港口集装箱RFID物流研究.doc

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国内研究现状集装箱是国际物流的主要运输装备，国际货运的90%通过集装箱运输来完成。然而在信息和网络技术如此发达的今天，集装箱却没有实现任何的信息化。调查显示，大部分的集装箱箱号信息的采集是通过手工来进行的，35%的信息是不准确或不实时的，根本无法准确及时追踪到集装箱的who，where，when信息；另外一部分采用箱号图象识别。这种技术识别率只有90%左右，而且受阴雨大雾天气和集装箱破损程度的影响很大。RFID作为一种非接触的自动识别技术，应用到集装箱，开发出信息化集装箱，技术上是成熟的，行业上是迫切的，而且RFID电子标签应用到集装箱行业实现箱号的自动识别是一种必然的趋势。但RFID怎么用，如何用，采用何种技术，数据格式如何定义，应用标准如何规范等一系列问题都要进行研究测试，找出完整的应用解决方案。针对以上问题，国内专家进行了相关的研究。中集集团为了优化集装箱堆场管理，提高运营效率。在对集装箱堆场运曹深入调研基础上开发出基于RFID(无线射频识别)技术、数据无线传输网络和数据库技术相结合的集装箱堆场管理系统。从而可实时获取集装箱过闸相关信息，实时获取堆场集装箱变动信息进出箱和堆放等动作信息等，降低了人员劳动强度，避免箱号信息获取的出错率，大大提离了集装箱堆场管理效率与效益。该系统通过在工厂出入口、堆场出入口、集装箱堆高设备上安装RFID阅读器，在运箱车辆、运车司机、集装箱上配置RFID标签，结合RFID技术和无线网络(WLAN/CDMA/GRPS)。系统实现如下功能：1)集装箱号、运输车牌、司机信息自动识别，避免手工多次重复抄录；2)基于数据库技术，堆场集装箱号、位置等信息无纸化记录； 3)以2D、3D图形表示集装箱及其位置信息，通过增删、娜动图形等表示增减箱、改动箱位等；4)基于无线网络低成本无线数据传输系统便捷搭建，数据采集与传输实时化；5)强大信息查询功能、数据统计分析功能、任务实时下发功能、报表功能、堆场视图自定义功能、软件界面图形自定义功能； 6)分布式多堆场集中管理；7)系统可自动识别箱信息外，亦可以人工录入箱信息。信息输入基于触摸屏、鼠标或者键盘。【周受钦，何振威基于RFID电子标签和无线数据传输网络的可视化集装箱堆场实时信息管理系统J解决方案，2007（1）：42-46】上海港的内贸集装箱电子标签应用示范开了国内集装箱电子标签应用的先河。目前，上海港的应用示范已经取得了试验的阶段性成果。上海国际港务（集团）股份有限公司，上海锐理科技有限公司、上海埃拍司网络科技有限公司、上海交通大学、武汉理工大学等联合起来，成立了课题组，研究开发了具有国际前沿水平的、工作频段为全球通行的ISM2.4GHz集装箱电子标签系统（Container Tag System，CTS）。该系统已率先成为“两港一航”集装箱电子标签系统的应用示范。主要是在两个港口和一条航线上（龙吴港烟台港航线），完成国内首个基于集装箱电子标签实时信息交换功能的，集装箱电子标签全业务示范工业性试验。这一试验包括集装箱在港区进出道口、进出堆场、清点、装卸船、航运等流程的物流信息的写入、识别、传输、处理、查询。主要了解集装箱电子标签所有相关系统和产品，在“两港一航”运输线真实环境下的工作状况，取得第一手的现场工业性试验的数据和现场录像，获得基于集装箱电子标签系统的“两港一航”集装箱运输系统运营经验，以便进一步推广应用。【包起帆“两港一航”集装箱电子标签系统的应用示范研究J集装箱化，2006（2）：1-10】张传龙研究了RFID在现代化港口的应用，提出了基于港口服务的RFID的应用方案。该方案包括硬件系统和软件系统两个方面。硬件系统由RFID自动识别系统和通信系统组成，软件系统包括RFID信息管理系统和与之整合的港口集装箱管理系统。集装箱上的电子标签可以记录固定信息，包括提单号、箱号、持箱人、箱型、尺寸、铅封号等，还可以记录可改写信息，如货品信息、货币、起运港、目的港、中转港、船名航次等。集装箱RFID自动识别系统完成装箱数据输入、集装箱信息实时采集和自动识别；通信系统完成数据无线传输；集装箱信息管理系统完成对集装箱信息的实时一处理和管理，并完成数据统计与分析，向客户提供集装箱信息查询服务；港口集装箱管理系统监测、记录经过道口的集装箱、拖运车辆、事件发生时间、操作人员、集装箱堆放位置等信息，具有制作二维集装箱堆场贝位图和放箱、找箱功能。【张传龙RFID在现代化港口的应用J集装箱化，2008，19（3）：24-26】张佳，胡正华对RFID在集装箱运输管理中的应用进行了研究，文章讨论了RFID系统节点的选择，得出了在集装箱运输过程中可以把堆场、闸口和岸吊处作为RFID系统的节点。提出了一个基于RFID的运输模式：集装箱在一个运货循环中，RFID标签的信息被多次更新，相关企业通过internet获得自己需要的相应信息。发货人将向航运公司订舱，航运公司获得订舱信息(假设订舱条款为CY-CY)，航运公司接受订舱后通知发货入到某空箱堆场提取空箱以及将该发货人的订舱信息传递给空箱堆场，空箱堆场信息系统根据收到的订舱信息组织好将要写入到RFID标签中的信息；当发货人委派的拖车司机到空箱堆场提取空箱出闸口时，集装箱上的RF ID标签被设置在闸口的RFID读写器写入已经组织好的信息；空箱在发货人的仓库装完货物后，运往起运港，当集装箱通过起运港的闸口时，闸口的RFID读写器一方面再次向RFID标签写入信息，如重箱运抵港口的时间，另一方面读取RFID标签中的信息，读取的信息经由港口的信息系统处理后，通过Internet传递给航运公司；随后集装箱在装船时被安装在岸吊上的RFID读写器写入信息和读取信息，港口的信息系统将集装箱装船的信息通过Internet传递给航运公司，航运公司也能监控集装箱装船的情况；集装箱装船后被运往国外港口，在卸船时被安装在岸吊上的RFID读写器写入信息和读取信息，港口的信息系统将集装箱卸船的信息通过Internet传递给航运公司；收货人派拖车到卸货港提取集装箱，集装箱出闸口时RFID标签被写入信息和读取信息，港口的信息系统将集装箱被收货人提取的信息通过Internet传递给航运公司，收货人将集装箱拆空后还回集装箱堆场，空箱进入闸口时，RFID标签信息被重写。至此，集装箱完成了一个完整的运货循环，对集装箱的跟踪也完成了一个循环。【张佳，胡正华RFID在集装箱运输管理中的应用研究J包装世界，2007（6）：34-36】张成，邓延洁把集装箱电子标签的应用模式分成四个基本层次：1）基本应用，集装箱箱号的准确快速识别；2）结合港航企业管理信息系统；3）地区内跨部门应用；4）国际通用。随着应用层次的提高，其技术难度和总成木也会相应地提高。【张成，邓延洁集装箱电子标签的应用模式及推广策略J集装箱运输，2008，30（1）：22-27】张志泉把RFID应用到集装箱疏港中，自定义了射频卡信息标准。依次为车队名称，集卡车牌照号，集卡车自重，船名-1，航次-1，预定号（提单号）-1，集装箱号-1，箱型代码-1，箱毛重-1，经营人代码-1，铅封号-1，卸货港-1，MDG号-1，冷箱信息-1，冷重箱标志-1，船名-2，航次-2，预定号（提单号）-2，集装箱号-2，箱型代码-2，箱毛重-2，经营人代码-2，铅封号-2，卸货港-2，MDG号-2，冷箱信息-2，冷重箱标志-2，写卡单位代码。通过读写射频卡，提高集港数据录入速度，降低车辆通过闸口时间。【张志泉浅谈射频识别技术在集装箱码头中的应用J港口科技，2007（9）：28-30】周受钦阐述了RFID技术在集装箱追踪管理中的应用情况，他指出港口码头的RFID技术和无线网络技术应用范圈一般主要有两个方面。一是远距离信息通讯；二是远距离的数据处理。远距离信息通讯一般用于控制室与现场理货操作人员的信息沟通。例如安排货柜集卡的提箱、落箱场位、安排堆场的作业设备现场作业来倒箱调动货柜、指挥船边理货人员装卸船等等。码头的数据处理一般应用于现场理货人员将现场实时信息传回堆场管理控制系统.以利操作数据进行实时更新方便相关作业之开展。例如堆场理货人员将现场集装箱实时场位定时确认给堆场管理控制系统，然后控制人员或计划人员则可方便对此堆场场位继续操作。【周受钦RFID技术与集装箱追踪管理J专家论坛，2007（2）：42-46】陶学宗，钟雁进行了RFID技术在集装箱运输中的应用研究，一是将记录有集装箱号、箱型、货物种类、数量等数据的标签安装在集装箱上，在经过安装有识别设备的公路、铁路的出入口及码头的检查门时，完成对集装箱的自动识别。二是将RFID组件与物理封条结合起来用作集装箱的电子封条，保证集装箱在运输过程中的安全。提出了集装箱运输应用RFID需解决的问题：节点的选择，标准问题，成本问题，数据结构，数据的有效性（防止数据冲突、数据冗余和数据错误），数据的同步性，信息的安全性。【陶学宗，钟雁RFID技术在集装箱运输中的应用研究J物流技术，2006（4）：40-42】目前，RFID在集装箱上的应用实例主要有以下几个：1.关国倡导的集装箱安全协议(CSI) ： CSI是关国为确保进港集装箱安个而采取的新举措，是为了减少关国遭受恐怖袭的风险。所有输美集装箱将安装电子封条，通过数据读取仪从电子封条上获取数据，然后实时传送到特设的信息平台。当集装箱受到损坏、运输线路变更或延迟等意外情况发生时，管理者可通过电脑、手机或PD A迅速接收系统的自动报警。 2.上海港集装箱电子标签两港一航示范：在上海至烟台的两港一航工业性示范中，结合内贸集装箱运输特点，FRID系统采用了双频电子标签系统集成技术，标签内存储了集装箱和所装货物的信息，还可以自动记录箱门开关等相关信息。3.香港和深圳港口RFID投入商业运行：中国香港和深圳的港口已经配置了尤线射频识别追踪设备并正式投入商业运行。该项目的技术提供商运营着一个全球信息网络，该网络运用有效的无线射频识别设备和软件为承运商提供有关其海上货运集装箱及物品的位置和状况方面的信息。4.韩国政府实施的智能箱计划：这项被称为“RF1D海运物流”的项目目标是通过RF1D技术方案来加强韩国国际贸易的高效性和安全性。安装有智能标签和传感设备的智能集装箱，在运输安全系统(TSS)软件的监控下从釜山港运往关国西海岸和欧洲主要港口。这个项目将使用多个主动RF1D产品，包括一个电子封条、一个支持RF1D的传感器封条，可以贴在集装箱上，能够随时将集装箱的一些关键信息如位置、安全状况、温度和湿度的变化传送给读取器网络，人们就可以监控供应链中的集装箱。【肖汉斌，阮轶RFID在集装箱运输中的应用J中国水运，2007（4）：52-53】金楠等从集装箱的实际回收情况中得出电子标签在集装箱循环使用中的作用。在集装箱上使用电子标签作为集装箱信息电子化的重要载体。将集装箱箱号、生产厂家、拥有人等详细信息输入电子标签。当贴有标签的货箱经过阅读器时，标签便将产品数据传递给阅读器，阅读器再将数据下载到中央处理器，生成集装箱管理数据库。这样，集装箱从出厂到最后卸货其中的所有过程都可以被清楚地了解和把握。从而使集装箱循环更加流畅，能够帮助集装箱回收部门及时了解集装箱的动态，及时与货主或代理人或租赁人保持联系，联系的方式可以是传真或者网络。避免由于长时间处于无人看管状态而被荒废，有效地提高了集装箱的利用率。【金楠，万晓霞，柯贤文电子标签在集装箱循环使用中的应用J中国水运，2007（4）：52-53】王庆纲等提出了RFID在集装箱多式联运中的应用方案。把集装箱运输的起运点、途中重要站点、暂存的堆场以及最终目的地等作为掌握集装箱动态信息的监控节点，在这些节点安装基于RFID技术的信息管理系统，对信息进行自动识别和处理，并通过Internet实现信息的多方共享。电子标签中记录集装箱号、货物编码、数量、发货站点及到货站点等信息。【王庆纲，缪立新射频识别技术在集装箱多式联运中的应用J中国物流与采购，2004（7）：54-55】1、 集装箱电子标签系统的构建1.1 典型的集装箱电子标签应用系统的建立 RFID技术只是自动化采集集装箱信息的一种手段，一个完善的集装箱电子标签应用系统光有这样一种技术在集装箱的应用是远远不够的，必须配合无线数据传输系统来实现数据的同步传输，并配以后台的管理支撑软件来才能形成一套完整的集装箱RFID应用系统，才能实现集装箱的自动识别以及可视化的管理【 Yogesh V Joshi Information. Visibility And Its Effect On Supply Chain Dynamics D .Submitted to the Department of Mechanical Engineering on May 8, 2000】。所以，如果没有现代的通讯技术和计算机技术以及互联网技术的飞速发展，RFID技术在集装箱上的应用将永远停留在箱号识别这一个低级阶段上，不能给集装箱物流产生多大的经济效益，更不可能为集装箱运输带来飞跃式的革命。 通过集装箱电子标签信息管理系统与传统港口里面的集装箱信息管理系统的融合，一个典型的集装箱RFID系统应该可以实现准确实时的集装箱历史和当前状态、运输车辆历史记录、集装箱进出道口的当前状态和历史记录、堆场集装箱存放位置、堆场目前集装箱的存放状态的记录和查询等，从而来实现集装箱和堆场数据管理、车辆运输记录管理、堆场自动化管理、无纸化操作和实时数据传输以及集装箱供应链的透明化【张守生.日照港集装箱理货信息化建设初探.港口科技动态，2005.10】。集装箱电子标签应用系统实现了箱、车的自动识别，既大大缩短了以前手工作业模式所需要的时间，加快了集装箱的运输、堆场速度；改善了工作人员的办公环境，降低工作人员在恶劣环境下的手工作业量，又减少了信息错误录入，提高信息采集的准确率。这些都将使得航运企业和港口企业以及集装箱物流公司取得良好的经济效益，增强了企业的竞争力。另外其社会效益也不可低估，真正起到了科技提高生产力的目的。【秦虎，王红卫，谢勇.基于电子标签的数据采集系统.物流技术，2004.10】1.1.1 总体结构一个典型的集装箱电子标签应用系统可以建设为三级体系结构，这个应用系统可以分为以下几个分系统，如图1-1所示。图1-1 集装箱电子标签自动识别应用系统的整体结构其中集装箱电子标签自动识别系统完成装箱点的数据输入、集装箱信息的实时采集和自动识别；港区无线通信系统完成在港区大范围环境下的数据无线传输通信，用以将前端电子标签系统的数据传输到后端的集装箱信息实时交换系统；港口集装箱信息管理系统完成后端对集装箱信息的实时处理和管理，并进行EDI数据交换实现港间的集装箱信息实时交换。1.1.2电子标签自动识别系统适用于港口集装箱运输的电子标签自动识别系统是整个应用系统的基础，每个港口电子标签自动识别系统的基本配置为：集装箱电子标签、电子标签信息录入设备、电子标签基站式读写器、电子标签无线式读写器、电子标签无线桥接、电子标签哨兵、集装箱电子封条等【谢勇，王红卫，李再进.基于电子标签的物流路径跟踪系统研究.物流技术，2005.12】。安装电子标签读写器的设备为桥吊、门机等设备和道口、堆场等场所。同时配备手持读写设备以及装卸机械驾驶室中的显示设备等，如图1-2所示：集装箱电子标签802.11WLAN无线局域网基站式读写器计算机数据库无线传输系统无线式读写器电子标签录入设备图1-2 电子标签自动识别系统网络拓扑图集装箱电子标签装置采用射频识别技术，提供一种非接触的、可同时识别和读写多个静止标签和移动中的标签，其储存信息量大、使用寿命长、保密性好，电子标签安装在集装箱的箱体表面。基站式读写器安装在集装箱卡车的运行通道上，天线和读写设备安装在集装箱吊运设备上，读写器可以向电子标签读写集装箱运输中的信息，并通过数据接口用有线或无线传输方式与集装箱管理系统进行数据交换，实现集装箱的自动识别和实时管理【Deelereq C. A globalarchitectures for ISM survey on short range low power wireless applications. Semiconductor Conference data transmission 2001.CAS 2001 Proceedings. International, Volume:l, 2001, 117一126】。集装箱电子标签自动识别系统主要满足在集装箱港区的进出道口、堆场轨道式龙门吊、岸边门机或桥吊、管理人员手持读写等工作环境和设备上的使用。集装箱通过港区道口时候不受雨、雪、雾、酷热、严寒、噪声、机械、震动、冲击和大范围金属干扰等恶劣环境的影响。考虑到港口的作业环境，电子标签识别系统应该能满足以下功能：（1）电子标签在集装箱上安装后防碰撞机械性能；（2）电子标签的读写功能、容量、数据信息符合集装箱运输规范；（3）电子标签读写的安全管理信息和保密用户授权读写机制；（4）电子标签读写设备的无线网络通讯功能；（5）电子标签在不同场合和不同距离下的高可靠性，且有漏读报警功能；（6）手持式读写设备的设计满足特定环境下的应用；（7）电子标签设备的低功耗、低成本、全天候工作性；（8）中间件，包括读写器的输出和与公司生产管理软件的接口软件。1. 1. 3无线传输通信系统通信传输在港口应用有其自己的特点：第一，在港口、码头及货场，使用步话机报告货位和货号极易产生差错；第二，在港口的有些地段，尤其是近海作业区，因为受海潮的影响，不适合大面积在地面敷设线路；第三，架空明线也是港口尤其是作业区不允许的。因为大型起重装置在作业区是移动的，使得架空线的高度成为极大问题；第四，相当部分的港口作业具有移动性，不允许采用有线的通信方式。而无线局域网具有高移动性、强保密性、抗干扰性和架设与维护便捷、支持移动计算等特点，在位置变动频繁、成长快速、各类突发性事件，以及不方便铺设有线网络的情况下，可以把货物、集装箱情况和资料直接传输到计算机中进行处理，大大提高了工作效率和服务质量，避免了不必要的差错。适用于港口电子标签自动识别系统应用实际需求的港区无线传输通信系统，将部署在码头道口、龙门吊、门机、桥吊等设备上的电子标签设备的信息无线传输并无缝接入到后端集装箱信息实时交换系统中。无线传输通信系统完成以下的功能：(1)无线局域网的大型开放空间覆盖模式。在大型开放空间中要求无线信号覆盖的范围更大，采用无线局域网专用功率放大器以及天线等辅助设施来扩大无线网络覆盖面积，实现大型开放空间网络覆盖的需求。(2)将安装在岸边桥吊上的识别设备、管理人员手持机读写出来的电子标签信息无缝接入到集装箱信息实时交换系统的技术，并在一定的范围内实现网络漫游、资源共享。(3)满足港口地理环境的限制、应用的实际要求。1.1.4港口集装箱信息管理系统 最理想的集成电子标签的集装箱信息管理系统包含EDI单证电子流转、进出口箱区的自动预分配、可视化配载、堆场图形化属性设置、管理，龙门吊、桥吊实时确认最终的场箱位、所有港务机械中央监控等国内外业界领先功能，同时与电子标签无逢衔接的基于目前最先进的独立于操作平台的B/S架构的集装箱实时操作平台软件。 集装箱电子标签智能管理系统集成了目前国内外贸、内贸港口集装箱管理软件的优点，具有规范性、通用性和可操作性，并且与电子标签实现无缝连接。信息实时交换系统完成后端对集装箱信息的实时处理和管理，并进行EDI数据或因特网数据的交换，实现起运港和目的港之间的集装箱信息实时交换【张益强，郑铭，张其善.远距离无源射频识别系统设计.遥测遥控，2004.4】。它的完成、实施与推广为加快中国内贸港口管理信息系统的建设，使港口管理信息数据库满足港口管理的需要，实现各港的数据互通，最终达到港、航、货及上级主管部门信息共享打下了坚实的基础。这对加强和完善中国内贸集装箱运输行业管理，提高行政管理水平和行政管理效率，促进中国水运事业健康发展有着重要作用。 理想的港口集装箱信息管理系统具体可以实现以下功能：(1)该集装箱实时操作平台软件除了包含普通集装箱操作平台的基本功能模块外，如“进出道口”、“进口卸船”、“出口装船”、“堆场管理”、“集箱管理”、“记费小结”、“摘要查询”、“统计报表”等。还包括一些特色功能，其中包括系统无缝集成电子标签、参数规范自定义或导入、EDI接受/转换、自动箱区预分配、船舶泊位统一/分离设计、堆场属性和规范图形分配、龙门吊/桥吊箱位实时确认、可视化配载、港口机械(桥吊，龙门吊，叉车，港内集卡等)中央监控、装/卸船作业线分配、龙门吊/桥吊/内集卡终端操作平台等。(2)主要关键技术包括B/S架构的实时控制、堆场/船图的图形化表示、堆场分配算法。同时该系统支持电子标签实时读写存储，便于电子流全线跟踪物流。而且能够为将来针对不同客户提供个性化服务，提供开放、统一的平台。 (3)建立集装箱信息交换平台，实现基于电子标签识别系统的实时集装箱信息交换，以及各港航间实现电子数据交换。 (4)提供完善的安全支撑系统。装箱点通过手持PDA或笔记本电脑将集装箱货物信息写入电子标签港区进出道口道口读写器读电子标签信息，信息进入港口集装箱信息系统进行信息存储，跟预约进口箱信息进行对比，确认后正常放行并分配场箱位。堆场：轨道式龙门吊读取电子标签确认无误后，再起吊集装箱堆放到指定场箱位，完成集装箱位置数据的自动记录。岸边桥吊从集卡到堆场从堆场到集卡读取电子标签确认无误后，再起吊集装箱放到集卡上。读取电子标签确认无误后，吊入到船的指定位置。船拆箱点通过手持PDA或笔记本电脑将集装箱货物信息重新写入电子标签港区进出道口道口读写器读电子标签信息，信息进入港口集装箱信息系统进行信息存储，跟预约提箱信息进行对比，确认后正常放行。堆场：轨道式龙门吊读取电子标签确认无误后，再起吊集装箱堆放到指定场箱位，完成集装箱位置数据的自动记录岸边桥吊从集卡到堆场从堆场到集卡读取电子标签确认无误后，再起吊集装箱放到集卡上。【根据提单的集装箱号翻箱找箱】读取电子标签确认无误后，从船中把集装箱吊到集卡上，信息进入港口集装箱信息系统进行信息存储。进 口 集 装 箱 卸 船 提 箱 流 程出 口 集 装 箱 进 箱 装 船 流 程图1-3 集装箱电子标签系统的工作流程图1. 2系统工作流程要知道集装箱电子标签系统的工作流程必须首先弄清楚普通集装箱运输的流程。从集装箱运输一般流程中来看集装箱在空间上的转移，空集装箱最初存放在空箱堆场，由拖车运到货主仓库装箱，载货箱由拖车运到始发港口，由船舶把载货箱运到目的港口，载货箱由拖车运到收货人仓库拆箱，然后将空箱运到指定的空箱堆场。图1-3为集装箱电子标签系统的工作流程图，主要是在港口中的流程图，包括货物信息的写入，港区进出道口、进出堆场、清点、装卸船、航运和集装箱物流信息查询等流程。以集装箱出口流程为例，它要经过以下几个步骤： (1)在装箱点通过手持PDA或笔记本电脑将集装箱货物信息写入电子标签，包括货物集装箱的分类信息、集装箱内的货物信息、集装箱装卸作业信息、到达地信息、出发地信息、到达时间、集装箱维护信息等等。货物状态信息分为两个部分：固定信息和动态可变信息。固定信息主要是集装箱分类信息(如编号、种类、所属公司等)以及维护管理信息(如集装箱生产厂、维护日期、报废日期等等)。动态信息是某次运输过程中的特定信息，如货物的种类、到达地、出发地、到达时间、某地装卸货物信息等等； (2)载有带电子标签的集装箱卡车开往港口，RFID天线受阅读器控制不断发射电波搜寻，当集装箱通过港口管理道口收发信机时，收发信机被触发，发射出能唯一表明通过闸口集装箱身份的代码信息(如集装箱编码、类别、吨位等及来源地或目的地等)，并同时接收辨别检验、录入存储信息，出入港口管理站收发信机接收信号后，经处理传输到计算机系统，进行数据管理及存档，以备查询。进行信息存储或信息对比，确认后正常放行并分配场箱位； (3)集装箱卡车开往指定堆场，轨道式龙门吊在接到道口发来的指令后，开始起吊集装箱，经电子标签读取确认无误后，再堆放到指定场箱位，同时数据库记录场箱位。集装箱在堆场等待装船； (4)经港方中控室配载后，贴有电子标签的集装箱由轨道式龙门吊从堆场起吊，同时读取所吊取的集装箱电子标签的信息，核对无误后，装上集卡发往岸边桥吊； (5)桥吊将集装箱吊起装船，同时读取电子标签信息，根据配载将集装箱装船到指定船箱位。出口程序：集装箱进场贴电子标签，写电子标签信息，信息进入系统，堆场轮胎吊卸箱装车，无线读写器读取电子标签信息进入系统，岸边桥吊卸车装船，无线读写器读取电子标签信息由无线网进入管理系统，完成进场出口程序。1.2 系统的特点集装箱在堆场中的位置实现自动化记录和存储；通过优先搜索算法，自动生成作业顺序，快速完成集装箱的提箱作业；轨道式龙门吊司机只需操作两个动作，抓箱和放箱，其余有计算机自动来完成大大降低了司机的工作强度。1.3 系统的实现1.3.1 标准集装箱国际标准集装箱是指国际标准化组织104技术委员会制订的集装箱。国际标准集装箱也不是一成不变的，自1961年104技术委员会成立以来，曾有过多次补充、删减和修改。到目前为止，国际标准集装箱共有13种规格。见下表1-1【朱晓宁.集装箱运输与多式联运.北京，中国铁道出版社,2005:29-30】.表1-1 国际标准集装箱现行箱型系列箱型长度宽度高度总重mmft/inmmft/inmmft/inkglb1AAA1219240/24388/028969/630480672001AA1219240/24388/025918/630480672001A1219240/24388/024388/030480672001AX1219240/24388/024388/030480672001BBB912529/11.2524388/028969/625400560001BB912529/11.524388/025918/625400560001B912529/22.2524388/024388/025400560001BX912529/11.2524388/024388/025400560001CC605819/10.524388/025918/624000529201C605819/10.524388/024388/024000529201CX605819/10.524388/024688/024000529201D29919/9.7524388/024388/010160224001DX29919/9.7524388/024388/010160224001.3.2 港口堆场的集装箱堆放原则堆场堆放的总原则是：空箱与重箱分开堆放；进口箱和出口箱分开堆放；按箱型号分开堆放。 1.3.3 集装箱码头的装卸工艺在集装箱码头上由集装箱装卸桥和跨运车、轮胎式龙门起重机、轨道式龙门起重机、底盘车和叉车等水平搬运机械可组成不同的装卸工艺方案。如装卸桥-跨运车方案，装卸桥-轮胎式龙门起重机方案，装卸桥-轨道式龙门起重机方案，装卸桥-底盘车方案和装卸桥-集装箱叉车方案。该系统采用装卸桥-轨道式龙门吊起重机方案，这种工艺方案是通过装卸桥把集装箱从船卸到码头前沿的集卡上，通过集卡把集装箱运到堆场，堆场作业采用轨道式龙门起重机。轨道式龙门起重机的主要特点是：机械沿轨道运行，具有能实现自动化控制的特点。与轮胎式龙门起重机相比，堆场堆箱的自由空间和宽度更大，在所有集装箱堆场机械中场地面积利用率最高，单位面积堆箱数最多，它可跨14排或更多排集装箱，堆码高度可达4-5层集装箱。机械结构简单，操作比较可靠，但初始投资大。该方案适合年吞吐量10万TEU以上或连个连续泊位的集装箱码头使用。1.3.4 集装箱在码头堆场上的位置表示：集装箱码头堆场总面积较大，根据码头堆场的位置，往往将整个港区堆场划分若干个分堆场，如1号堆场、2号堆场、3号堆场等。对每一个分堆场可再划分若干个区，如1区、2区、3区等。然后再对每一个区划分若干个段，并用代号表示，如A段、B段、C段等。每个段的形状为矩形，其宽度为6个标准箱的宽度（应留有一定的空隙），因而每个段的宽度可表示为6行，用01、02、03、04、05、06表示。每段的长度通常为30个6.1m（20ft）标准箱的长度。因而每行有30个6.1米（20ft）箱长度方向的堆放位置，每个位置称为一间，用01、03、05、07、09、57、59表示，共30个间位。另外，集装箱在码头堆场的堆放高度通常为46层集装箱，具体从为地面往上表示1层、2层、3层、4层、5层、6层。由于层数不多，在实际操作中很容易识别，所以在码头箱位表示中并不用层这个位置，只用区、段、行、间4个位置就已经足够了。如图1-4，2B0403表示该集装箱在2区B段第4行第3间。01 03 07 09 59010203040506图1-4 码头堆场平面行、间示意图1.3.5 堆场系统拓扑图集卡轨道龙门吊堆 场集装箱传感器RFID读写器找箱模块控制模块位置记录模块港口集装箱信息管理系统数据库 莇蝿袀艿莆袂肆膅莅薁袈肁蒅蚄肄羇蒄螆袇芅蒃蒆肂芁蒂蚈羅膇蒁螀膁肃蒀袂羃莂蒀薂螆芈葿蚄羂膄薈螇螄肀薇蒆羀羆薆虿螃莅薅螁肈芁薄袃袁膇薄薃肇肃薃蚅衿莁蚂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇螂袆肅芆袄膁莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃螈羂肂节袁螅莀莁薀羁芆莁蚃螄膂莀袅罿膈荿薅袂肄莈蚇肇莃莇蝿袀艿莆袂肆膅莅薁袈肁蒅蚄肄羇蒄螆袇芅蒃蒆肂芁蒂蚈羅膇蒁螀膁肃蒀袂羃莂蒀薂螆芈葿蚄羂膄薈螇螄肀薇蒆羀羆薆虿螃莅薅螁肈芁薄袃袁膇薄薃肇肃薃蚅衿莁蚂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇螂袆肅芆袄膁莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃螈羂肂节袁螅莀莁薀羁芆莁蚃螄膂莀袅罿膈荿薅袂肄莈蚇肇莃莇蝿袀艿莆袂肆膅莅薁袈肁蒅蚄肄羇蒄螆袇芅蒃蒆肂芁蒂蚈羅膇蒁螀膁肃蒀袂羃莂蒀薂螆芈葿蚄羂膄薈螇螄肀薇蒆羀羆薆虿螃莅薅螁肈芁薄袃袁膇薄薃肇肃薃蚅衿莁蚂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇螂袆肅芆袄膁莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃螈羂肂节袁螅莀莁薀羁芆莁蚃螄膂莀袅罿膈荿薅袂肄莈蚇肇莃莇蝿袀艿莆袂肆膅莅薁袈肁蒅蚄肄羇蒄螆袇芅蒃蒆肂芁蒂蚈羅膇蒁螀膁肃蒀袂羃莂蒀薂螆芈葿蚄羂膄薈螇螄肀薇蒆羀羆薆虿螃莅薅螁肈芁薄袃袁膇薄薃肇肃薃蚅衿莁蚂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇螂袆肅芆袄膁莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃螈羂肂节袁螅莀莁薀羁芆莁蚃螄膂莀袅罿膈荿薅袂肄莈蚇肇莃莇蝿袀艿莆袂肆膅莅薁袈肁蒅蚄肄羇蒄螆袇芅蒃蒆肂芁蒂蚈羅膇蒁螀膁肃蒀袂羃莂蒀薂螆芈葿蚄羂膄薈螇螄肀薇蒆羀羆薆虿螃莅薅螁肈芁薄袃袁膇薄薃肇肃薃蚅衿莁蚂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇螂袆肅芆袄膁莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃螈羂肂节袁螅莀莁薀羁芆莁蚃螄膂莀袅罿膈荿薅袂肄莈蚇肇莃莇蝿袀艿莆袂肆膅莅薁袈肁蒅蚄肄羇蒄螆袇芅蒃蒆肂芁蒂蚈羅膇蒁螀膁肃蒀袂羃莂蒀薂螆芈葿蚄羂膄薈螇螄肀薇蒆羀羆薆虿螃莅薅螁肈芁薄袃袁膇薄薃肇肃薃蚅衿莁蚂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇螂袆肅芆袄膁莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃螈羂肂节袁螅莀莁薀羁芆莁蚃螄膂莀袅罿膈荿薅袂肄莈蚇肇莃莇蝿袀艿莆袂肆膅莅薁袈肁蒅蚄肄羇蒄螆袇芅蒃蒆肂芁蒂蚈羅膇蒁螀膁肃蒀袂羃莂蒀薂螆芈葿蚄羂膄薈螇螄肀薇蒆羀羆薆虿螃莅薅螁肈芁薄袃袁膇薄薃肇肃薃蚅衿莁蚂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇螂袆肅芆袄膁莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃螈羂肂节袁螅莀莁薀羁芆莁蚃螄膂莀袅罿膈荿薅袂肄莈蚇肇莃莇蝿袀艿莆袂肆膅莅薁袈肁蒅蚄肄羇蒄螆袇芅蒃蒆肂芁蒂蚈羅膇蒁螀膁肃蒀袂羃莂蒀薂螆芈葿蚄羂膄薈螇螄肀薇蒆羀羆薆虿螃莅薅螁肈芁薄袃袁膇薄薃肇肃薃蚅衿莁蚂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇螂袆肅芆袄膁莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃螈羂肂节袁螅莀莁薀羁芆莁蚃螄膂莀袅罿膈荿薅袂肄莈蚇肇莃莇蝿袀艿莆袂肆膅莅薁袈肁蒅蚄肄羇蒄螆袇芅蒃蒆肂芁蒂蚈羅膇蒁螀膁肃蒀袂羃莂蒀薂螆芈葿蚄羂膄薈螇螄肀薇蒆羀羆薆虿螃莅薅螁肈芁薄袃袁膇薄薃肇肃薃蚅衿莁蚂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇螂袆肅芆袄膁莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃螈羂肂节袁螅莀莁薀羁芆莁蚃螄膂莀袅罿膈荿薅袂肄莈蚇肇莃莇蝿袀艿莆袂肆膅莅薁袈肁蒅蚄肄羇蒄螆袇芅蒃蒆肂芁蒂蚈羅膇蒁螀膁肃蒀袂羃莂蒀薂螆芈葿蚄羂膄薈螇螄肀薇蒆羀羆薆虿螃莅薅螁肈芁薄袃袁膇薄薃肇肃薃蚅衿莁蚂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃聿芇螂袆肅芆袄膁莄芅薄羄芀芄蚆膀膆芃螈羂肂节袁螅莀莁薀羁芆莁蚃螄膂莀袅罿膈荿薅袂肄莈蚇肇莃莇蝿袀艿莆袂肆膅莅薁袈肁蒅蚄肄羇蒄螆袇芅蒃蒆肂芁蒂蚈羅膇蒁螀膁肃蒀袂羃莂蒀薂螆芈葿蚄羂膄薈螇螄肀薇蒆羀羆薆虿螃莅薅螁肈芁薄袃袁膇薄薃肇肃薃蚅衿莁蚂螈肅芇蚁袀袈膃蚀薀肃