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基于新一代物联网技术的智能集装箱运输标准体系构建

发布日期:2021-08-15 02:55   来源:未知   阅读:

  智能集装箱运输体系的建立,是一项复杂的系统工程,客观上要求标准化提供支撑和保障作用。但在发展现代物流的大背景下,智能集装箱运输行业标准化面临突出的挑战就是标准间的衔接不够,甚至出现矛盾的情况,标准内容“技术分歧”之辩尤为突出。智能集装箱运输是一种必然的发展趋势,智能集装箱运输标准体系的构建显得尤为重要。

  “智能集装箱”概念最先起源于美国,通常指在现有集装箱外部和内部增加一些用于集装箱运输通信、状态检测与设备识别的电子设备,可以在集装箱运输过程中将集装箱的一些关键信息,如集装箱基本信息、货运信息、集装箱位置、安全状况、箱内温湿度或压力等状态信息传送给集装箱运输应用网络,集装箱承运人、发货人、收货人均可以通过相关系统,不用开箱就可以实现货物信息的读取,箱位的追踪,了解货物的实时方位、状态和安全状况。更先进的智能集装箱还可以进行一些自我防护措施,如超温自动降温、超压自动降压处理等。

  近年来,随着RFID(射频识别)技术不断进步,全球范围内不断掀起应用RFID的热潮。无论在社会生产流程管理方面还是在社会服务质量跟踪方面,各部门都在积极探索本领域应用RFID技术的应用模式和关键技术。而集装箱行业,更是被国际社会公认为“最具有应用RFID技术前景”的行业之一。随着集装箱应用RFID技术的条件不断成熟,基于RFID技术的“智能集装箱”的开发也越来越趋于成熟,基于RFID技术的智能集装箱运输系统已经基本确立。随着新一代信息技术的发展,智能集装箱在应用RFID技术基础上,不断应用卫星定位、传感器、二维码等技术。

  一般来讲,智能集装箱运输系统由三部分组成:智能集装箱、智能交互网络、后台系统。这三部分互为促进,缺一不可,构成了一个完整的应用环境。

  智能集装箱一般有两种形式:一是在现有的集装箱上加挂智能电子设备(近年来又增加了二维码),把通用集装箱改造成为一般意义上的智能集装箱;二是再生产集装箱阶段,通过对集装箱进行技术改进,直接嵌入智能电子设备模块,直接生产严格意义上的智能集装箱。

  智能交互网络主要包括数据读取设备(读写器等)、数据传输网络(专网、公用网络等)、自组网等系统。

  集装箱作为多式联运的重要载体,其运输过程需要经过不同的环节,智能集装箱运输不仅仅考虑我国的发展需求,还要考虑能与国际运输接轨。我国智能集装箱运输不能脱离国际集装箱运输发展而孤立存在。基于这些考虑,我国的智能集装箱运输在起步阶段就强调了“与国际运输相兼容,通过应用示范,带动自主创新”的原则。在交通运输部、科技部等相关部门的支持下,我国港航企业先后开展了国内航线、国际航线集装箱RFID示范工程近10项。这些智能集装箱运输实践,在行业内外引发了强烈反响。其中最为典型的是长江航线示范、中美航线示范、二维码应用示范。

  1.重庆-上海 长江航线年,在交通运输部的支持下,交通部水运科学研究院从重庆至上海开展了大量的长江航线实验,对智能集装箱应用的电子箱封、电子标签产品性能进行了实地检测。并起草了相关的国家标准,示范工程取得了重要成果。

  2.上海-美国 国际航线年,在科技部和上海市政府的支持下,上海港组织开展了上海至烟台“两港一航”航线日中美集装箱运输示范航线正式开通,通过国内国际航线试验,上海港主导起草了ISO18186国际标准,社会各界都给予了高度评价。

  2017年,全球智能集装箱产业联盟发布了集装箱二维码团体标准。集装箱行业加速了二维码应用进程。2018年,中铁铁龙集装箱物流股份有限公司在特种集装箱上率先开展了铁路集装箱二维码应用示范,截至2019年12月,累计3万只集装箱安装了二维码。2020年,中铁集装箱运输有限责任公司开始大规模定制集装箱二维码和北斗定位装置,截至2020年9月,已累计购买20万只配置二维码的集装箱。

  智能集装箱运输体系的建立,是一项复杂的系统工程,客观上要求标准化提供支撑和保障作用。在发展现代物流的大背景下,智能集装箱运输行业标准化面临突出的挑战就是标准间的衔接不够,甚至出现矛盾的情况,标准内容“技术分歧”之辩尤为突出。这种技术性分歧主要体现在应用模式、作业方法、产技术选型等方面。

  从发展的角度来看,智能集装箱的应用与推广,基本上应该遵循由点到线,由线到面,由面扩散到全方位跨国跨部门应用的范围,功能上由简单到复杂,由闭环系统应用到开环系统应用这样一条发展轨迹。但是,全球集装箱运输系统结构复杂,集装箱运动规律性差,虽然在整体上是典型的开环系统;但就特定的码头、场站、公司内部或一定范围内合作应用电子标签的几家企业来说,其内部在一定时期内又可看作是闭环系统。对于不同规模的集装箱运输企业及用户,其应用模式也会有所差异,因此智能集装箱可以有不同层面、不同模式的应用。根据智能集装箱应用的范围大小,可分为点(集装箱码头、场站)、线(集装箱航线)、面(地区内多式联运应用)、立体(跨国、跨部门应用)四种基本模式。在不同的发展阶段,不同的部门采用的作业模式不尽相同,这为标准化统一带来了很多困扰。

  智能集装箱运输系统的有效运行,需要规范统一的作业方法。但集装箱堆场作业还处于人工或半人工管理状态,由于操作不规范或管理不完善,集装箱在堆场内不能实现完全按计划摆放,对堆场管理和集装箱转运、流通造成一定的困难,为标准化作业带来了隐患,不利于标准化作业的推广。

  一直以来,智能集装箱面临着“被动读取”和“主动发送”的技术选型抉择。主张“被动读取”的学者,主要从信息安全角度出发,持这种观点的学者认为,“智能集装箱”作为物流供应链中的一部分,其信息的读取是被动的,类似于一个普通的物品标签。智能集装箱只是记录集装箱的基本信息和货物信息,并不能记录集装箱运输状态信息。而坚持“主动发送”的学者认为,“智能集装箱”应该更多地报告物流信息,才能更智能、更聪明。卫星通讯技术等手段更多被要求应用于集装箱全过程运输。

  综合标准化是用系统分析方法针对具体的标准化对象及其相关要素所形成的系统进行整体标准化的方法。又可叫做“全面标准化”或“整体标准化”。这是一种以考虑整体最佳效果为主要目标,把所涉及到的全部因素综合起来进行系统处理的标准化管理方法。智能集装箱运输技术标准的体系的构建,可考虑运用综合标准化方法,能够系统提升智能集装箱标准整体发展水平。

  标准化对象一般可分为两大类:一类是标准化的具体对象,即需要制定标准的具体事物;另一类是标准化总体对象,即各种具体对象的总和所构成的整体,通过它可以研究各种具体对象的共同属性、本质和普遍规律。与标准化共性类同,智能集装箱标准化对象也分为两大类:具体对象和总体对象。

  主要包括:智能集装箱运输设施(铁路、港口、航道、道路、桥梁、中转站等)、智能集装箱运输设备(火车、车辆、船舶、搬运设备等)、智能集装箱集装箱生产工艺(原材料、香港论坛34818.con,配件等)、智能集装箱集装箱信息化(代码、标记)等;

  分为三个层次,即基础层、交换层、传感层。基础层主要是集装箱通用标准,生产和运输管理标准;交换层主要是数据交换和网络传输标准,包括UN/EDIFACT格式报文、XML格式报文以及网络传输等标准;感知层主要信息集成标准,包括集装箱传感器、电子标签、电子箱封、物流标签等标准。

  智能集装箱的推广应用,其作业流程、数据安全等内容迫切需要相关的法律法规进行规范,才能形成规范化应用,并形成标准进行推广应用。

  完善的标准体系是智能集装箱运输发展的重要技术基础保证,只有在科学合理的标准体系指导的基础上,才能真正实现智能集装箱运输标准的制订,从而实现智能集装箱运输标准化推广和应用。

  目前,各方对智能集装箱的应用模式等还存在很多分歧,只有国家科技主管部门、交通行业主管部门推动并积极推动相关应用示范工程的开展,才能在实践中不断加强研究与技术交流,不断通过点、线、面的局部推动,才能尽快推动智能集装箱的行业应用。

  智能集装箱的标准化应用,既需要政府部门的主导与推动,更需要社会力量的积极参与。智能集装箱的推广应用除了国家政策法规的支持,更需要更多的社会力量,特别是第三方力量的推动。在标准制定的过程中要考虑到集装箱多式联运涉及到各部门的相关标准和各种标准以后发展变化趋势的判断,提高标准的兼容性与适应性。

  我国是集装箱制造大国和运输大国,在智能集装箱领域,涉及到集装箱运输信息安全等领域,应该具有足够的话语权。这对我国集装箱运输向综合物流方向发展,具有重要的意义。

  行业部门从技术角度和应用管理的角度,主动开展智能集装箱应用的宣传工作,加强对标准的宣传力度,通过不断的技术宣传,让行业企业认识到智能集装箱标准化应用的重要性。

  智能集装箱运输技术的发展也应遵循着从无到有、从试验到推广的过程。智能集装箱的应用发展将越来越快,并将在许多领域都获得成功的应用。限于目前的应用试验条件和标准制定进程,以及智能集装箱运输还缺乏完全适合的运输条件及完善的配套解决方案,相关标准也不成熟,尚未在业界得到广泛应用,但是,随着技术的进步,这些问题均可望在不久的将来得到解决,智能集装箱运输是一种必然的发展趋势。