提高自动化集装箱码头堆场无线射频识别系统识别率的方法

李伟

无线射频识别（radio frequency identification，RFID）系统作为自动化集装箱码头堆场（以下简称“自动化堆场”）作业系统中识别车号的子系统，能够识别进入自动化堆场及轨道吊作业区的集卡车号，辅助码头操作系统调度作业设备;因此，RFID系統识别率对自动化堆场作业安全有重要影响。本文以平行于岸线布置的自动化堆场为例，分析提高自动化堆场RFID系统识别率的技术手段及方法。

1 自动化堆场作业系统逻辑

平行于岸线布置自动化堆场的RFID系统通常由安装在堆场入口处的识别装置（见图1）和轨道吊下方的识别装置（见图2）组成。如图3所示：RFID系统检测到集卡进入堆场后，向码头操作系统发出信号，码头操作系统调度设备准备作业;集卡到达轨道吊下方适当位置后，堆场作业系统读取车号信息，并与码头操作系统中的任务车号进行比对，确认一致后向轨道吊发送作业指令。

2 自动化堆场RFID系统识别率低的弊端

RFID系统识别率低会导致自动化堆场作业流程不畅，甚至造成集卡在街区内拥堵等情况。例如，集卡A进入街区口后，RFID系统未识别到车辆信息，但集卡A仍将按照在码头闸口取得的作业小票的提示信息到达指定贝位等待，此时可能出现以下问题：首先，由于RFID系统未识别到集卡A的信息，后续集卡B进入街区后，码头操作系统根据RFID系统识别的集卡B的信息调度作业任务（与集卡A不在同一贝位），而集卡A持续处于等待状态，待系统发现集卡A已经进入码头但超过预定时间仍未进入街区后，才会报错提醒人工处理;其次，与集卡A执行同一贝位作业任务的集卡C进入街区后，因前车集卡A在该贝位等待，后车集卡C只能等待，并且在轨道吊作业时，单机RFID系统识别集卡A车号与码头操作系统任务中集卡B车号信息不一致会导致自动化作业流程停滞;最后，该问题的常规处理办法为，集卡A将作业位置腾给集卡C。由此可见，RFID系统识别率低会大大增加操作人员工作量。

3 提高自动化堆场RFID系统识别率的方法

RFID系统识别率主要与街区口识别、单机识别、数据识别处理逻辑等因素相关。

3.1 街区口识别

以未设置堆场街区闸口的双车道为例，街区口识别装置一般由机械支架、天线、信号灯、控制箱等组成。

（1）机械支架 机械支架用于安装天线，分为立杆式支架、L形支架和门框形支架。立杆式支架安装在街区入口双车道两侧，其优点是支架对应堆场贝位可以堆放集装箱，不影响堆场堆存能力。立杆式支架的缺点是：要求集卡驾驶室两侧车窗玻璃均安装磁卡，而夏季集卡司机开窗通风会影响磁卡使用，并且若集卡从双车道的中心位置驶入，RFID系统可能识别不到磁卡信息。相比之下，安装L形或门框形支架虽然占用个别贝位，但能够保证识别率;因此，多数码头堆场选用L形或门框形支架。

（2）天线 街区入口单车道宽约4 m，双车道宽8 m左右。对于街区入口双车道的L形或门框形支架，在距离地面高度约5 m的横杆上安装天线，确保集卡从双车道范围内任一位置进入均可被识别到车号信息。单根天线实际测试的识别范围为2 m以内，考虑到贴卡位置、集卡车头类型等因素，须安装3根天线方可覆盖双车道范围。

（3）信号灯 在集卡车号信息识别失败的情况下，集卡驶入街区会给后续作业带来困难;因此，需要在街区口天线支架附近安装信号灯，用于提示集卡司机RFID系统是否成功识别集卡信息，从而帮助司机判断其是否可以进入街区作业。若RFID系统成功识别集卡信息，则信号灯为绿色;若RFID系统识别集卡信息失败，则信号灯为红色，便于相关人员查找原因（包括车速过快、贴卡位置不合适、磁卡消磁等）后解决问题，确保自动化作业流程顺畅。

3.2 单机识别

轨道吊单机安装3根RFID天线，分别对应前、后20英尺集装箱和40英尺集装箱集卡车头位置。在调试天线角度的过程中，需要充分考虑场区内作业集卡类型、机械支架类型、集卡驾驶室高度、集卡驾驶室前窗遮挡等因素，充分测试多种车型，以保证单机RFID系统识别率。

3.3 数据识别处理逻辑

通常情况下，堆场作业系统数据识别处理逻辑为：以中央处理系统引导集卡到位为触发点，读取RFID系统识别的车号信息。由于集卡车头尺寸、驾驶室高度、贴卡位置、车头与托架连接部分长度等没有统一标准，RFID系统识别存在诸多不确定因素，从而会影响识别结果。为此，将堆场作业系统数据识别处理逻辑调整为：一旦检测到集卡驶入，堆场作业系统随即读取车号并存储备用;当集卡停在作业位置时，系统再次读取车号信息;若RFID系统成功识别车号，则使用当前车号;若RFID系统识别车号失败，则调用最近一次成功识别的数据。如此，双重数据冗余保障对提高RFID系统识别率具有积极作用。

4 结束语

随着RFID技术在自动化堆场车号识别领域的应用日渐成熟，通过对RFID天线安装位置、数据识别处理策略等实施优化，可以有效提高RFID系统识别率，从而确保自动化堆场作业顺畅。

（编辑：曹利琼 收稿日期：2020-02-22）