物联网在港口物流领域 的应用中国科学院计算技术研究所 报告人：徐勇军 2010.6.29中国科学院计算技术研究所 汇报提纲 1. 我国港口物流发展现状 2. 智能港口物流内容及目标 3. 港口物流物联网应用方案① 智能闸口自动化方案 ② 物流运输实时系统 ③ 集装箱视频识别及验残系统 ④ 智能堆场通信及定位系统 ⑤ 电子车牌电子驾照系统4. 智能物流网应用示范情况 5. 中科院计算所物联网工作 物流的内涵与分类被世界普遍认同的“物流”是由美国物流管理协会所定义的： “物流是以满足客户需求为目的，以高效和经济的手段来组织 原料、在制品、制成品以及相关信息从供应到消费的运动和储 存的计划、执行和控制的过程”。 物流的分类：港口物流、公运输、航空物流领域、铁物流、 特种装备物流、军事物流 智能物流是在现代信息技术高度发展的基础上，利用先进的信 息采集、信息处理、信息流通和信息管理技术，完成包括运输、 仓储、配送、包装、装卸等多项基本活动的货物从供应者向需 求者移动的整个过程，为供方提供最大化利润，为需方提供最 佳服务，同时消耗最少的自然资源和社会资源，最大限度地保 护好生态的整体智能社会物流管理体系。 2008年全球港口集装箱吞吐量（千标箱） 近两年我国主要港口集装箱吞吐量（万标箱）排名 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 港口 上海港 深圳港 广州港 宁波-舟山港 青岛港 天津港 厦门港 大连港 佛山港 连云港港 2008年吞吐量 2800.6 2141.7 1169.5 1093.4 1037.7 850.2 503.5 452.5 277.7 300.1 2009年吞吐量 2500.2 1825 1131 1042.3 1026 870 468 457.5 307.4 303.2 同比（%） -10.7 -14.8 -3.3 -4.7 -1.1 2.3 -7 1.1 10.7 1 我国港口物流物联网应用需求提高作业效率，降低业务成本； 减少业务环节，降低流程复杂； 减少人工参与，降低出错概率； 提高系统安全，加强过程； 加强信息共享，实现信息增值； 加强互联互通，实现行业标准； 提高物流信息化、自动化水平； 智能港口“物联网”建设的现状及需求集成性和创新性 以提升宁波口岸信息管理水 平和吞吐能力为目标，表现为实现全程信息综 合集成和优化提供物理平台；研发具有自主知 识产权，创新性与高效性并存的关键设备。港口现状 ? 作业效率相对较低 ? 数据差错率较高 ? 系统性不够 方案目标 ? 提高作业效率 ? 改善口岸 ? 加强信息化建设实用性和先进性 以实用性为系统建设与实施 的首要原则，确保在一定时期内，整个系统的 识别设备在整体上和综合性能上的先进性.系统性 由于应用需求的复杂性，未来系 统必然是一个复杂的综合大系统。因此，必须 注重系统的性，可以根据需要方便地对系 统进行扩充、修改、调整和升级，避免重复建 设和资源浪费。 智能物流网建设的体系架构应用 应用 服务 服务闸口管理 堆场管理 集装箱管理 实时 智能仓储云计算 云计算高性能 服务器港口操作系统 EDI系统 大规模存储移动网 移动网 互联网 互联网移动RFID 阅读器智能网关 RFID 读卡器 传感器节点传感网网关RFID RFID 传感网 传感网传感器网关 汇报提纲 1. 我国港口物流发展现状 2. 智能港口物流内容及目标 3. 港口物流物联网应用方案① 智能闸口自动化方案 ② 物流运输实时系统 ③ 集装箱视频识别及验残系统 ④ 智能堆场通信及定位系统 ⑤ 电子车牌电子驾照系统4. 智能物流网应用示范情况 5. 中科院计算所物联网工作 智能港口物流网建设的主要内容智能物流网综合使用无线传感器网络、RFID、移动通信及宽 带通信等技术，并在港口物流链中进行集成创新研究。集中 建设智能闸口管理系统、散杂货码头营运管理系统、智能堆 场通信及定位系统、电子车牌电子驾照系统、货物配送信息 采集系统（包括GIS系统）等一整套港口物流信息化平台。码头系统 智能闸口 智能堆场货主通过安装定制的物流网专用智能 终端设备，实现全过程的信息采 集和传输，强化港口信息系统的 监管能力和作业效率，提高现在 系统的管理效益。码头电子车牌、货物配送信息采集系统 智能港口物流网应用业务流程安全区及责任转换关口 集卡 安全区 集卡 集卡 集卡 集卡 集卡 集卡 集卡港口管理处港口码头堆场入港集卡车队作业车辆 巡检 入港提货 携货入港 作业车辆提货出港 卸货出港 出港载货入关/入库载货入关 载货入库 入关货代大楼收货 载货入库出关载货出库 出货海关大楼载货出关 智能港口物流网的主要内容面向全球港口物流链信息化需求，立足于国内各大港口，提 供安全、可靠、高效、方便的港口物流管理方案。定位通信 智能闸口 电子车牌散杂货码头电子驾照智能堆场仓储配送 智能仓库… 智能港口物流网系统主要功能模块方案目标：完成港口物流领域专用智能闸口管理系统、散杂货 码头营运管理系统、智能堆场通信及定位系统、电子车牌电子 驾照系统、货物配送信息采集系统（包括GIS系统）等一整套 港口信息化平台产品开发，并在全国港口进行推广。…货物配送信息 采集系统子驾 电 子车 牌 电 照 系统物流网心信 息 平 核 台理 智 能堆 场 管 软 硬件 系 统散杂货码头营 运管理系统智 能 闸 口管 理 软 硬 件 系统 汇报提纲 1. 我国港口物流发展现状 2. 智能港口物流内容及目标 3. 港口物流物联网应用方案① 智能闸口自动化方案 ② 物流运输实时系统 ③ 集装箱视频识别及验残系统 ④ 智能堆场通信及定位系统 ⑤ 电子车牌电子驾照系统4. 智能物流网应用示范情况 5. 中科院计算所物联网工作 智能港口半自动系统码头? 闸口的安全认证（防反潜） ? 解决临道干扰问题 ? 实时的车辆和状态更新港口? 车辆司机身份管理 ? 集卡车及司机认证 ? 离线任务派发 全自动智能港口系统车队港口推送任务 ? 下发到车载终端 ? 集卡自动开赴码头执行 ? ? 向车队、码头和货场派发任务 ? 与海行通关任务注册 ? 车载终端、身份管理港口 码头? 港口推送货单 ? 货单安全认证 ? 货物存取货场? 港口推送任务 ? 安全认证 ? 货物出入 物流运输实时系统实时信息：采用有源RFID 技术，结合GPS全球卫星定位 技术、 GPRS技术、 GIS技术、 计算机网络和数据库等技术， 中心能实时车辆动 态，地理等信息，并实时 动态显示在GIS平台上 中心平台远程操作：中心平台 远程对电子铅封施封\解封， 确保货物运输的安全性 实时报警功能：中心平台远程 货柜或集装箱电子铅封的 工作状态，一旦被非法打开或 ，中心平台可以实时收到 报警信息，并立即启动应急处 理或者同时警方查处 集装箱视频识别及验残系统（1）箱型检测：集卡车进入通 道时，光电传感器检测集 装箱所处，判定集装 箱的类型 自动拍照：控制系统向固 定安装在通道四周的特定 的4 台彩色摄像机发 出拍照指令 箱号设别：图像数据实时 采集进入计算机处理，由 光学图像识别模块 （OCR）识别。 箱体验残：为后台系统提 供集装箱的实时画面。 集装箱视频识别及验残系统（2） 集装箱视频识别及验残系统（3） 智能堆场通信及定位系统无线宽带通信 精确定位 实时 可视化 智能仓库托盘级定位及管理系统货物入库架构图货物处库架构图 电子车牌电子驾照系统系统识别示意图 车辆标识 信息存储 快速通关 安全 智能联动系统总体架构图 汇报提纲 1. 我国港口物流发展现状 2. 智能港口物流内容及目标 3. 港口物流物联网应用方案① 智能闸口自动化方案 ② 物流运输实时系统 ③ 集装箱视频识别及验残系统 ④ 智能堆场通信及定位系统 ⑤ 电子车牌电子驾照系统4. 智能物流网应用示范情况 5. 中科院计算所物联网工作 智能物流网方案在宁波港示范情况（一）2006-2008年，完成了宁波港吉码头、北仑国际集装箱码 头等半自动化，管理一万余辆集卡车； 2009年，完成了镇海港杂散货及化工码头、北仑第二集装 箱码头、远东码头、大榭招商等码头的建设工作，新增超 过二万辆集卡车纳入管理。宁波港吉码头（1）宁波港吉码头（2） 智能物流网方案在宁波港示范情况（二）北仑二期闸口北仑三期闸口 智能物流网方案在宁波港示范情况（三）大榭招商国际集装箱码头 北仑四期闸口 智能物流网方案在宁波港示范情况（四）镇海港液化闸口镇海港散杂货闸口 项目方案在国内其他物流领域的示范青岛港 重庆铁集装箱中心站 物流的信息化与仓库管理的结合宁波国柜物流有限公司的货 场定位应用-共享港口EDI系统 行业共性需求 可复制性与可增值 流程复杂，多网协作 参观宁波港智能闸口与职工共度“五一” 汇报提纲 1. 我国港口物流发展现状 2. 智能港口物流内容及目标 3. 港口物流物联网应用方案① 智能闸口自动化方案 ② 物流运输实时系统 ③ 集装箱视频识别及验残系统 ④ 智能堆场通信及定位系统 ⑤ 电子车牌电子驾照系统4. 智能物流网应用示范情况 5. 中科院计算所物联网工作 中国科学院计算技术研究所创建于1956年，是我国第一个专门从事计算机科 学技术综合性研究的学术机构。在计算所，诞生了我 国第一台通用数字电子计算机，并形成了我国高性能 计算机的研发，我国首枚高性能通用CPU芯片也 诞生在这里。计算所是我国计算机事业的摇篮。从计 算所陆续分离出中科院微电子学研究所、中科院计算 中心、软件所和网络中心等多个研究机构；从计算所 分离出来的企业累计有30家以上，诞生了诸如联想、 希望、曙光、华建等高技术企业，中关村的许多IT企 业都和计算所有着不可分割的血缘关系。 中科院计算所物联网基础（一）计算所是中科院“知识创新工程”首批试点单位 中科院“百人计划”（崔莉研究员）启动传感器网络 研究，已形成30多人的专门研发团队 发表学术论文近200篇，申请发明专利30余项 CCF传感器网络专业委员会依托单位 中国传感器网络标准工作组首批单位 科研支撑条件先进齐备拼搏求实的研究团 队嵌入式开发设备大型EDA设计平台高性能计算机集群 中科院计算所物联网基础（二） 承担传感器网络相关国家项目二十余项包括国家自然科学基金重点及面上项目共3项、国家发改 委CNGI示范工程项目共3项、863课题探索导向及目标导向共5 项、973项目1项、国家科技支撑项目1项、中科院百人计划及 知识创新项目各1项和市科技项目1项，中港合作1项，中 科院国际合作重点1项，国家重大科技专项多项。 国家自然科学基金NSFC06年重点：传感器网络系统基础软件及数据管理关键技术研究 06年面上：传感器网络的多层能量优化机制和算法研究 … …973 “无线传感器网络的基础理论及关键技术研究”无线传感器网络节点的体系结构研究 中科院计算所物联网基础（三） 承担传感器网络相关国家项目二十余项(续)863项目 无线传感器网络嵌入式芯片设计（目标导向） 传感器网络的节点技术（探索导向） 传感器网络体系结构研究（探索导向） … …发改委CNGI示范工程项目基于IPV6无线传感器网络的监测系统 IPV6传感器网络节点 IPV6微型传感器网络由器国家重大科技专项 … … 中科院计算所物联网基础（四）系统研发 – 开发了系列有源/无源RFID阅读器及有源远距离 RFID标签 – 集装箱管理、智能闸口、停车场管理、生产流程 等领域取得了商业应用 知识产权及论文情况 – 在RFID阅读器、防冲突技术方面申请专利8项、 软件著作权登记6项 – 发表论文20余篇 获情况 – RFID中间件产品“Pervasive RFID”荣获第十四 界国际自动识别技术展览会“技术创新” – 相关应用于2007中国RFID行业十大最有影响 力成功应用案例—“粤港通关RFID应用系统” 参考网站
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