用射頻識(shí)別（RFID）提高集裝箱物流安全的研究

作者簡介：吳金（1983.10-），男，漢族，福建省福州市人，助教，碩士，單位：福建船政交通職業(yè)學(xué)院。

摘要：基于RFID溫度與濕度標(biāo)簽的集裝箱裝載貨物，并鎖上RFID電子安全鎖來保障貨物安全，再通過車載GSM和GPRS通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)定位監(jiān)控進(jìn)一步保證了集裝箱物流的安全性，再用電子證書實(shí)現(xiàn)快速通關(guān)，減少開箱封箱的過程，不僅提高了貨物安全性，也提高了物流的速率。

關(guān)鍵詞：RFID;物流;集裝箱

Abstract：During the ocean shipping，it improves the cargo's safety by using the maritime container with RFID enabled temperature sensor and humidity sensor，and the RFID lock also protects the container against opening without permit.The real-time location monitor GSM and GPRS communication network can monitor the container as well.In addition，the electronic certification can implement customs clearance quickly.Combining all of them in a system，it can improve the cargo's safety and logistics rate.

Key words：RFID;logistic;container.引言：

今年APEC峰會(huì)在中國北京召開，中國在極力地推動(dòng)亞太自貿(mào)區(qū)的實(shí)現(xiàn)，從而津，滬，浙，閩，粵等地區(qū)的自貿(mào)區(qū)也在緊鑼密鼓籌建中，然而作為沿海地區(qū)，海上物流也被自貿(mào)區(qū)重視起來。規(guī)劃建設(shè)具有高科技技術(shù)，安全可靠快速的港口物流也為自貿(mào)區(qū)的運(yùn)轉(zhuǎn)提供保障，本文致力于研究RFID（Radio Frequency identification，RFID）在集裝箱物流中應(yīng)用的可行性，以及提高的物流的速率與安全。

1.傳統(tǒng)海運(yùn)

傳統(tǒng)海運(yùn)就是海洋運(yùn)輸，目前國際2/3的貿(mào)易是通過海運(yùn)來完成的。傳統(tǒng)海運(yùn)擁有著成本底，運(yùn)輸量大，航道多等優(yōu)勢(shì)，從而使得其在國際貿(mào)易中占據(jù)著重要的位置。但其速度慢，航行風(fēng)險(xiǎn)大，加以航行日期無法控制，且無法及時(shí)通知貨主也帶來不少的煩惱[1]。如今全球貿(mào)易的加速發(fā)展與貿(mào)易物品多樣化給傳統(tǒng)海運(yùn)帶來更大的挑戰(zhàn)，雖然造船業(yè)的發(fā)展與GPS的廣泛應(yīng)用緩解了其航行風(fēng)險(xiǎn)與海運(yùn)速度的問題，然而現(xiàn)在的貨主對(duì)貨物的安全，通關(guān)速率以及貨物運(yùn)輸?shù)木唧w情況等整個(gè)貨物的物流過程提出了更高的要求，如：

1）貨物快速通關(guān)驗(yàn)證

2）貨物集裝箱以及貨物安全

3）貨物實(shí)時(shí)情況

RFID（Radio Frequency identification，RFID）即射頻識(shí)別技術(shù)[2]的應(yīng)用于海運(yùn)的集裝箱上不僅滿足當(dāng)前海運(yùn)的技術(shù)型需求，也符合海運(yùn)成本的經(jīng)濟(jì)型需求。RFID在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用有眾多地方，領(lǐng)域包括物流，倉儲(chǔ)，交通，海關(guān)，消防，高速，門禁，食物生產(chǎn)鏈，醫(yī)藥，圖書館等[3]。本文是集合其三個(gè)RFID功能并應(yīng)用于集裝箱上，通過系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)提高集裝箱海運(yùn)安全與快速過海關(guān)檢查的目的。其三個(gè)功能如下：

（1）RFID溫度標(biāo)簽：應(yīng)用溫度傳感器將溫度的變化存儲(chǔ)在溫度標(biāo)簽內(nèi)。[4]

（2）RFID 濕度標(biāo)簽：應(yīng)用濕度傳感器將濕度的變化存儲(chǔ)在濕度標(biāo)簽內(nèi)。[4]

（3）RFID安全鎖：通過RFID閱讀器的讀取后來打開安全鎖，并通過GPS定位得到打開地址，再通過天線給系統(tǒng)發(fā)送信息。

2.RFID提高集裝箱物流安全的設(shè)計(jì)

物流安全分為了兩類：一類是貨物數(shù)量安全，第二類貨物質(zhì)量安全。貨物的運(yùn)輸流程通常是供應(yīng)商從一個(gè)港口發(fā)貨，打包裝入集裝箱，通過長短途運(yùn)輸發(fā)到另外一個(gè)買方目的港口，貨物通過買方來配合辦理相關(guān)安檢手續(xù)，然后送至港口貨運(yùn)中心，再由貨主至貨運(yùn)中心提取貨物的過程。

在這流程中，從打包裝入集裝箱后要經(jīng)過港口開箱驗(yàn)貨以及買方開箱驗(yàn)貨。每次的開箱都存在著貨物的安全風(fēng)險(xiǎn)，諸如：貨物丟失，貨物變質(zhì)等。同時(shí)在開箱封箱以及清點(diǎn)等過程中也造成人力成本的增加和物流效率的降低。

本文設(shè)計(jì)通過RFID安全鎖，以及RFID溫度標(biāo)簽與RFID濕度標(biāo)簽來協(xié)助實(shí)現(xiàn)提高集裝箱物流安全，設(shè)計(jì)如圖所示：圖1RFID集裝箱系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖

整個(gè)系統(tǒng)分成三個(gè)時(shí)段來處理集裝箱貨物信息：

（1）裝箱上船：

貨物打包裝進(jìn)帶有RFID溫度和濕度標(biāo)簽的集裝箱，同時(shí)上RFID鎖，接通信號(hào)，此時(shí)形成電子證書，其中包含貨物信息，出發(fā)港口信息，貨物托運(yùn)人資料及其電子簽名，同時(shí)附有出關(guān)檢查人員檢查貨物后的電子簽名。此電子證書通過車載GSM和GPRS通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)往系統(tǒng)，系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)至目地港口海關(guān)，并通知貨主貨物上船以及貨物等相關(guān)信息。

（2）海運(yùn)過程：

RFID溫度和濕度標(biāo)簽檢測到箱內(nèi)溫度與濕度超標(biāo)或是RFID鎖被打開，將即時(shí)通過車載GSM（Global System for Mobile Communication）和GPRS（General Packet Radio Service）通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送相關(guān)信息至系統(tǒng)，系統(tǒng)通知海關(guān)與貨主

（3）到港過關(guān)：

海關(guān)通關(guān)電子證書了解集裝箱整體情況，可在判斷RFID鎖后讓貨物通關(guān)，也可通過抽檢等方式來查驗(yàn)貨物，同時(shí)給貨物電子證書上進(jìn)行簽署過關(guān)，所有的信息將記錄進(jìn)系統(tǒng)，同時(shí)通知貨主取貨。貨主最后得到電子證書打開RFID鎖進(jìn)行驗(yàn)貨，完成整個(gè)運(yùn)輸過程。

在整個(gè)系統(tǒng)帶有RFID設(shè)備參與的運(yùn)輸過程中，實(shí)質(zhì)性的解決了貨物數(shù)量安全，貨物質(zhì)量安全，以及省去開箱驗(yàn)貨，清點(diǎn)等過程中所產(chǎn)生的相關(guān)問題，同時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控貨物運(yùn)輸全過程，因此提高整個(gè)運(yùn)輸安全，實(shí)現(xiàn)無紙化的安全海運(yùn)，提高了效率。

2.1 RFID保證貨物數(shù)量安全

2008年《西門子IT解決方案和服務(wù)》就進(jìn)行測試證明了基于RFID技術(shù)設(shè)備彌補(bǔ)了工業(yè)檢測系統(tǒng)在海上監(jiān)控的漏洞，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)貨物不間斷監(jiān)控的實(shí)施[6]。通過RFID技術(shù)來保證貨物不會(huì)在運(yùn)輸途中遺漏，丟失，調(diào)包等問題的出現(xiàn)，從而保證貨物從離港到買家途中貨物的安全。同時(shí)，減少貨物開箱封箱過程中出現(xiàn)的安全問題，也減少人力的使用，有效提高物流效率。

首先，貨物供應(yīng)商根據(jù)買家的需求，準(zhǔn)備一定數(shù)量和一定質(zhì)量貨物，并通過辦理貨物出關(guān)許可后將貨物裝入具有RFID溫度濕度標(biāo)簽的集裝箱貨柜，并打上RFID安全鎖，同時(shí)對(duì)集裝箱內(nèi)的貨物進(jìn)行定位，并把信息通過車載GSM和GPRS通信網(wǎng)絡(luò)連接到一個(gè)衛(wèi)星通信服務(wù)，那么信息就發(fā)至系統(tǒng)，從而交易雙方貨主也獲得相關(guān)信息。

其次，給貨物的集裝箱打上帶有RFID的標(biāo)簽鎖，如果RFID的標(biāo)簽鎖被破壞或是沒有用RFID標(biāo)簽讀取器進(jìn)行解鎖，那么就將這緊急信息發(fā)送至系統(tǒng)，從而貨主與海關(guān)都可得知;再次，貨物通過船上運(yùn)輸至買方港口，海關(guān)只需查看掃描帶有RFID的集裝箱和RFID標(biāo)簽鎖，再查看系統(tǒng)發(fā)來的電子證書即可知道貨物，以及貨物的數(shù)量等信息。

最后，買家打開RFID鎖，核對(duì)電子證書進(jìn)行驗(yàn)貨。在整個(gè)貨物從供應(yīng)商到買方過程中，只有第一次的裝箱和最后一次的開箱，這樣有效保證減少貨物遺漏，丟失，調(diào)包等貨物數(shù)量上的安全。

2.2 RFID保證貨物質(zhì)量安全

貨物質(zhì)量安全可通過以下三個(gè)方面來監(jiān)控：

第一個(gè)方面是通過集裝箱帶有的車載GSM定位，保證集裝箱貨物實(shí)時(shí)監(jiān)控，如果在運(yùn)輸過程中遇到集裝箱定位異常，海關(guān)與貨主都可監(jiān)控到貨物的去向。

第二個(gè)方面是通過RFID溫度標(biāo)簽與RFID濕度標(biāo)簽進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測溫度與濕度，保證貨物運(yùn)輸過程的貨物質(zhì)量安全，遇到溫度與濕度超標(biāo)，系統(tǒng)通知貨主雙方，雙方即可得知問題與原因，為后續(xù)協(xié)商處理提供一個(gè)依據(jù)和保障。

第三個(gè)方面是RFID電子安全鎖，只要安全鎖未被打開，貨物就可判斷運(yùn)輸過程無調(diào)包等安全問題，從而保證其貨品質(zhì)量。并且電子證書長期有效，貨物在后續(xù)遇到任何質(zhì)量問題，都有依可循，可追查到底，從而保障了貨物的質(zhì)量安全。

2.3 提高整體工作效率

RFID技術(shù)與電子證書的使用，并在裝貨之時(shí)，對(duì)方港口安檢人員查驗(yàn)認(rèn)證，簽署電子證書;運(yùn)輸過程，有GPS與RFID鎖的使用，使得到港海關(guān)得以進(jìn)一步認(rèn)可整個(gè)運(yùn)輸過程中貨物的安全性，因此省去貨物開箱查驗(yàn)，從新裝箱等環(huán)節(jié)，提高了工作效率，減少了人工成本。電子證書的使用改變了以往紙質(zhì)文件的傳遞蓋章等流程，全程電腦操作，高速網(wǎng)絡(luò)傳輸，減少文件傳遞過程中人為過失，提高了工作效率。

3.系統(tǒng)與RFID的限制

系統(tǒng)全球使用存在難點(diǎn)，RFID技術(shù)在海運(yùn)方面全球普及難，目前主要有美國，法國等一些國家的部門港口開始使用[5]。系統(tǒng)要達(dá)成通用接口的標(biāo)準(zhǔn)也難以定義。其次，RFID標(biāo)簽受金屬物質(zhì)的干擾問題也存在，這也將對(duì)RFID檢測的結(jié)果帶來影響。再次，國際各國海關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與管理制度不同，也影響國際協(xié)作問題。

4.結(jié)束語

具有RFID技術(shù)的集裝箱海運(yùn)系統(tǒng)可以一定程度上保證貨物的安全，起到實(shí)時(shí)監(jiān)控，減少人為因素的過失，包括過關(guān)檢查驗(yàn)貨過程中的拆箱裝箱所引起的時(shí)間，人力上的耗費(fèi);再次，電子證書減少了人為損壞與修改，保證貨物后續(xù)有依可循，又提高了工作效率。帶RFID技術(shù)的集裝箱將為海運(yùn)帶來便利，提高海運(yùn)安全與效率。（作者單位：福建船政交通職業(yè)學(xué)院）

參考文獻(xiàn)：

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[5]文浩，國際集裝箱海運(yùn)與RFID[J]RFID商情 2012.2

[6]Rhea.W.Cargo-Tracking System Combines RFID，Sensors，GSM and Satellite[J].RFID Journal.2008.