1 港口信息化的需要
现代的集装箱码头, 管理水平和信息化水平的高低成为衡量其优劣的重要指标, 而目前国内港口虽然也采用计算机管理, 但是在整个运输过程中,对于集装箱的识别仍然非常落后, 基本上还是处于人工(或半人工) 的识别阶段。近几年来, 尽管在集装箱的识别中采用了条形码和数码摄像软件识别等技术, 但由于实践中存在识别距离近、可靠性差、无法跟踪记载集装箱运输中的物流信息以及信息承载不方便等原因, 因此没有得到广泛的应用和推广。为了提高集装箱运输的管理水平和信息化水平, 采用集装箱智能标签是发展方向, 它能够实现对集装箱的自动化识别和对运输过程中的物流信息实时跟踪, 消除错箱和漏箱, 大大加快集装箱的通关速度, 提高集装箱运输的工作效率, 增强集装箱运输中的安全可靠性, 从而全面提升集装箱运输的服务水平, 能够真正构建具有国际先进水平的集装箱数字化的港口。目前, 国际港口集装箱行业尚未形成集装箱智能标签相关的国际标准, 这正是我国港口信息化与国际先进水平缩短差距的一个契机,因此应用和推广集装箱智能标签迫在眉睫。
2 港口集装箱系统对智能标签的要求
在集装箱上安装智能标签, 是为了有效地识别集装箱的相关信息, 鉴于航运行业的特殊性, 所以相应的智能标签系统必须要能够适应其特殊的工作环境。(1) 港口的自然环境很恶劣, 而且作业是全天候的, 因此智能标签系统不仅需要承受高达40 ℃以上的酷暑, 还需要承受- 30 ℃的寒冬, 同时还必须能够在狂风、大雨等恶劣天气下工作。(2)集装箱运输过程中的大部分时间在海上(或者内河中) 完成, 因此智能标签必须要能够在湿度为35 %～80 %的环境下工作。(3) 为保证存储集装箱中的货物信息以及运输过程中的相关信息, 至少要求智能标签具有4k 字节左右的存储能力, 完成物流和信息流的一致性。(4) 为加快通关速度, 集装箱信息必须能够远距离访问。除了上述主要的4 个指标外, 港口集装箱系统还对系统的稳定性、标签访问的唯一性、使用寿命等多方面均提出了相应的指标。目前, 可以选择的标签技术有条形码、IC卡和RFID ( Radio Frequency Identification , 射频识别) 等, 现结合港口集装箱应用的需要分别介绍其特点, 得出合理的选择。
2.1 特点
(1) 条形码 由美国的N1T1Woodland 在1949年首先提出。近年来, 随着计算机应用的不断普及, 其应用越来越广泛。条形码是由宽度不同、反射率不同的条, 按照一定的编码规则(码制) 编制成的, 用以表达一组数字或字母符号信息的图形标识符, 条形码是一组粗细不同、按照一定的规则安排间距的平行线条图形。常见的条形码是由反射率相差很大的黑条(简称条) 和白条(简称空) 组成的。信息读取时, 扫描器向条形码发出光, 并接收经反射的光信号, 然后将其转换为相应的电信号。由于条和空发射率不同, 因而电信号的强弱也不同, 根据电信号的变化就能够完成对条形码信息的读取。
(2) IC 卡 一种携带芯片的卡, 在芯片内部存储一定的程序和数据, 对其数据的访问方式有2种: 接触式和非接触式。在访问接触式卡时, 必须将IC 卡插入阅读器内, 才能实现对卡上数据的访问; 而非接触式IC 卡, 可以在阅读器所处的短距离范围内实现对卡内数据的访问。
(3) RFID 技术 一种无接触自动识别技术,其基本原理是利用射频信号及其空间耦合、传输特性, 实现对静止的或移动中的待识别物品的自动机器识别。RFID 系统的组成至少包括2 个部分: 电子标签(Tag) 和阅读器(Reader) 。电子标签安装在待识别的物品上, 当拥有电子标签的物品进入阅读器的有效范围时, 阅读器可以通过无线的方式将电子标签中的信息读出, 实现对物品的自动识别。
2.2 适用性
(1) 条形码 其优点在于成本低且简单, 但它不适合港口集装箱应用。原因如下: 在条形码信息的访问需要扫描器和标签之间保持适当的角度且标签上必须清洁无磨损, 但在航运中会经历各种不同的天气, 同时由于装卸等操作根本无法保证标签清洁无磨损; 条形码在阅读时, 中间不能有任何障碍物, 但港口装卸时, 难免会有人员和车辆开过, 容易造成障碍, 给标签信息的访问带来诸多不便; 条形码上的内容不能任意修改, 而且其存储数据非常有限; 条形码的读写距离往往太短, 使得在使用港口的桥机、抓斗等机械的同时对标签信息进行访问几乎不可能。因此, 可以将基于条形码技术的智能标签方案排除。
