集裝箱運輸是貨運方式的一大變革，是大宗貨物運輸最理想的方式，也是目前標準化程度最高的一種運輸方式。因其運輸私密性好、包裝不破損、運輸成本低、環境適應性強、裝載密度高、碼垛規范等特點而備受客戶和商家青睞，已成為運輸現代化的重要形式。近年來，全球運輸“集裝箱化” 的比重不斷提高，尤其是在國際貿易中，集裝箱運輸已經成為一種主要的運輸方式，發達國家的海上雜貨運輸基本實現集裝箱化。集裝箱運輸對促進經濟貿易發展、改善經濟結構和運輸結構、擴大對外開放產生了重大影響，但其存在的問題也不能不引起重視。 

    1 集裝箱運輸遇到的問題 

    1．1 貨物失竊損失大 

    隨著集裝箱運輸的快速發展和集裝箱運量的不斷增加，世界上許多國家和地區集裝箱貨物被偷盜問題變得越來越嚴重。據統計，全球因集裝箱失竊事件造成的損失達300億-500億美元，包括間接損失在內，全球每年損失2000億美元，其中美國就占100億美元。而像2004年美國達拉斯市所發生的一起價值500萬美元的集裝箱被盜事件，更使發貨公司損失慘重，其業務幾乎處于停頓狀態。集裝箱貨物失竊所帶來的損失由此可見一斑。 

    1．2 傳統識別精度低 

    在整個集裝箱運輸的過程中，集裝箱的識別就是通過它的唯一的標識——箱號來鑒別的；集裝箱的交接也同樣是以箱號為準。傳統集裝箱識別方式精度不高。比如：人工數據采集不僅易出差錯，而且花費時間也相對較長。目前，傳統識別方式獲取的信息有35％是不準確或不實時的，根本無法準確及時追蹤到集裝箱的4W (whose、what、where、when)信息。而采用OCR方式進行監管，則需要用16臺攝像頭同時拍攝，成本非常高，但識別率僅達80％-90％，還要受天氣條件的影響，雨霧中的識別率還要低許多。集裝箱識別精度不高直接影響到整個供應鏈的效率。 

    1-3 安全高效有沖突 

    據統計，全世界約有2 000萬只集裝箱，每年進行約2億箱次的跨國運輸。以國際第三大集裝箱航運中心上海港為例，2005年集裝箱吞吐量達到1 800萬標準箱(TEU，Twent)r—f00t Equivalent Units)，也就是平均每天有近5萬TEU的貨物經過上海港。港口運輸模擬實驗表明，當對集裝箱的隨機抽檢率達到10％時，整個港口就會陷入癱瘓狀態。如果減除抽查的隨機性，又無法有效地防止犯罪分子用集裝箱走私或者運輸毀滅性武器發動恐怖襲擊(根據美國聯邦調查局預計：在美國境內運輸的每4只集裝箱中，至少有1只被動過手腳，這是很危險的)。大型的集裝箱x光機，雖然能透視箱內所裝的貨物，但透檢一只集裝箱就需要6分鐘，滿負荷工作每天充其量也只能透檢240只，而且x光機只負責“看”，辨別違禁品仍要靠人的肉眼，這又降低了可靠性。一臺X光機需要人民幣3 000萬元，昂貴的價格使港口與邊境關口不可能大量購置這類設備。集裝箱安全和運輸高效率之間沖突嚴重。這些問題對集裝箱運輸產生了不良影響，也使一些集裝箱運輸的主要關系方遭受了巨大損失，嚴重削弱了整個供應鏈的效率。為了防止貨物失竊，避免恐怖分子利用集裝箱裝運毀滅性武器進行恐怖襲擊，進而為了提高運輸效率、安全性和服務質量，以及整個供應鏈的可視性與透明性，降低恐怖活動對全球物流供應鏈的威脅，集裝箱運輸迫切需要一種能夠實時更新數據的技術來及時、精確地采集和處理信息，RFID技術無疑成為最佳選擇。 

    2 RFID在集裝箱運輸中的應用 

    2．1 集裝箱是供應鏈實施RFID的第一階段 

    在供應鏈的應用上，廠商導入RFID技術時會分成如下4個階段來實施：集裝箱階段、貨盤階段、包裝容器階段、單個產品階段。集裝箱作為第一個實施階段，應用RFID技術不僅有助于增加對貨物的掌控能力，減少集裝箱及其運載貨物的丟失、被盜和損壞，而且通過電子標簽可實現對集裝箱的實時追蹤。 

    2．2 RFID在集裝箱運輸中的應用具有特殊性 

    相對于工業自動化、交通運輸控制管理等領域自動識別技術的應用，RFID技術在集裝箱運輸中的應用具有很強的特殊性。① 工作環境惡劣。電子標簽隨集裝箱在海上、碼頭、堆場等場所流動，工作環境比較惡劣：溫度高(>80℃)、溫差大、空氣濕度大、酸堿腐蝕嚴重、振動沖擊大。② 識別要求較高。由于集裝箱移動較快，對于電子標簽識別參數提出了更高的要求：識別速度高(移動速度MOO km／h)、距離遠(>6 m)、準確率高(>99％)、數據容量大(>8Kbits)等。考慮至Ⅱ集裝箱運輸環境等特殊應用要求，在集裝箱運輸中宜選用高頻(如2．45GHz、5．8GHz)、有源電子標簽。 

    2．3 RFID技術將給集裝箱運輸帶來新亮點 

    隨著集裝箱運輸的快速發展和“安全貿易計劃” (包括集裝箱安全計劃、海關貿易伙伴反恐方案、商業營運安全計劃、貨物24 h提前申報、智能性安全貿易通道等)工程的逐步實施，RFID系統會在各個國家和地區的口岸、港口逐漸建立起來，RFID技術將給集裝箱運輸帶來新的亮點。 

    2．3．1 集裝箱的自動識別。將記錄有集裝箱號、箱型、貨物種類、數量等數據的標簽安裝在集裝箱上，在經過安裝有識別設備的公路、鐵路的出入口及碼頭的檢查門時，RFID標簽自動感應后將相應的數據返回閱讀器，從而將標簽上保存的信息傳輸到EDI系統，實現了集裝箱的動態跟蹤與管理，提高了集裝箱運輸的效率和信息的共享。這種系統一般使用被動式RFID技術，在集裝箱碼頭應用較多。通過這種系統不僅加快了車輛進港提箱的速度，而且對車輛提箱進行了嚴密的管理，并減少了人為因素造成的差錯。 

    2．3．2 電子封條與貨物追蹤。一般電子封條采取的是物理封條與RFID組件的混合形式。大多數電子封條可用到被動式和主動式RFID技術。被動式電子封條的主要特點是：使用距離短、成本低、一次性。由于被動式封條不能提供持續的電力來檢測封條的狀態，所以它們也不能檢測和記錄損害行為發生的時間，而僅僅只能在通過裝有閱讀裝備的供應鏈節點時提供它們完整與否的信息。主動式電子封條更復雜一些，只有當其價格明顯下降的時候才可能反復使用。主動式封條在結合GPS技術后，能在集裝箱狀態發生變化時實時將狀態變化發生的時間、地點以及周圍的環境信息傳輸到貨主或管理人員的機器上去。更有一些封條能夠在損害行為發生時提供即時求救信號。 

    3 集裝箱運輸應用RFID需解決的問題 

    3．1 節點選擇 

    集裝箱運輸涉及到的相關企業眾多，如貨運代理、拖車公司、支線船公司、船公司、港口、堆場(專門提供空箱存放場所的公司)等，空間范圍大，貨物流轉過程復雜。因此，集裝箱運輸要建立RFID系統，首先面臨的就是系統節點選擇問題。節點選擇確立以下原則：RFID系統具有較高的使用率，帶來較好的經濟和社會效益；建設單位實力比較雄厚，信息系統以及網絡等配套設施齊全；RFID系統能夠給相關單位帶來更好的服務。 

    根據這一原則，將RFID節點選擇在空箱堆場和港口堆場非常合適。而對于發貨人或收貨人來說，因為這類企業數量眾多，規模差異較大，特別是對眾多的中小發貨人來說，RFID系統一般只有自己使用，其使用率必然很低，因此不將其作為RFID系統的節點。 

    3．2 標準問題 

    標準涉及的內容很多，有空中接口協議標準、編碼標準、測試標簽和讀寫器通訊協議標準，以及一系列應用標準等。而存在共性的主要是空中接口協議標準，如18000—6B。 

    目前，RFID三大主流標準中還沒有一個標準是特別適合集裝箱應用的。集裝箱行業有自己的RFID自動識別標準ISO 10374(1991，1995，2005)，該標準直接將集裝箱箱號和用戶信息寫入，識別的時候將信息直接識別出來，避免了代碼解析的過程，更適合于目前的集裝箱自動識別應用。當然，由于該標準主要是集裝箱行業國際標準，并沒有引起國際大公司的跟進，所以標簽成本相對比較高。 

    3．3 成本問題 

    成本問題本身不是問題，關鍵是看投人產出比，而非單純的標簽價格問題。讀取可靠、適合于集裝箱惡劣運輸環境的、有穩定讀寫性能的電子標簽才是根本，合理的商務模式才是關鍵，而不是標簽價格本身。比較集裝箱及其運載貨物的價格，集裝箱運輸應用RFID電子標簽的成本是完全可以接受的。 

    3．4 數據結構 

    在集裝箱運輸RFID系統中，標簽數據既要滿足供應鏈上各相關企業對數據存儲和處理的需要，又要保證不泄漏相關企業的商業機密。供應鏈上各相關企業對集裝箱內貨物數據的需求不一樣，即對掌握數據的詳細程度不同。比如，港口需要知道貨物種類、箱型、尺寸、箱重、目的港等，而船公司還需要知道箱內貨物的具體名稱等更詳細的數據。因此，集裝箱運輸中RFID系統的標簽數據結構要解決好數據的完整性和保密性的關系。 

    3．5 數據的有效性 

    3．5．1 數據沖突。在一個電子標簽閱讀器的識別區域內有多個電子標簽出現時，閱讀器發出識別命令后，該區域內的所有電子標簽都會對此命令作出響應，并向閱讀器發送信息。這樣，來自不同的電子標簽的數據會相互干擾，可能會導致數據丟失，甚至發生錯誤識別。這種由于多址接人同一傳輸信道而造成的數據損失稱為數據沖突，常用的防沖突措施有空間防沖突、頻域防沖突和時域防沖突3種。頻域防沖突方法價格較高，目前僅在機場的行李標簽識別系統得到應用。時域防沖突措施中的同步搜索法識別效率比較高，得到了廣泛地應用。 

    3．5．2 數據冗余。由于某一標簽(集裝箱)在沒有任何改變的情況下多次通過閱讀區域或者長時間停留在閱讀區域，造成識讀器多次獲取重復數據，同時電子標簽也會因為多次識讀而消耗能量，降低使用壽命。采用地標技術，系統可以控制地標在一定的時間間隔內發送讀取觸發信號(如10min發一次)。這樣可以有效地節約電子標簽的能量，提高其使用壽命。 

    3．5．3 數據錯誤。是指基礎數據讀取過程中獲得了錯誤的數據，如不應該讀取時，讀取了數據；聚合和反聚合過程中的數據不一致等。在中間件中實現邏輯檢查規則，通過這些規則可以有效地排除錯誤數據。集裝箱運輸RFID系統只有有效地解決數據的有效性問題，方可體現RFID技術的優越性。 

    3．6 數據的同步性 

    建立RFID系統的節點是用來采集集裝箱信息并跟蹤集裝箱的，這些標簽中的信息要在各相關企業之間共享。標簽信息在RFID系統的節點處可能會被讀取或寫入，這就要求RFID系統各節點的數據要同步。如果某節點對標簽中的信息進行更改后，沒有及時更新相關企業信息系統中的相關數據，則會由于錯誤的信息導致錯誤的判斷和處理。因此，數據同步問題，相關企業要協調一致，各企業的信息系統要有處理數據同步的機制。 

    3．7 信息的安全性 

    集裝箱貼上RFID標簽后，雖然在集裝箱運輸系統中的相關企業之間能夠加快信息傳遞，提高物流整體服務質量，但同時也給盜賊作案提供了信息。因此，用于集裝箱運輸系統中的RFID標簽要避免非系統內的讀取器閱讀，即標簽要能夠辨識閱讀器，從而決定是否將標簽內的信息發送給該閱讀器。只有做到這樣，集裝箱運輸才會更加安全。 

    集裝箱運輸在應用RFID技術的過程中，一定要充分考慮RFID技術在集裝箱運輸中的特殊性以及上面提到的7個核心問題。除此之外，RFID設備的選型也是很重要的一個問題，應謹慎抉擇。當然，集裝箱運輸的相關企業之間的緊密協作也不容忽視。