吳翊+朱盛軍+郝楊楊

在物聯(lián)網(wǎng)、云計算、移動通信和大數(shù)據(jù)等技術迅猛發(fā)展的背景下，集裝箱運輸過程的可視化逐漸成為業(yè)內的研究熱點。集裝箱監(jiān)控和跟蹤設備中的地理定位和信息通信模塊需要消耗電能，因此，電池是必不可少的部件。由于集裝箱的運營情況復雜，簡單、高效的電源解決方案成為實現(xiàn)集裝箱運輸可視化的關鍵因素。冷藏箱在運輸貨物的過程中可以從外部接上電源供電，能夠為監(jiān)控設備提供便利的充電條件，加之冷藏箱一般用于運輸食品和藥品等高價值貨物，貨主對運輸過程可視化的需求較為迫切，使得冷藏箱監(jiān)控和跟蹤技術成為實現(xiàn)集裝箱運輸過程可視化的突破口。上海海事大學與中遠海運集裝箱運輸有限公司自2012年開始合作研究集裝箱物聯(lián)網(wǎng)，目前已研制完成冷藏箱智能監(jiān)控軟硬件成套系統(tǒng)，其中，安裝在冷藏箱機組內部的監(jiān)控設備能夠將冷藏箱的位置、溫度、濕度、壓縮機工況、故障代碼等數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)中心，從而實現(xiàn)遠程監(jiān)控。冷藏箱監(jiān)控設備使用充電電池。在確定電池容量的過程中，不僅要考慮安全、經濟等因素，還要考慮電池續(xù)航時間，使電池能夠持續(xù)供電以確保監(jiān)控設備正常工作。本文在梳理冷藏箱運輸環(huán)節(jié)的基礎上，以投入示范應用的200個冷藏箱近2年的運營數(shù)據(jù)為樣本，對冷藏箱在實際運輸過程中的通電和斷電周期進行定量分析，并計算不同電池續(xù)航時間條件下冷藏箱發(fā)生失聯(lián)情況的比例，據(jù)此確定冷藏箱監(jiān)控設備的電池續(xù)航時間。

1 冷藏箱運輸環(huán)節(jié)

冷藏箱運輸環(huán)節(jié)如下：（1）重箱運輸，包括聯(lián)運銜接過程中短時間的堆存環(huán)節(jié)，流程見圖1；（2）空箱調運，包括冷藏箱作為干貨箱使用的情況，流程見圖2；（3）空箱堆存。圖1以橙色標注的環(huán)節(jié)屬于冷藏箱重箱運輸過程，此時冷藏箱一般處于通電狀態(tài)；在圖1和圖2以綠色標注的環(huán)節(jié)中，冷藏箱一般處于斷電狀態(tài)；在圖1以黃色標注的環(huán)節(jié)中，冷藏箱處于短時間的斷電狀態(tài)，其對冷藏箱監(jiān)控設備的影響可以忽略不計。

2 冷藏箱運營過程中通電和斷電周期分析

對投入示范應用的200個冷藏箱近2年的運營數(shù)據(jù)進行分析，據(jù)此得到冷藏箱的通電和斷電周期。如表1所示，冷藏箱平均通電周期為，其中：近洋運輸?shù)钠骄娭芷跒?.76 d，遠洋運輸?shù)钠骄娭芷跒椤Ｈ绫?所示，冷藏箱斷電周期存在季節(jié)性差異，例如：第一季度是冷藏箱運輸?shù)南鄬ν荆骄鶖嚯娭芷跒?；第二季度是冷藏箱運輸?shù)南鄬Φ?，平均斷電周期為?/p>

3 冷藏箱監(jiān)控設備電池續(xù)航時間選擇策略

斷電周期過長將導致冷藏箱監(jiān)控設備的電池電量耗盡，使冷藏箱在再次供電前處于失聯(lián)狀態(tài)。根據(jù)表2數(shù)據(jù)計算不同斷電周期下失聯(lián)冷藏箱所占比例。

（1）當按下四分位數(shù)計算時，25%的冷藏箱的斷電周期短于。如果監(jiān)控設備的電池續(xù)航時間達到，可以確保約25%的冷藏箱實現(xiàn)全周期監(jiān)控。斷電周期超過的約75%的冷藏箱的平均斷電周期為，平均失聯(lián)時間為，為平均斷電周期的65.76%。在這種情況下，失聯(lián)冷藏箱占比約49.32%。統(tǒng)計分析如圖3所示。

（2）當按中位數(shù)計算時，50%的冷藏箱的斷電周期短于。如果監(jiān)控設備的電池續(xù)航時間達到，可以確保約50%的冷藏箱實現(xiàn)全周期監(jiān)控。斷電周期超過33天的約50%的冷藏箱的平均斷電周期為，平均失聯(lián)時間為，為平均斷電周期的49.85%。在這種情況下，失聯(lián)冷藏箱占比約24.92%。統(tǒng)計分析如圖4所示。

（3）當按上四分位數(shù)計算時，75%的冷藏箱的斷電周期短于。如果監(jiān)控設備的電池續(xù)航時間達到，可以確保約75%的冷藏箱實現(xiàn)全周期監(jiān)控。斷電周期超過的約25%的冷藏箱的平均斷電周期為，平均失聯(lián)時間為，為平均斷電周期的37.28%。在這種情況下，失聯(lián)冷藏箱占比約9.32%。統(tǒng)計分析如圖5所示。

由表1和表2可知，冷藏箱平均通電周期為，平均斷電周期為，則冷藏箱運營全周期為，其中通電時間約占35%。據(jù)此可推算出，約35%的冷藏箱處于通電狀態(tài)，約65%的冷藏箱處于斷電狀態(tài)。在監(jiān)控設備的電池續(xù)航時間為的條件下，因斷電時間超過電池續(xù)航時間而失聯(lián)的冷藏箱占比為49.32%€？5%€？00%≈32.06%；在監(jiān)控設備的電池續(xù)航時間為33 d的條件下，因斷電時間超過電池續(xù)航時間而失聯(lián)的冷藏箱占比為24.92%€？5%€？00%≈16.20%；在監(jiān)控設備的電池續(xù)航時間為56 d的條件下，因斷電時間超過電池續(xù)航時間而失聯(lián)的冷藏箱占比為9.32%€？5%€？00%≈ 6.06%。據(jù)此可知，如果以失聯(lián)冷藏箱占比小于10%為目標，監(jiān)控設備的電池續(xù)航時間應達到45～。

（編輯：張敏 收稿日期：2017-08-29）endprint