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北斗护航中国集装箱物流引领国际标准

  2021年3月,一家国际知名的大宗商品贸易商遭遇一桩调包事件:这家公司向供应商购买了价值3600万美元的黄铜。没想到,还没到目的地,满满300个集装箱的黄铜就全被调包成了涂着金黄色颜料的石头。类似这样货物被调包、盗窃,以及利用集装箱走私、偷渡等事件,几乎每天都在世界各地发生。由于集装箱物流周期长、电磁环境恶劣、跨地区跨国界等,对集装箱物流进行跟踪与监控较其他物流更加困难。可以说,在传统的物流模式下,集装箱就像一个个“黑箱”,没有人知道里面到底发生了什么。为了有效提高集装箱物流的透明度和安全性,华东师范大学国际航运物流研究院的科研团队开展了一系列技术创新,他们完成的“融合北斗的集装箱物流跟踪与监控技术及国际标准制修订”项目荣获了2018年上海市科技进步奖一等奖。

  针对集装箱物流和信息流分离的弊端,项目组在世界上首次提出并实现了基于互联网的集装箱全球跟踪管理方法和解决方案。他们在集装箱门上安装具有定位和门封功能的电子标签,通过信息交互装置、无线射频接口等技术对集装箱的状态进行实时跟踪,实现了物流信息由告知到感知的变革。

  全球有多达88%的山区、海洋等区域没有通信基站,集装箱物流进入这些区域后就会出现信息失联。解决这一问题要依靠定位系统。然而,GPS仅能让用户知道自己的位置;而北斗卫星导航系统具有通信与定位一体化的独特优势,用户不仅知道自己在哪里,也能把自己的位置告诉别人。项目组将北斗与集装箱物流融合,研制了以北斗通信模块和定位芯片为基础的物流跟踪与监控智能终端系列产品,使物流的实时跟踪与监控不再有盲区。项目组在系统平台植入北斗指挥机,使系统能够响应用户查询、自动休眠与唤醒、远程修改配置、实时告知在途突发事件等。通过这些功能,用户就能够对货物进行实时在线监控。系统还能根据地理信息数据自动判别货物位置,自适应调整终端工作状态,实现了智能终端的多功能和低功耗。

  以往集装箱物流监控系统需要专用手持机和广泛布设读写器,成本高而且操作烦琐。项目组创建了以“移动互联网+云平台+NFC(近场通信)/二维码封条+智能手机”为架构的新系统,用户只需要智能手机就能操作,这大幅降低了监控成本,同时提升了用户数据采集和融合的能力。

  项目组创新了一批领先于国际同行的科研成果,然而,集装箱物流具有全球化的特征,没有国际标准的推动,创新技术就无法在国际上得到普遍应用。国际标准是创新成果走出国门的“先手棋”,世界各国都竭力把自身的创新技术推上国际舞台,使之成为国际标准。只有将创新成果与国际标准有机结合,主导和参与国际标准的制修订,才能占据技术和产业发展的主导权。在港航界国际标准的制定中,发达国家长期掌控着“游戏规则”。尽管我国集装箱生产量、运输量、吞吐量均为世界第一,但在该领域国际标准制定中鲜有中国的声音,拥有自主知识产权的中国创新发明进入国际标准更是困难重重。

  2008年起,项目组结合创新实践,凝练提出“用于提高集装箱物流透明度和安全的RFID货运标签系统”新标准提案,首次提出把互联网技术引入集装箱物流的国际标准中。该领域国际标准争夺十分激烈,中国发明起初未被国际同行认可,首轮投票失败。项目组并不气馁,邀请各国专家考察应用现场,经反复沟通,专家们认可了中国创新领先于欧美同行,第二轮投票终获成功。

  历时两年半研制和5年精心维护拓展,经过13次国际会议交锋和交融、7轮投票,与国外专家开展了百余次的对话和邮件沟通,《ISO 18186:2011集装箱RFID货运标签系统》终于在日内瓦正式发布,并在2016年通过了复审投票。这成为我国自1978年加入国际标准化组织后,在交通运输和物流领域首个由中国发起、起草和主导的国际标准。

  2013年3月,在ISO/TC 104哥本哈根会议上,项目组首次提出并演示了基于卫星通信/定位和智能手机交互的集装箱跟踪与监控终端,得到与会专家的肯定。然而,以美国为首起草的标准草案未将中国发明列入其中。项目组多次提出北斗具备与GPS相同的功能,要求将“GPS”修订为“全球导航系统(包含GPS、北斗、格洛纳斯、伽利略)”,增加“卫星通信”和以“智能手机”作为识读设备等内容。通过据理力争,项目组的意见最终得到采纳,打破了国际上定位系统即为GPS的惯例。项目组全程参与ISO/TS 18625的准备、审议、询问等各阶段工作,在融入了众多中国发明和创新技术的基础上,2017年10月《ISO/TS 18625:2017集装箱跟踪与监控系统技术要求》正式发布,现已被欧洲发布为《PD ISO/TS 18625:2017标准》,被荷兰采纳为国家标准。随着北斗三号卫星完成组网并向全球提供服务,项目组研发的各类融合北斗通信和定位的智能终端产品通过物流的管道融入全球,为中国北斗进入国际市场撬开了门缝。

  (原载于《科学画报》2021年第7期,本文受到上海科委2019年度“科技创新行动计划”科普领域项目资助。项目名称:“立足科创中心,传播尖端科技——打造上海重大获奖科技成果科普化融媒体专栏”;项目编号:19DZ2332600。)

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