铁路集装箱结点站无线射频识别技术的应用研究

论文摘要

无线射频识别(RFID)技术作为新兴的自动识别技术,在集装箱识别、定位、追踪中得到了比较广泛的研究,取得了一定效果。铁路集装箱结点站是铁路集装箱运输的重要环节,其运作水平直接影响集装箱运输链的效率。本文基于结点站的功能与流程分析,结合RFID技术特点与优势,参考其他RFID应用案例,论证了结点站中RFID应用的可行性、分析了RFID应用的经济与综合效益、提出了结点站RFID系统的整体架构与硬件选型方案、进行了系统成本计算与投入产出分析。此外应用增长曲线预测方法,评估了RFID技术的成熟度,预测了其发展趋势,为准确确定技术应用时间提供了科学参考。主要研究内容如下:1.基于专利文献数据,使用Logistic和Gompertz两种增长曲线对自动识别技术特别是条形码和RFID的发展成熟度进行评估,并对其发展趋势进行预测;对比两种曲线的不同特点,分析其在技术预测中的适用条件。2.在研究结点站的功能和流程分析的基础上,结合RFID的技术特点,对RFID在结点站内的可能应用进行探讨。重点分析了结点站出入道口、堆场集装箱实时定位系统和集装箱电子封装三个主要的应用场景,比较RFID与其他技术的优劣,并使用了排队论等数学工具对应用效果进行量化的分析,计算了潜在的经济收益。3.提出集装箱结点站RFID应用系统的整体框架,结合结点站环境的具体要求,对射频标签和无线通讯网络两个重要的系统部件进行了硬件选型,并提出相关建议。4.分析了RFID系统的成本结构,以上海芦潮集装箱中心站为例,详细计算了各项成本,结合收益分析结果计算了产品周期内的项目净现值和投资回报率。并使用蒙特卡洛模拟方法对投资收益计算结果进行敏感度和风险分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 主要符号对照表
• 第1章 引言
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 文献综述
• 1.2.1 RFID 技术简介
• 1.2.2 集装箱领域RFID 应用研究现状
• 1.2.3 技术预测
• 1.3 研究内容与技术路线
• 1.4 本章小结
• 第2章 RFID 技术成熟度评估及技术预测
• 2.1 技术预测的基本概念
• 2.1.1 技术预测的定义
• 2.1.2 技术预测的意义
• 2.1.3 技术预测方法介绍
• 2.2 增长曲线法
• 2.2.1 Logistic 曲线
• 2.2.2 Gompertz 曲线
• 2.2.3 曲线拟合方法
• 2.2.4 曲线的选择依据
• 2.3 专利文献的应用与数据采集
• 2.3.1 专利数据在技术预测中的应用
• 2.3.2 专利检索与数据收集
• 2.4 专利数据分析与曲线拟合
• 2.4.1 条形码专利数据拟合
• 2.4.2 RFID 专利数据拟合
• 2.4.3 预测结果与讨论
• 2.5 本章小结
• 第3章 铁路集装箱结点站功能与流程分析
• 3.1 铁路集装箱结点站的性质与功能
• 3.2 集装箱结点站流程分析
• 3.2.1 集装箱通过铁路进入结点站
• 3.2.2 运输公司或大用户集装箱通过公路运输进入结点站
• 3.2.3 零散用户集装箱及临时箱通过公路运输进入结点站
• 3.2.4 站内调整流程
• 3.3 本章小结
• 第4章 结点站RFID 典型应用与效果分析
• 4.1 结点站集装箱自动识别技术
• 4.1.1 集装箱信息采集现状
• 4.1.2 集装箱的自动识别
• 4.1.3 RFID 技术的优势
• 4.2 集装箱结点站出入口（大门）管理
• 4.2.1 结点站大门的功能意义
• 4.2.2 结点站出入口性能评价指标
• 4.2.3 应用RFID 效果量化评价
• 4.3 结点站堆场管理与RTLS
• 4.3.1 集装箱错位放置原因分析
• 4.3.2 集装箱错位放置的影响
• 4.3.3 基于RFID 的集装箱实时定位系统
• 4.3.4 效益分析
• 4.4 应用RFID 提高集装箱安全性
• 4.4.1 集装箱安全性的意义
• 4.4.2 机械封装与电子封装
• 4.4.3 系统操作方法及收益
• 4.5 本章小结
• 第5章 结点站RFID 系统架构与投资收益分析
• 5.1 结点站RFID 系统的建设目标
• 5.2 结点站RFID 系统架构
• 5.2.1 系统总体方案
• 5.2.2 射频标签的选型与设计
• 5.2.3 无线通信网络的选择
• 5.3 投资回报分析
• 5.3.1 成本投入计算
• 5.3.2 收益分析
• 5.3.3 净现值与投资回报率计算
• 5.3.4 敏感度及风险分析
• 5.4 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果