RFID在內河船舶識別中的應用

挑戰和需求

我國已經(jīng)跨入了全面建設小康社會(huì )的時(shí)期，建設“和諧社會(huì )”成為現階段我國社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展的一個(gè)重要目標，如何更好地加強水上運輸監管設施的建設，確保人民生命財產(chǎn)安全，保護環(huán)境，保障經(jīng)濟的持續發(fā)展，成為港航部門(mén)的重中之重。近年來(lái)，隨著(zhù)陸路交通逐步顯現物流運量瓶頸，提高水運效率，改善水運監管環(huán)境逐步成為沿江各城市的發(fā)展戰略。在傳統“黃金水道”的長(cháng)三角和運河沿線(xiàn)地區，各個(gè)主要城市都在制定雄心勃勃的“水運強市”、“數字港航”工程計劃，充分發(fā)揮其內河航運的優(yōu)勢，降低物流運輸成本，提高經(jīng)濟社會(huì )的綜合競爭力，以利于進(jìn)一步支持經(jīng)濟建設的快速發(fā)展。

在實(shí)際業(yè)務(wù)環(huán)境中，信息技術(shù)獲得了廣泛和深遠的應用。各個(gè)內河港航城市均已投入大量人力物力加快信息網(wǎng)絡(luò )化建設步伐和科技投入力度，例如建立健全整個(gè)航區的船舶中心數據庫，依據港航管理業(yè)務(wù)實(shí)現船舶年審、進(jìn)出港簽證、稽征繳費、現場(chǎng)監管、信息綜合利用等業(yè)務(wù)的信息化、網(wǎng)絡(luò )化動(dòng)態(tài)管理。這些依靠先進(jìn)信息技術(shù)的系統應用，實(shí)現了不停航檢查，打破了“屬地管理”的傳統模式，為打造“數字港航”奠定了扎實(shí)的基礎，但在這些系統的現場(chǎng)監管模塊中，仍然采用人工錄入船名船號的采集方式。如果出現船名船號被遮蓋、夜間看不清、船舶流量過(guò)大及操作者困乏的狀況，這就可能造成船名船號無(wú)法實(shí)現自動(dòng)識別，成為打造“數字港航”的最大瓶頸。那么，有沒(méi)有經(jīng)濟實(shí)用的辦法解決船舶船號的自動(dòng)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50年代的一項自動(dòng)識別技術(shù)。它利用射頻方式進(jìn)行非接觸式通信交換數據以達到識別目的。一個(gè)典型的RFID應用系統通常由標識特定目標物體的電子標簽、接收電子標簽信號的閱讀器以及應用軟件組成。與傳統的磁卡、接觸式IC卡相比，RFID技術(shù)完成識別工作時(shí)無(wú)須人工干預，適合于實(shí)現系統的自動(dòng)化操作且不易損壞，可識別高速運動(dòng)物體并可同時(shí)識別多個(gè)射頻卡，操作快捷方便。電子標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。

射頻識別系統按電子標簽的供電方式可分為有源和無(wú)源兩類(lèi)。無(wú)源標簽所需工作能量需要從讀寫(xiě)器發(fā)出的射頻波束中獲取，經(jīng)過(guò)整流、存儲后提供，成本較低，但射頻功率較大。有源標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(xiě)器需要的功率較小，具有讀寫(xiě)穩定、防沖突性能佳、攜帶物品信息量大等優(yōu)點(diǎn)，這在船舶識別應用中都是關(guān)鍵的性能要求。

應用方案

憑借在有源RFID技術(shù)的深厚基礎，優(yōu)利通推出了系列電子標簽和有源產(chǎn)品，受到了市場(chǎng)的熱烈歡迎，其穩定的產(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(gè)RFID應用領(lǐng)域贏(yíng)取了不計其數的忠誠客戶(hù)，在極具挑戰的高速公路不停車(chē)收費應用和嚴酷條件下的船舶識別應用也均有建樹(shù)。

在進(jìn)出航區的船舶上安裝有源電子標簽（為防止挪用，安裝方式可以采取特殊措施，實(shí)現防拆卸要求），標簽內可以存儲與船舶有關(guān)的個(gè)體信息或者貨運信息。航道上安裝遠距離閱讀器，通過(guò)標準串口RS232/485接口與后臺鏈接，在不易布線(xiàn)的區域還可以鏈接一個(gè)無(wú)線(xiàn)數傳模塊（GPRS/CDMA）與后臺應用系統保持實(shí)時(shí)通訊。這樣，安裝了電子標簽的船舶通過(guò)航道時(shí)就會(huì )在最遠80米的范圍內被閱讀器識別和讀取數據。在閱讀器安裝地點(diǎn)的下游可以安排港監管理艇，港監管理艇內的計算機通過(guò)無(wú)線(xiàn)上網(wǎng)系統與中心數據庫保持聯(lián)機狀態(tài)，現場(chǎng)監管人員就可通過(guò)顯示的結果有針對性地隨時(shí)實(shí)施對重載船舶的不停航檢查。如果通過(guò)的是一艘證照不齊或證照過(guò)期的問(wèn)題船舶，港監管理艇就可以迅速出艇檢查。當然，港監管理艇也可以使用便攜式的移動(dòng)閱讀器實(shí)現對所有相關(guān)船只的稽查管理目標。以下是一些應用方案的具體細節說(shuō)明：

1.閱讀器的安裝。閱讀器應安裝在一個(gè)適當位置，確保能夠100％的讀取到所有經(jīng)過(guò)航道的船舶電子標簽?？梢圆扇》謩e安裝在航道兩側和跨河橋梁上的部署策略：橋梁高度一般不會(huì )超過(guò)30米，所以將閱讀器安裝在橋梁下側并盡量覆蓋橋梁下部區域的大部分。這時(shí)不管船舶通過(guò)該橋梁下側的任何位置時(shí)，射頻天線(xiàn)與船舶的間距確保不會(huì )超過(guò)30米，從而保證了閱讀器對電子標簽的有效讀寫(xiě)，也確保了船名船號的正確有效識別。

2.電子標簽卡在船舶上的安裝。從系統穩定性出發(fā)，采用有源電子標簽較為合適。電子標簽一般安裝在船員較少觸及且干擾少的區域，比如船舶駕駛窗的上側是最佳安裝位置。有源電子標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(méi)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簽的發(fā)放。RFID技術(shù)應用于內河港航管理的應用仍然較少，船戶(hù)可能對該技術(shù)的操作以及經(jīng)濟性存在各種疑惑，從而導致不配合的局面出現。最主要的問(wèn)題是船戶(hù)認為有了電子標簽受到了港航管理部門(mén)的監視而不配合。港航管理部門(mén)一方面應通過(guò)宣傳的方式讓船戶(hù)接受，另一方面應該制定相應政策來(lái)制約不配合的船戶(hù)，以確保電子標簽的順利發(fā)放。對于外港籍船舶，可以在進(jìn)出港簽證時(shí)發(fā)放電子標簽，以確保本航區內所有船舶都能通過(guò)射頻識別技術(shù)實(shí)現現場(chǎng)管理。

系統功能

基于有源RFID技術(shù)的船舶身份識別及進(jìn)出港自動(dòng)監管系統可以實(shí)現如下功能：

1、自動(dòng)記錄船舶進(jìn)出港：系統無(wú)需船舶工作人員進(jìn)行手動(dòng)操作能自動(dòng)將身份信息反饋到監控中心。船舶主管部門(mén)可以通過(guò)管理（監控）中心清楚地掌握每艘船舶地進(jìn)出港的狀態(tài)，此外，還可以通過(guò)安裝在港口的視頻監控觀(guān)看實(shí)時(shí)進(jìn)出港情況，并進(jìn)行視頻圖象記錄，以備后續查詢(xún)。

2、防止船舶帶病出港：當帶病船舶出港時(shí)，系統可以自動(dòng)提醒主管部門(mén)，從而采取有效措施阻止其外出作業(yè)。

3、船舶出港時(shí)，系統通過(guò)通信鏈路自動(dòng)提醒船舶開(kāi)啟AIS系統及衛星船位監控系統，同時(shí)向出港船只發(fā)送各種重要信息，包括出港問(wèn)候，船舶注意航行安全提醒，主管部門(mén)的各種通知和通告等。當發(fā)現船只未開(kāi)啟相應AIS系統或衛星監控系統時(shí)，系統會(huì )自動(dòng)提醒主管部門(mén)采取措施。

4、當船舶進(jìn)港時(shí)，系統可以自動(dòng)通過(guò)通信鏈路向船只發(fā)送回港問(wèn)候，主管部門(mén)的通知公告等各種信息。

5、不停船檢查及問(wèn)題船舶管理。通過(guò)遠距離射頻的數據傳輸，主管部門(mén)的執法船可實(shí)現對航行船舶的不停船檢查。在檢查過(guò)程中，由于執法船的系統可以實(shí)時(shí)向中心數據庫查詢(xún)船舶資料，如違章船舶、年檢過(guò)期、證書(shū)過(guò)期等問(wèn)題船舶將無(wú)所遁形有效杜絕黑名單船舶出海生產(chǎn)。

6、錨地統計：在各個(gè)錨地統計錨地內船舶數量，從而有效的管理船只停泊。

7、流量統計：可精確統計過(guò)往船舶的流量。

方案特點(diǎn)

大流量：極高的防沖突性，采用多種防沖突方案，可支持200個(gè)以上標簽的同時(shí)讀??；

支持高速度移動(dòng)讀取，標識卡的移動(dòng)時(shí)速可達200公里/小時(shí)以上。

高可靠性，工作溫度-40℃~85℃，防水，防沖擊，滿(mǎn)足工業(yè)級環(huán)境的應用。

高抗干擾：對現場(chǎng)各種干擾源無(wú)特殊要求，安裝方便簡(jiǎn)單。

全球開(kāi)放的ISM微波頻段，無(wú)須申請和付費。

超低功耗：對人體很安全，無(wú)健康損害。

船舶通行記錄。船舶每次經(jīng)過(guò)監控點(diǎn)，都會(huì )自動(dòng)地100%地被記錄到中心數據庫中。

不停船檢查。港監管理艇可實(shí)現對航行船舶的不停船檢查，極大方便監管工作。

過(guò)閘費管理。按航次收取過(guò)閘費的船閘，使用該識別系統結合收費系統，可實(shí)現對信用船戶(hù)的不停船收費，有效提高船閘通過(guò)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能有效記錄進(jìn)入“四自”航道的船舶，結合船舶的信用帳戶(hù)，可實(shí)現費用代扣代繳。

船舶證書(shū)防偽。為逃避處罰和逃避繳費，船舶證書(shū)資料、船名船號造假猖獗。采用RFID技術(shù)后，由于電子標簽ID號碼的全球唯一性，加上電子標簽的防拆卸措施，能徹底消除此類(lèi)問(wèn)題。

問(wèn)題船舶管理。由于識別控制計算機實(shí)時(shí)向中心數據庫查詢(xún)船舶資料，如違章船舶、年檢過(guò)期、證書(shū)過(guò)期等問(wèn)題船舶將無(wú)所遁形。

流量、運量統計?？删_自動(dòng)統計出過(guò)往船舶的流量以及貨運量。