RFID在內(nèi)河船舶識別中的應(yīng)用
挑戰(zhàn)和需求
我國已經(jīng)跨入了全面建設(shè)小康社會的時期,建設(shè)“和諧社會”成為現(xiàn)階段我國社會經(jīng)濟發(fā)展的一個重要目標(biāo),如何更好地加強水上運輸監(jiān)管設(shè)施的建設(shè),確保人民生命財產(chǎn)安全,保護環(huán)境,保障經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展,成為港航部門的重中之重。近年來,隨著陸路交通逐步顯現(xiàn)物流運量瓶頸,提高水運效率,改善水運監(jiān)管環(huán)境逐步成為沿江各城市的發(fā)展戰(zhàn)略。在傳統(tǒng)“黃金水道”的長三角和運河沿線地區(qū),各個主要城市都在制定雄心勃勃的“水運強市”、“數(shù)字港航”工程計劃,充分發(fā)揮其內(nèi)河航運的優(yōu)勢,降低物流運輸成本,提高經(jīng)濟社會的綜合競爭力,以利于進一步支持經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展。
在實際業(yè)務(wù)環(huán)境中,信息技術(shù)獲得了廣泛和深遠的應(yīng)用。各個內(nèi)河港航城市均已投入大量人力物力加快信息網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)步伐和科技投入力度,例如建立健全整個航區(qū)的船舶中心數(shù)據(jù)庫,依據(jù)港航管理業(yè)務(wù)實現(xiàn)船舶年審、進出港簽證、稽征繳費、現(xiàn)場監(jiān)管、信息綜合利用等業(yè)務(wù)的信息化、網(wǎng)絡(luò)化動態(tài)管理。這些依靠先進信息技術(shù)的系統(tǒng)應(yīng)用,實現(xiàn)了不停航檢查,打破了“屬地管理”的傳統(tǒng)模式,為打造“數(shù)字港航”奠定了扎實的基礎(chǔ),但在這些系統(tǒng)的現(xiàn)場監(jiān)管模塊中,仍然采用人工錄入船名船號的采集方式。如果出現(xiàn)船名船號被遮蓋、夜間看不清、船舶流量過大及操作者困乏的狀況,這就可能造成船名船號無法實現(xiàn)自動識別,成為打造“數(shù)字港航”的最大瓶頸。那么,有沒有經(jīng)濟實用的辦法解決船舶船號的自動識別呢?有,這就是近幾年走向成熟的新技術(shù),即射頻識別技術(shù)(RFID)。
RFID是起源于上世紀(jì)50年代的一項自動識別技術(shù)。它利用射頻方式進行非接觸式通信交換數(shù)據(jù)以達到識別目的。一個典型的RFID應(yīng)用系統(tǒng)通常由標(biāo)識特定目標(biāo)物體的電子標(biāo)簽、接收電子標(biāo)簽信號的閱讀器以及應(yīng)用軟件組成。與傳統(tǒng)的磁卡、接觸式IC卡相比,RFID技術(shù)完成識別工作時無須人工干預(yù),適合于實現(xiàn)系統(tǒng)的自動化操作且不易損壞,可識別高速運動物體并可同時識別多個射頻卡,操作快捷方便。電子標(biāo)簽可以采用特殊的封裝方式,有效抵御油漬、灰塵污染等惡劣環(huán)境的腐蝕和侵襲。
射頻識別系統(tǒng)按電子標(biāo)簽的供電方式可分為有源和無源兩類。無源標(biāo)簽所需工作能量需要從讀寫器發(fā)出的射頻波束中獲取,經(jīng)過整流、存儲后提供,成本較低,但射頻功率較大。有源標(biāo)簽本身帶有微型電池,由于不需要射頻供電,其識別距離更遠,讀寫器需要的功率較小,具有讀寫穩(wěn)定、防沖突性能佳、攜帶物品信息量大等優(yōu)點,這在船舶識別應(yīng)用中都是關(guān)鍵的性能要求。
應(yīng)用方案
憑借在有源RFID技術(shù)的深厚基礎(chǔ),優(yōu)利通推出了系列電子標(biāo)簽和有源產(chǎn)品,受到了市場的熱烈歡迎,其穩(wěn)定的產(chǎn)品性能、強大的技術(shù)支持力量和完善的售后服務(wù)體系為上海秀派在各個RFID應(yīng)用領(lǐng)域贏取了不計其數(shù)的忠誠客戶,在極具挑戰(zhàn)的高速公路不停車收費應(yīng)用和嚴酷條件下的船舶識別應(yīng)用也均有建樹。
在進出航區(qū)的船舶上安裝有源電子標(biāo)簽(為防止挪用,安裝方式可以采取特殊措施,實現(xiàn)防拆卸要求),標(biāo)簽內(nèi)可以存儲與船舶有關(guān)的個體信息或者貨運信息。航道上安裝遠距離閱讀器,通過標(biāo)準(zhǔn)串口RS232/485接口與后臺鏈接,在不易布線的區(qū)域還可以鏈接一個無線數(shù)傳模塊(GPRS/CDMA)與后臺應(yīng)用系統(tǒng)保持實時通訊。這樣,安裝了電子標(biāo)簽的船舶通過航道時就會在最遠80米的范圍內(nèi)被閱讀器識別和讀取數(shù)據(jù)。在閱讀器安裝地點的下游可以安排港監(jiān)管理艇,港監(jiān)管理艇內(nèi)的計算機通過無線上網(wǎng)系統(tǒng)與中心數(shù)據(jù)庫保持聯(lián)機狀態(tài),現(xiàn)場監(jiān)管人員就可通過顯示的結(jié)果有針對性地隨時實施對重載船舶的不停航檢查。如果通過的是一艘證照不齊或證照過期的問題船舶,港監(jiān)管理艇就可以迅速出艇檢查。當(dāng)然,港監(jiān)管理艇也可以使用便攜式的移動閱讀器實現(xiàn)對所有相關(guān)船只的稽查管理目標(biāo)。以下是一些應(yīng)用方案的具體細節(jié)說明:
1. 閱讀器的安裝。閱讀器應(yīng)安裝在一個適當(dāng)位置,確保能夠100%的讀取到所有經(jīng)過航道的船舶電子標(biāo)簽??梢圆扇》謩e安裝在航道兩側(cè)和跨河橋梁上的部署策略:橋梁高度一般不會超過30米,所以將閱讀器安裝在橋梁下側(cè)并盡量覆蓋橋梁下部區(qū)域的大部分。這時不管船舶通過該橋梁下側(cè)的任何位置時,射頻天線與船舶的間距確保不會超過30米,從而保證了閱讀器對電子標(biāo)簽的有效讀寫,也確保了船名船號的正確有效識別。
2. 電子標(biāo)簽卡在船舶上的安裝。從系統(tǒng)穩(wěn)定性出發(fā),采用有源電子標(biāo)簽較為合適。電子標(biāo)簽一般安裝在船員較少觸及且干擾少的區(qū)域,比如船舶駕駛窗的上側(cè)是最佳安裝位置。有源電子標(biāo)簽具有很高的防護等級,外殼堅固,可以有效抵御雨水侵襲并且安裝方便,抗污染能力強,即使是某些沒有駕駛窗的運輸拖船上直接安裝也能可靠使用。
3. 用政策手段確保電子標(biāo)簽的發(fā)放。RFID技術(shù)應(yīng)用于內(nèi)河港航管理的應(yīng)用仍然較少,船戶可能對該技術(shù)的操作以及經(jīng)濟性存在各種疑惑,從而導(dǎo)致不配合的局面出現(xiàn)。最主要的問題是船戶認為有了電子標(biāo)簽受到了港航管理部門的監(jiān)視而不配合。港航管理部門一方面應(yīng)通過宣傳的方式讓船戶接受,另一方面應(yīng)該制定相應(yīng)政策來制約不配合的船戶,以確保電子標(biāo)簽的順利發(fā)放。對于外港籍船舶,可以在進出港簽證時發(fā)放電子標(biāo)簽,以確保本航區(qū)內(nèi)所有船舶都能通過射頻識別技術(shù)實現(xiàn)現(xiàn)場管理。
系統(tǒng)功能
基于有源RFID技術(shù)的船舶身份識別及進出港自動監(jiān)管系統(tǒng)可以實現(xiàn)如下功能:
1、自動記錄船舶進出港:系統(tǒng)無需船舶工作人員進行手動操作能自動將身份信息反饋到監(jiān)控中心。船舶主管部門可以通過管理(監(jiān)控)中心清楚地掌握每艘船舶地進出港的狀態(tài),此外,還可以通過安裝在港口的視頻監(jiān)控觀看實時進出港情況,并進行視頻圖象記錄,以備后續(xù)查詢。
2、防止船舶帶病出港:當(dāng)帶病船舶出港時,系統(tǒng)可以自動提醒主管部門,從而采取有效措施阻止其外出作業(yè)。
3、船舶出港時,系統(tǒng)通過通信鏈路自動提醒船舶開啟AIS系統(tǒng)及衛(wèi)星船位監(jiān)控系統(tǒng),同時向出港船只發(fā)送各種重要信息,包括出港問候,船舶注意航行安全提醒,主管部門的各種通知和通告等。當(dāng)發(fā)現(xiàn)船只未開啟相應(yīng)AIS系統(tǒng)或衛(wèi)星監(jiān)控系統(tǒng)時,系統(tǒng)會自動提醒主管部門采取措施。
4、當(dāng)船舶進港時,系統(tǒng)可以自動通過通信鏈路向船只發(fā)送回港問候,主管部門的通知公告等各種信息。
5、不停船檢查及問題船舶管理。通過遠距離射頻的數(shù)據(jù)傳輸,主管部門的執(zhí)法船可實現(xiàn)對航行船舶的不停船檢查。在檢查過程中,由于執(zhí)法船的系統(tǒng)可以實時向中心數(shù)據(jù)庫查詢船舶資料,如違章船舶、年檢過期、證書過期等問題船舶將無所遁形有效杜絕黑名單船舶出海生產(chǎn)。
6、錨地統(tǒng)計:在各個錨地統(tǒng)計錨地內(nèi)船舶數(shù)量,從而有效的管理船只停泊。
7、流量統(tǒng)計:可精確統(tǒng)計過往船舶的流量。
方案特點
大流量:極高的防沖突性,采用多種防沖突方案,可支持200個以上標(biāo)簽的同時讀取;
支持高速度移動讀取,標(biāo)識卡的移動時速可達200公里/小時以上。
高可靠性,工作溫度-40℃~85℃,防水,防沖擊,滿足工業(yè)級環(huán)境的應(yīng)用。
高抗干擾:對現(xiàn)場各種干擾源無特殊要求,安裝方便簡單。
全球開放的ISM微波頻段,無須申請和付費。
超低功耗:對人體很安全,無健康損害。
船舶通行記錄。船舶每次經(jīng)過監(jiān)控點,都會自動地100%地被記錄到中心數(shù)據(jù)庫中。
不停船檢查。港監(jiān)管理艇可實現(xiàn)對航行船舶的不停船檢查,極大方便監(jiān)管工作。
過閘費管理。按航次收取過閘費的船閘,使用該識別系統(tǒng)結(jié)合收費系統(tǒng),可實現(xiàn)對信用船戶的不停船收費,有效提高船閘通過率和減少堵航幾率。
“四自”航道的收費管理。在“四自”航道入口處安裝該識別系統(tǒng)能有效記錄進入“四自”航道的船舶,結(jié)合船舶的信用帳戶,可實現(xiàn)費用代扣代繳。
船舶證書防偽。為逃避處罰和逃避繳費,船舶證書資料、船名船號造假猖獗。采用RFID技術(shù)后,由于電子標(biāo)簽ID號碼的全球唯一性,加上電子標(biāo)簽的防拆卸措施,能徹底消除此類問題。
問題船舶管理。由于識別控制計算機實時向中心數(shù)據(jù)庫查詢船舶資料,如違章船舶、年檢過期、證書過期等問題船舶將無所遁形。
流量、運量統(tǒng)計。可精確自動統(tǒng)計出過往船舶的流量以及貨運量。