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。