提高自動(dòng)化集裝箱碼頭堆場(chǎng)無線射頻識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別率的方法

李偉

無線射頻識(shí)別（radio frequency identification，RFID）系統(tǒng)作為自動(dòng)化集裝箱碼頭堆場(chǎng)（以下簡(jiǎn)稱“自動(dòng)化堆場(chǎng)”）作業(yè)系統(tǒng)中識(shí)別車號(hào)的子系統(tǒng)，能夠識(shí)別進(jìn)入自動(dòng)化堆場(chǎng)及軌道吊作業(yè)區(qū)的集卡車號(hào)，輔助碼頭操作系統(tǒng)調(diào)度作業(yè)設(shè)備;因此，RFID系統(tǒng)識(shí)別率對(duì)自動(dòng)化堆場(chǎng)作業(yè)安全有重要影響。本文以平行于岸線布置的自動(dòng)化堆場(chǎng)為例，分析提高自動(dòng)化堆場(chǎng)RFID系統(tǒng)識(shí)別率的技術(shù)手段及方法。

1 自動(dòng)化堆場(chǎng)作業(yè)系統(tǒng)邏輯

平行于岸線布置自動(dòng)化堆場(chǎng)的RFID系統(tǒng)通常由安裝在堆場(chǎng)入口處的識(shí)別裝置（見圖1）和軌道吊下方的識(shí)別裝置（見圖2）組成。如圖3所示：RFID系統(tǒng)檢測(cè)到集卡進(jìn)入堆場(chǎng)后，向碼頭操作系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，碼頭操作系統(tǒng)調(diào)度設(shè)備準(zhǔn)備作業(yè);集卡到達(dá)軌道吊下方適當(dāng)位置后，堆場(chǎng)作業(yè)系統(tǒng)讀取車號(hào)信息，并與碼頭操作系統(tǒng)中的任務(wù)車號(hào)進(jìn)行比對(duì)，確認(rèn)一致后向軌道吊發(fā)送作業(yè)指令。

2 自動(dòng)化堆場(chǎng)RFID系統(tǒng)識(shí)別率低的弊端

RFID系統(tǒng)識(shí)別率低會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)化堆場(chǎng)作業(yè)流程不暢，甚至造成集卡在街區(qū)內(nèi)擁堵等情況。例如，集卡A進(jìn)入街區(qū)口后，RFID系統(tǒng)未識(shí)別到車輛信息，但集卡A仍將按照在碼頭閘口取得的作業(yè)小票的提示信息到達(dá)指定貝位等待，此時(shí)可能出現(xiàn)以下問題：首先，由于RFID系統(tǒng)未識(shí)別到集卡A的信息，后續(xù)集卡B進(jìn)入街區(qū)后，碼頭操作系統(tǒng)根據(jù)RFID系統(tǒng)識(shí)別的集卡B的信息調(diào)度作業(yè)任務(wù)（與集卡A不在同一貝位），而集卡A持續(xù)處于等待狀態(tài)，待系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)集卡A已經(jīng)進(jìn)入碼頭但超過預(yù)定時(shí)間仍未進(jìn)入街區(qū)后，才會(huì)報(bào)錯(cuò)提醒人工處理;其次，與集卡A執(zhí)行同一貝位作業(yè)任務(wù)的集卡C進(jìn)入街區(qū)后，因前車集卡A在該貝位等待，后車集卡C只能等待，并且在軌道吊作業(yè)時(shí)，單機(jī)RFID系統(tǒng)識(shí)別集卡A車號(hào)與碼頭操作系統(tǒng)任務(wù)中集卡B車號(hào)信息不一致會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)化作業(yè)流程停滯;最后，該問題的常規(guī)處理辦法為，集卡A將作業(yè)位置騰給集卡C。由此可見，RFID系統(tǒng)識(shí)別率低會(huì)大大增加操作人員工作量。

3 提高自動(dòng)化堆場(chǎng)RFID系統(tǒng)識(shí)別率的方法

RFID系統(tǒng)識(shí)別率主要與街區(qū)口識(shí)別、單機(jī)識(shí)別、數(shù)據(jù)識(shí)別處理邏輯等因素相關(guān)。

3.1 街區(qū)口識(shí)別

以未設(shè)置堆場(chǎng)街區(qū)閘口的雙車道為例，街區(qū)口識(shí)別裝置一般由機(jī)械支架、天線、信號(hào)燈、控制箱等組成。

（1）機(jī)械支架 機(jī)械支架用于安裝天線，分為立桿式支架、L形支架和門框形支架。立桿式支架安裝在街區(qū)入口雙車道兩側(cè)，其優(yōu)點(diǎn)是支架對(duì)應(yīng)堆場(chǎng)貝位可以堆放集裝箱，不影響堆場(chǎng)堆存能力。立桿式支架的缺點(diǎn)是：要求集卡駕駛室兩側(cè)車窗玻璃均安裝磁卡，而夏季集卡司機(jī)開窗通風(fēng)會(huì)影響磁卡使用，并且若集卡從雙車道的中心位置駛?cè)?，RFID系統(tǒng)可能識(shí)別不到磁卡信息。相比之下，安裝L形或門框形支架雖然占用個(gè)別貝位，但能夠保證識(shí)別率;因此，多數(shù)碼頭堆場(chǎng)選用L形或門框形支架。

（2）天線 街區(qū)入口單車道寬約4 m，雙車道寬8 m左右。對(duì)于街區(qū)入口雙車道的L形或門框形支架，在距離地面高度約5 m的橫桿上安裝天線，確保集卡從雙車道范圍內(nèi)任一位置進(jìn)入均可被識(shí)別到車號(hào)信息。單根天線實(shí)際測(cè)試的識(shí)別范圍為2 m以內(nèi)，考慮到貼卡位置、集卡車頭類型等因素，須安裝3根天線方可覆蓋雙車道范圍。

（3）信號(hào)燈 在集卡車號(hào)信息識(shí)別失敗的情況下，集卡駛?cè)虢謪^(qū)會(huì)給后續(xù)作業(yè)帶來困難;因此，需要在街區(qū)口天線支架附近安裝信號(hào)燈，用于提示集卡司機(jī)RFID系統(tǒng)是否成功識(shí)別集卡信息，從而幫助司機(jī)判斷其是否可以進(jìn)入街區(qū)作業(yè)。若RFID系統(tǒng)成功識(shí)別集卡信息，則信號(hào)燈為綠色;若RFID系統(tǒng)識(shí)別集卡信息失敗，則信號(hào)燈為紅色，便于相關(guān)人員查找原因（包括車速過快、貼卡位置不合適、磁卡消磁等）后解決問題，確保自動(dòng)化作業(yè)流程順暢。

3.2 單機(jī)識(shí)別

軌道吊單機(jī)安裝3根RFID天線，分別對(duì)應(yīng)前、后20英尺集裝箱和40英尺集裝箱集卡車頭位置。在調(diào)試天線角度的過程中，需要充分考慮場(chǎng)區(qū)內(nèi)作業(yè)集卡類型、機(jī)械支架類型、集卡駕駛室高度、集卡駕駛室前窗遮擋等因素，充分測(cè)試多種車型，以保證單機(jī)RFID系統(tǒng)識(shí)別率。

3.3 數(shù)據(jù)識(shí)別處理邏輯

通常情況下，堆場(chǎng)作業(yè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)識(shí)別處理邏輯為：以中央處理系統(tǒng)引導(dǎo)集卡到位為觸發(fā)點(diǎn)，讀取RFID系統(tǒng)識(shí)別的車號(hào)信息。由于集卡車頭尺寸、駕駛室高度、貼卡位置、車頭與托架連接部分長(zhǎng)度等沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，RFID系統(tǒng)識(shí)別存在諸多不確定因素，從而會(huì)影響識(shí)別結(jié)果。為此，將堆場(chǎng)作業(yè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)識(shí)別處理邏輯調(diào)整為：一旦檢測(cè)到集卡駛?cè)?，堆?chǎng)作業(yè)系統(tǒng)隨即讀取車號(hào)并存儲(chǔ)備用;當(dāng)集卡停在作業(yè)位置時(shí)，系統(tǒng)再次讀取車號(hào)信息;若RFID系統(tǒng)成功識(shí)別車號(hào)，則使用當(dāng)前車號(hào);若RFID系統(tǒng)識(shí)別車號(hào)失敗，則調(diào)用最近一次成功識(shí)別的數(shù)據(jù)。如此，雙重?cái)?shù)據(jù)冗余保障對(duì)提高RFID系統(tǒng)識(shí)別率具有積極作用。

4 結(jié)束語

隨著RFID技術(shù)在自動(dòng)化堆場(chǎng)車號(hào)識(shí)別領(lǐng)域的應(yīng)用日漸成熟，通過對(duì)RFID天線安裝位置、數(shù)據(jù)識(shí)別處理策略等實(shí)施優(yōu)化，可以有效提高RFID系統(tǒng)識(shí)別率，從而確保自動(dòng)化堆場(chǎng)作業(yè)順暢。

（編輯：曹利瓊 收稿日期：2020-02-22）