基于综合标准化方法的智能集装箱运输标准体系构建

智能集装箱概念起源于美国。与普通集装箱相比，智能集装箱外部和内部增加用于通信、状态检测和设备识别的电子设备，以便在集装箱运输过程中将集装箱基本信息、貨运信息、集装箱位置、集装箱安全状况、箱内温湿度和压力等信息通过网络发送至集装箱运输相关系统，使集装箱承运人、发货人、收货人无须开箱便可读取相关信息，了解货物的实时方位和状态;部分先进的智能集装箱还配置自我防护措施，如超温自动降温、超压自动降压处理等。[1]随着智能集装箱产品的出现，智能集装箱运输逐步融入现代交通运输发展轨道，并发挥着积极作用。本文介绍智能集装箱的技术特征、发展历程，剖析智能集装箱运输标准化面临的问题，并从综合标准化视角提出智能集装箱运输标准体系构建方法和推进我国智能集装箱运输标准化工作的政策建议，以期助益我国智能集装箱运输发展。

1 智能集装箱运输发展现状

近年来，随着无线射频识别（radio frequency identi- fication，RFID）技术的不断进步，全世界范围内掀起RFID应用热潮。各行业积极探索RFID技术应用模式，集装箱运输业则被国际社会公认为适合应用RFID技术的行业之一。[2-3]随着RFID技术应用条件逐步成熟，基于RFID技术的智能集装箱运输系统基本确立。随着新一代信息技术的发展，智能集装箱在应用RFID技术的基础上扩展应用卫星定位、传感器、二维码等技术。

1.1 智能集装箱运输系统构成

智能集装箱运输系统由智能集装箱、智能交互网络和后台系统组成，三者互为促进，构成完整的应用环境。智能集装箱分为两种形式：一是在通用集装箱上加挂智能电子设备（近年来又增加二维码），将通用集装箱改造成为一般意义上的智能集装箱;二是在集装箱生产阶段，对集装箱实施技术改进，在箱体嵌入智能电子设备模块，从而生产出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（专用和公用网络等）、自组网等。后台系统主要包括服务器、信息终端等。

1.2 我国智能集装箱运输实践

集装箱作为多式联运的重要载体，其运输过程涉及的环节众多。我国智能集装箱运输发展不能脱离国际集装箱运输体系而孤立存在;因此，我国智能集装箱运输不仅要考虑我国的发展需求，还要考虑与国际运输接轨。鉴于此，我国智能集装箱运输在起步阶段就强调与国际运输相兼容并通过应用示范带动自主创新的原则。在交通运输部、科学技术部等相关部门的支持下，我国港航企业先后开展国内航线、国际航线集装箱RFID示范工程10余项。这些智能集装箱运输实践在行业内外引起强烈反响，其中，最为典型的实践项目包括长江航线示范工程、中美航线示范工程和集装箱二维码应用示范工程。

（1）重庆―上海长江航线示范工程 2006―2008年，在原交通部的支持下，原交通部水运科学研究院在重庆―上海长江航线开展大量试验，实地检测智能集装箱应用的电子箱封和电子标签产品性能，并起草相关国家标准，取得重大成果。

（2）上海―美国国际航线示范工程 2005年，在科学技术部和上海市政府的支持下，上海港组织开展上海至烟台“两港一航”集装箱电子标签试验。2008年3月10日，中美智能集装箱运输示范航线正式开通。在经过国内国际航线试验后，上港集团主导起草ISO 18186：2011《集装箱RFID货运标签系统》，受到社会各界高度评价。

（3）集装箱二维码应用示范工程 2017年，全球智能集装箱产业联盟发布集装箱二维码团体标准。随后，集装箱运输业二维码应用进程加速：2018年，中铁铁龙集装箱物流股份有限公司率先开展铁路特种集装箱二维码应用示范，截至2019年12月，安装二维码的集装箱累计达到3万个;2020年初，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，已累计购买配置二维码的集装箱20万个。

2 智能集装箱运输标准化面临的问题

智能集装箱运输体系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。在现代物流发展的大背景下，智能集装箱运输标准化面临标准间衔接不畅甚至相互矛盾的问题，其中以标准内容的技术性分歧最为突出，主要体现在应用模式、作业方法、技术选型等方面。[4]

2.1 应用模式方面

从发展的角度来看，智能集装箱的应用与推广应当遵循由点到线，再由线到面，最后由面扩展到全方位跨国、跨部门应用，由闭环系统应用到开环系统应用，由简单应用到复杂应用的发展轨迹。全球集装箱运输系统结构复杂且运行缺乏规律性：虽然在整体上是典型的开环系统，但对于特定的码头、场站、企业或一定范围内合作应用电子标签的多家企业来说，在一定时期内的集装箱运输又可以看作闭环系统。对于不同规模的集装箱运输企业及用户，智能集装箱应用模式也有所差异。根据应用范围的不同，智能集装箱应用可分为点（集装箱码头、场站）、线（集装箱航线）、面（地区内多式联运）、立体（跨国、跨部门）等4种基本模式。在智能集装箱运输的不同发展阶段，不同部门采用的运输模式不尽相同，这给智能集装箱运输标准化带来诸多困扰。

2.2 作业方法方面

智能集装箱运输系统的有效运行离不开规范统一的作业方法。目前，集装箱堆场作业尚未完全实现自动化。由于人工操作不规范或管理不完善，堆场内集装箱常常不能完全按计划堆放，从而给堆场管理和集装箱转运、流通带来一定困难，进而给标准化作业带来障碍，不利于智能集装箱标准化作业的推广。

2.3 技术选型方面

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的角度出发，认为智能集装箱作为物流供应链中的一部分，其信息读取是被动的，类似于读取普通的物品标签，即智能集装箱只记录集装箱的基本信息和货物信息，并不记录集装箱运输状态信息;而主张“主动发送”的学者认为，智能集装箱应当更多地报告物流信息，才能更智能、更聪明，因此，卫星通信技术等手段更多地被要求应用于集装箱运输全过程。

3 智能集装箱运输标准体系构建

3.1 基于综合标准化方法的标准要素研究

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实施整体标准化的方法，是一种以整体效果最佳为主要目标，通盘考虑全部相关因素并综合进行系统处理的标准化管理方法，又称为全面标准化或整体标准化。智能集装箱运输标准体系的构建可考虑运用综合标准化方法，以系统提升智能集装箱运输标准整体发展水平。智能集装箱运输是新兴的综合性行业领域，涉及现代网络技术、信息技术、自动识别技术、传感技术等多种技术，其标准化侧重通过应用高新技术系统性、规范性整合运输中的物流功能，实现运输与仓储、配送等环节协同运行。

基于综合标准化方法研究的智能集装箱运输标准体系主要包括以下要素：（1）技术标准，主要包括基础设施设备标准、技术方法标准等;（2）信息标准，主要包括信息采集标准、数据交换标准等;（3）管理标准，主要包括数据安全标准、作业管理标准等;（4）服务标准，主要包括服务评价标准、统计标准等。

3.2 基于综合标准化方法的标准体系构建

3.2.1 标准化对象

标准化对象一般分为两大类：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，即各种具体对象所构成的整体，通过其可以研究各种具体对象的共同属性、本质和普遍规律。[5]同样，智能集装箱运输标准化对象也分为具体对象和总体对象：具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）、智能集装箱生产工艺（原材料、配件等）、智能集装箱信息（代码、标记）等;总体对象主要包括智能集装箱运输工艺和技术、智能集装箱运输管理方法等。

3.2.2 体系架构

基于综合标准化方法的智能集装箱运输标准体系由物理层面和逻辑层面构成。物理层面分为智能集装箱系统设备标准、运输作业标准等。逻辑层面分为基础层、交换层和感知层，其中：基础层主要为集装箱通用标准、集装箱生产和运输管理标准;交换层主要为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;感知层主要为信息集成标准，包括集装箱传感器、电子标签、电子箱封、物流标签等标准（见图1）。

4 推进我国智能集装箱运输标准化工作的政策建议

（1）制定并完善相应的法律法规。在推广智能集装箱运输的过程中，制定并完善相关的法律法规，对作业流程、数据安全等进行规范，以便形成规范化和标准化应用。

（2）建立并完善与国际标准接轨的标准体系。完善的标准体系是智能集装箱运输发展的重要技术保证，只有在科学合理的标准体系的指导下，才能真正实现智能集装箱运输标准化，进而实现智能集装箱运输应用和推广。

（3）积极开展标准化应用示范工程。目前，各方对智能集装箱应用模式等仍存在分歧，只有国家科技主管部门、交通运输行业主管部门积极推动开展相关应用示范工程，才能在实践中不断加强技术交流和研究，通过点、线、面的局部带动，扩大智能集装箱的应用范围。

（4）推动社会力量参与智能集装箱应用与推广。智能集装箱运输标准化既需要政府部门的主导与推动，又需要社会力量的积极参与。在制定智能集装箱运输标准的过程中，要考虑到集装箱多式联运所涉及部门或行业的相关标准及其发展变化趋势，努力提高标准的兼容性和适应性。

（5）积极参与制定国际标准，争取国际话语权。一方面，我国智能集装箱运输标准应当与国际标准相兼容，确保通用性;另一方面，智能集装箱相关行业应当加强自主创新，积极争取国际话语权。我国是集装箱制造和运输大国，理应争取智能集装箱领域和集装箱运输信息安全领域的国际话语权，这对促进我国集装箱运输向综合物流方向发展具有重要意义。

（6）加强智能集装箱标准技术宣贯。从技术和应用管理的角度，主动开展智能集装箱应用宣传工作。加强智能集装箱标准宣传力度，并通过技术宣贯，使行业企业认识到智能集装箱运输标准化的重要性。

5 结束语

目前，受限于应用试验条件和标准制定进程，智能集装箱尚未在业界得到广泛应用;不过，随着技术的进步，上述问题有望在不久的将来得到解决，从而推动智能集装箱运输进一步发展。未来，智能集装箱应用将延伸至多个领域，智能集装箱运输也将成为集装箱运输发展新趋势。

参考文献：

[1] 邱潇潇，张文杰. 基于智能集装箱系统的海运供应链初探[C]//中国铁道学会.中国铁道学会物资管理委员会物资管理与营销暨物资流通系统理論学组学术研讨会论文集.2006：93-97.

[2] 韩青原. 基于RFID构建的智能集装箱系统的海运供应链分析[J]. 商情，2016（39）：90-91.

[3] 臧鑫. 物联网在铁路集装箱运输中的应用研究[J]. 铁道运输与经济，2011，33（7）：58-60.

[4] 李继春，赵洁婷，王婧. 智能集装箱运输面临的标准化问题[J]. 中国标准化，2013（9）：66-70.

[5] 王周. 浅析编制企业标准的方法和重要意义[J]. 标准生活，2014（1）：70-73.

（编辑：曹莉琼 收稿日期：2020-12-23）