射頻識別技術(RFID)是從2O世紀8O年代走向成熟的一項自動識別技術。它利用射頻方式進行非接觸式雙向通信交換數據,以達到識別目的。與傳統的磁卡、Ic卡相比,該技術的最大優點在于遠距離和非接觸識別,因此完成識別工作時無須人工干預,適合于實現系統的自動化且不易損壞,可識別高速運動物體并可同時識別多個視頻卡,操作快捷方便。射頻卡不怕油漬、灰塵污染等惡劣環境。目前,RFID已經廣泛應用于汽車生產,交通運輸控制管理,汽車、火車等交通監控, 高速公路自動收費系統,停車場管理系統,物品管理,車輛防盜等諸多領域。
1、RFID在港口中的應用現狀
在港口生產管理中,RFID主要應用在集裝箱的自動識別和貨物追蹤管理上。通常是將記錄有集裝箱號、箱型、裝載的貨物種類、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、鐵路的出人口、碼頭的檢查門時,閱讀器發出無線電波,RFID標簽自動感應后將相應的數據返回到閱讀器,從而將RFID標簽上保存的信息傳輸到EDI系統,實現集裝箱的動態跟蹤與管理。目前國內深圳鹽田港、上海港都有成功應用的先例。 此外,為了確保海運安全、暢通,美國政府提出了“集裝箱安全協議”(CSI)。目前,以有包括我國深圳鹽田港在內的全世界38個主要港口被納人到CSI中。上述各個港口出口的所有輸美集裝箱,將安裝電子封條,通過數據讀取儀從電子封條上獲取數據,然后將集裝箱信息實時傳送到特設的信息平臺。當貨柜受到損壞、運輸線路變更 或延遲等意外情況發生時,集裝箱管理者可通過電腦、手機或PDA迅速接收系統的自動報警,第一時間了解相關情況。
2、RFID在港口載貨汽車
智能調度與管理中的應用作為現代物流系統中重要的中轉站,港口除了進行以集裝箱為載體的貨物流轉以外,其他如煤炭、礦石、焦炭、水泥等大宗散貨,仍需要大批量的汽運疏港。以日照港股份二公司為例,隨著礦石、水泥等吞吐量的急劇增加,目前日汽運發貨量超過5萬噸,晝夜出人港車輛高峰超過1000輛(次)。在新的生產形勢下,先前載貨汽車的調度管理手段呈現諸多弊端:其一,貨車司機常需多次往返前方堆場和磅房,貨主、司機、理貨員以及磅房檢斤員工作強度高,但作業效率低下;其二,各個貨種的計劃發運量都是經人工逐一通知到各個檢斤磅房,容易因計劃延遲以及各個磅房間溝通不暢而導致發貨量出現差錯;其三,由于難以及時了解港內貨車的作業動態,貨車人港大門處容易積壓。因此,采取新的技術手段和管理方法,改革現有載貨汽車的管理方式勢在必行。利用RFID技術,實現港口載貨汽車的智能調度與管理,是RFID的一個全新的應用領域,對改善和提高港口的車輛自動化管理水平,普及和推廣RFID都將大有裨益。
2.1系統功能介紹
日照港(集團)有限公司提出利用RFID射頻 識別技術來實現港區載貨汽車的智能調度與管理,將RFID系統、電子汽車衡、控制信號裝置等組成車輛身份自動識別和稱重控制系統,結合計算機生產管理系統以及信息數據庫管理系統,通過信息化和網絡化建設有效提高計劃控制和調度管理的實時性和準確性,簡化磅房工作人員的操作,降低勞動強度,縮短車輛過磅的檢斤時間,從而提高港El的生產作業效率和管理水平。
2.2功能模塊劃分
按照系統功能模塊劃分,系統可分為車輛登記與發卡管理子系統、車輛稱重控制與管理子系統、計劃控制與管理子系統、數據信息統計分析管理子系統、系統維護管理子系統。各子系統功能描述如下:
2.2.1車輛登記及發卡管理子系統
該子系統完成對車輛信息的采集登記以及車輛射頻卡的發放記錄。車輛基本信息,如號牌、車架號、發動機號、車主、核準載重等信息通過人工輸人獲取。空載貨運車輛在人港泊車區通過檢查后駛人地磅稱重,稱重值作為核準皮重信息,通過RFID讀寫器寫人車載射頻卡中,以便以后除皮或再次人港檢查核準用。車載射頻標簽的ID號與車輛的牌照號碼、車架號碼是一對一的關系。在系統網絡正常情況下,只需讀取車載射頻標簽的ID號就可通過已建立的車輛信息數據庫進行車輛信息的查詢調用。
2.2.2車輛稱重控制及管理子系統
空車、重車信息的采集過程是通過不同地點的磅房設備自動完成。該子系統通過計算機與外設的通信接口和I/0控制接口,實現對信號燈、報警器、欄桿機的自動控制,還可通過RFID讀寫器對射頻卡進行讀寫操作,并自動采集汽車衡控制儀表的稱重數據。系統對采集的信息(如車輛類別、重量信息、車輛狀態)進行處理判斷,根據不同的判斷結果引導車輛轉人不同的流程。該子系統通過磅房計算機的網絡接1:3將采集到的信息上傳至數據服務器進行存儲記錄。
2.2.3計劃下達與管理控制子系統
計劃下達與管理控制子系統是系統中對港口貨物從數量上集中控制管理的模塊,實現對來港車輛作業數量的有效控制與管理。該子系統也是系統物流信息的源頭,能完成計劃制定、計劃修改、計劃跟蹤執行、計劃管理控制功能。 因為計劃管理部門、調度控制部門、現場檢斤磅房全部連成網絡,各個磅房可實時獲取各貨物的計劃發運量,并可自動累加,統計生成貨物的已發貨量、剩余發貨量等信息,當貨物的累計發貨量接近計劃發貨量時(可設定相應的數值),系統會自動提示檢斤人員停止該貨物的檢斤操作,以確保貨物發運的有序進行。同樣,貨運計劃的下達部門也可根據可能發生的情況,對貨運計劃進行臨時調整,調整的計劃也將實時傳遞到各個磅房, 提示檢斤員進行相關的操作。
2.2.4數據信息統計分析管理子系統
系統通過各個信息采集點(計劃下達、調度管理、車輛登記、人港檢驗、裝載檢斤、出港檢驗) 采集了作業車輛的大量信息。數據信息管理子系統對這些信息進行統計分析處理,并按照既定格式輸出統計報表。該子系統可以為貨主、生產管理部門提供及時準確的信息量,提高服務質量、提高生產效率、提高管理水平。
2.2.5系統維護管理子系統
系統維護管理子系統是為了使應用軟件平臺操作更具靈活性、維護更具方面性而設計的功能模塊。其中包括:系統數據字典的設計、編輯、查詢功能;系統軟件的參數配置功能設置、修改編輯功能;系統用戶的管理和權限的設置、編輯和修改;系統日志的查詢、打印、清除功能。
3、系統結構與作業流程
3.1系統結構以自動化、信息化、網絡化為特征的港區車輛
自動化管理系統將面向港1:3的生產管理部門(商務中心、調度計劃、檢斤計量、安全保衛)、貨主、 車主,以貨物和車輛為管理對象。各方組成情況見圖1。
圖1 系統組織結構
系統網絡結構圖如圖2所示。各管理終端、貨主、調度部門、計劃管理部門、磅房統一連成計算機網絡。依靠計算機網絡,調度、計劃等部門可以直接將工作指令傳達到各個磅房,各管理終端也可依靠不同的瀏覽權限,依靠各磅房反饋的信息,實時了解港內各個貨種發運狀況。
圖2 系統網絡結構圖
3.2系統工作流程
貨物發貨流程可分為發運計劃的制訂、分解、 派運及裝載4個步驟(圖3)。針對某一特定貨物,由專門機構發布發運計劃,形成計劃單,計劃單中包含計劃號、船名、貨名、作業委托人等基本信息。貨車司機憑提貨單人港作業,每一個提貨單號都同計劃單中的計劃號相對應。貨車在人港 大門處可生成車輛登記單,內容包含射頻卡的ID號、車架號、車牌號、核準皮重等信息,車輛登記單同提貨單又形成二次捆綁對應。貨車載貨稱重后形成檢斤單,其中包含提貨單號,可實時反饋到計劃發運機構,動態了解貨物發運狀況。 整個系統信息的傳遞依賴計算機網絡,而基于RFID的車輛自動識別及稱重系統可以看作數據采集的終端,信息可在各個網絡節點共享,也可供調度、計劃等管理部門統一掌控。
圖3 系統工作流程圖
4、討論
日照港將RFID技術首次應用到港口載貨汽 車的智能調度與管理上,不僅拓展了RFID技術的應用領域,還規范了載貨汽車在港內的生產組織流程,減少了現場操作人員的工作強度,提高了工作效率,港口自動化及數字化程度也得到明顯加快。此外,由于每部貨車射頻卡的ID號同車重、車架號、車牌號等信息捆綁在一起,可從技術上遏制少數不法人員,采取數車交換車牌、檢斤后二次裝貨、夾帶貨物以及加大空車重等多種作弊手段,盜竊港區內的貨物現象(筆者將另撰文闡述)。因此,RFID在港口企業車輛管理中具有十分廣闊的應用前景。 應當指出,基于Intemet的RFID在集裝箱運輸上已經得到了初步的發展。由于整個集裝箱運輸物流鏈涉及到儲運中心與貨主端、裝船港、卸船 港、收貨人端等環節,首先需要解決的是數據同步問題。此外,集裝箱運輸系統中的RFID的使用標準尚未在全球范圍內取得統一。因此,RFID技術在港口集裝箱運輸中的應用還需要不斷的發 展、成熟。與此相對應的是,RFID技術在港口載貨汽車的智能調度與管理中的實現,首先依賴于企業的內部網絡(Intranet),這里既有企業內部規范管理的要求,更有安全陛的考慮。其他如貨主、 收貨人等網絡終端,可利用VPN的方式,獲取相關信息。隨著RFID技術的不斷發展,基于Internet的RFID技術在港口貨運管理系統應用也將成為現實。