研究国际集装箱的运输质量、港口应用RFID技术与跨境货物运输安全管理应用流程和管理方式，如何兼顾供应链的效率并保障国土安全更是全世界关注的重要议题。

应用集装箱电子标签是现代物流的发展方向。现代集装箱物流迫切需要一种能够实时记录箱、货、流信息，记录开关箱时间和地理位置信息的智能集装箱电子标签，实现集装箱物流信息的全程实时在线监控，从而提升集装箱物流的整体效率和服务水平。

2.集装箱电子标签的研究与工业性试验

集装箱电子标签的应用有着非常典型的行业特征，它的作业环境复杂、技术难度很大，各项技术指标、工艺性指标、功能性需求都远不同于电子标签在其它领域的应用，更不是将应用在其它领域的电子标签在集装箱运输的简单复制。国际上很多著名的大公司也就集装箱电子标签的应用展开了研究，但是将电子标签真正全面投入国际集装箱运输，世界上还没有成功的先例。

上海港从2001年起，就开展了电子标在集装箱运输中的应用研究。2004年在国家高技术研究发展计划(863计划)和上海市重大科技攻关项目的支持下，在国家有关部委和上海市的领导下成立课题组开展了集装箱电子标签系统的研究。首先从中国内贸集装箱运输起步，研究了集装箱电子标签相关技术和应用系统，开展了集装箱电子标签系统 两港一航 (上海港至烟台港集装箱航线)工业性试验。2005年12月3日，中国第一条在集装箱上装有电子标签的集装箱航线 浙海325 轮从烟台港正式起航，开启了集装箱电子标签系统在内贸集装箱申烟航线上的应用，到2006年1月19日累计完成5294TEU，取得了第一手的工业性试验数据。为了进一步推动项目的进展和走向国际化、标准化，集装箱电子标签应用在2006年被列入了中国国家科技支撑计划项目 现代港口物流服务示范工程 和中国交通部西部交通建设科技项目，同时也得到了美国海运署、美国国土安全局等官方部门的高度关注。为此，上海港联合美国萨瓦纳(savannah)港、中海集运、上海秀派、盖博瑞尔(北京)、上海海勃物流软件、上海外轮理货等专业公司，就不同频段(868MHz和2．4GHz)电子标签应用开展合作，共同研制基于智能电子标签的集装箱物流全程实时在线监控系统，在 中国上海 美国Savannah 中美集装箱航线上应用，从而进一步提升集装箱物流的安全性和信息化水平。

3.研究的主要内容

3．1系统框架

项目组针对集装箱在 两港一航 过程中的工艺流程，开展了基于电子标签的现代港口集装箱物流服务平台技术的研究。建立了中国集装箱电子标签系统网站(www．container-rfid．net)。新一代智能电子标签系统在集装箱信息的基础上突出了安全信息，融合了EDI电子装箱单数据信息，以及物流信息，为集装箱物流各环节的服务对象提供实时的集装箱安全和箱物流信息的查询服务，从而为实现国际集装箱全程实时跟踪的一体化管理奠定了基础。

3．2工艺流程及操作

国际集装箱运输具有很强的全球性特点，因此集装箱电子标签的应用只能在一个涉及范围广泛的现代物流环境下才能形成，由于涉及多个领域和众多服务对象(客户、物流公司、港口、船公司、海关、边检、商检等)，对其整体协调和安全性、可靠性、经济性都提出很高的要求。项目组针对跨境集装箱运输的特点，从集装箱装箱点、进场、装船、卸船、出场到拆箱点，确定了应用集装箱电子标签的工艺流程。按照作业流程又可分 门到门 和 港到港 两大流程。

3．2．1 门到门 流程CFS CFS

3．2．1．1装箱点

应用手持式读写设备对标签进行初始化，将标签号、集装箱号、货物名称等录入到标签上，选择GPS地理位置。对装完货的集装箱关上箱门看挂上电子标签并将动态信息上报至供应链系统。

3．2．1．2港区进／出场道口

l)当挂有电子标签的集装箱卡车驶入进／出场道口通道，安装在进场道口的固定式读写器自动读取电子标签，将所有安全和物流动态信息上传至供应链系统，物流信息显示在网页上。确认电子标签的安全状态(箱门如被非法打开和关闭，则系统发出报警信息，便于发／收货人追查)。

2)根据集装箱箱号，自动从供应链系统中获取EDI电子装箱单数据，并将部分EDI数据记录到标签中，同时将安全和物流等动态信息上传至供应链系统。

3．2．1．3海关查验

1)在查验点。海关确认集装箱的安全状态后。授权打开标签，拔出标签上的钢栓开箱门，开箱门的时间和地理位置信息自动记录到标签内，并将动态信息上传至供应链系统，物流信息显示在网页上。

2)海关查验结束后关上箱门，在授权状态下将钢栓插入标签完成挂标签。此时标签自动记录关箱的时间和地理位置信息自动记录到标签内，同时将动态信息上传至供应链系统。

3．2．1．4装／卸船

当装有电子标签的集装箱装／卸船时，安装在桥吊上的固定式读写器自动读取电子标签的信息，并将集装箱的安全状态和物流等动态信息上传至供应链系统。

3．2．1．5开箱点

在收货开箱点，使用移动式读写设备手动读取电子标签，并将集箱物流全程动态信息上传至供应链系统存档备查，授权开启并摘下电子标签。

挂有电子标签的集装箱通过6个受控点的全流程安全、箱、货、物流等动态信息均显示在网页上。

3．2．2 港到港 流程CY CY

3．2．2．1出口流程

由于承运的集装箱分布在全国各地，因此装箱已在各装箱点完成。课题组就把挂电子标签的操作安排在集装箱进入港区道口之前进行。应用手持式读写设备首先对标签进行初始化，将标签号、集装箱号、货物名称等信息录入到标签上，选择GPS地理位置并将动态信息上报供应链系统。
  进场、查验、装船的操作工艺参照 门到门 流程。

3．2．2．2进口流程

卸船的操作参照 门到门 流程。出场和摘标签的操作在出场道口完成。装有电子标签的集装箱卡车驶入出场道口通道时，安装在道口的固定式读写器自动读取电子标签，并将集装箱物流全程动态信息上传至供应链系统存档备查，并摘下电子标签，物流信息显示在网页上。集装箱卡车驶出道口。

3．3集装箱电子标签的回收，循环使用
  鉴于目前应用的集装箱电子标签是可重复使用的，必须要有一套电子标签管理和回收的机制。

港到港流程的电子标签回收：挂有电子标签的集装箱到了美国萨凡纳港进场，当集装箱出场经过港区的出场道口时，读写设备确认标签安全状态正常后摘下标签。由萨凡纳港工作人员将电子标签回收后，定期由船公司将回收的电子标签带回上海港。门到门流程的电子标签回收：中美集装箱航线挂有电子标签的集装箱到了美国萨凡纳港，装运到收货人货站，用授权的移动式读写设备，读取电子标签全流程的安全状态后摘下标签。由收货人将电子标签回收后发回卸货的萨凡纳港，定期由船公司将回收的电子标签带回上海港。回收的电子标签带回到上海后，由技术人员对带回的电子标签进行检测后，在以后运往美国萨凡纳港的集装箱上再挂上电子标签循环应用。

3．4建立了中国集装箱电子标签系统网站

中国集装箱电子标签系统网站是一个基于电子标签的集装箱信息查询和服务的公共平台，具有中英文双语种界面。能够实时反映集装箱运输过程的安全信息、集装箱箱体信息、货物信息和物流信息，具备进行基于电子标签的集装箱运输信息的实时交换和网上查询服务等功能，为实现国际集装箱一站式全程实时跟踪的一体化管理奠定了基础。系统网站具有下列功能：

能自动记录开箱、关箱的时间，自动记录地理位置信息(与GPS连接的读写设备)，对未经授权的操作实时报警，并对不安全事件进行追溯性管理；

能够将集装箱物流的EDI电子装箱单数据自动录入标签，记录和校验集装箱物流所有相关的信息；

具备固定式读写设备和移动式读写设备(工业手持机、PC和PDA)等多方式读写电子标签：

具备多频段(868MHz和2．4GHz)电子标签系统的兼容功能，

利用无线局域网、GPRS／CDMA公网和互联网构成的混合网络实现集装箱物流全过程数据的实时交换；

系统为服务对象提供集装箱安全信息、箱信息、货物信息和运输信息的实时查询；

为了保护客户的利益以及提高数据信息的安全性，使客户安全实时地查询集箱物流信息，对中美集装箱航线运输相关单位，实施了有效的授权管理，保证了集装箱运行的全程可视化跟踪管理。

4.电子标签的应用

4．1电子标签

目前在中美航线上应用的有两种标签，工作频段分别为868MHz和2．4GHz。标签具有集装箱定位和电子封条双重功能，具有32K数据存储容量，可存储集装箱物流的EDI电子装箱单数据信息、记载集装箱在运输中的安全信息和物流信息，可重复循环使用，电子标签使用寿命可达8年，能够满足工业环境要求。

4．2电子标签的安装位置

电子标签是安装在集装箱主动箱门的箱锁把手孔上。

4．3电子标签可存储的内容

1）电子标签的固定信息：标签出厂时的基本信息；

2)集装箱信息：箱号、箱型、箱重；

3)装／卸船信息：船名、航次、港口；

4)箱运的信息：提单号、船箱位、持箱人、危险品级别、联合国编号、冷藏箱温度；

5)查验信息：查验的时间、地点；

6)安全信息：开／关箱门的时间、地理位置、

状态；

7)物流信息：可控点的作业流程、时间和地点。

4．4电子标签的读写设备

通过无接触方式识别集装箱号和集装箱位置、跟踪和记载集装箱在运输中安全信息和物流信息。

4．5网上查询

提供WEB页面网上查询功能，可以按船名、航次或箱号，查询集装箱物流的安全信息，集装箱固有信息、装箱的货物信息、海关查验信息，开关。时间、位置信息。

集装箱电子标签跟踪系统是一个分布系统，上海港与萨瓦纳港两地各有一个数据库，需要对两边数据进行合成，给查询者是一个完整的、有组织的信息。

5.结论

通过为期5个月23个航次2600TEU的试验，中美航线集装箱电子标签系统已稳定运行。本系统所提出的RFID技术在智能集装箱系统的应用模式，系统构成，工艺流程等，都具有非常强的行业适用性和可操作性。中美航线集装箱电子标签系统的成功应用，必将对整个集装箱物流体系产生重大的影响。