基于物联网技术应用的集装箱冷链运输数字化

郭健飞

集装箱运输方式问世不足百年，在古老的航运业中属于后起之秀。20世纪50年代，集装箱之父马尔科姆·麦克莱恩（Malcolm Mclean）经过数十年的潜心钻研发明了现代集装箱的雏形储装箱，解决了困扰航运业几百年的船舶装卸效率低和载货能力小的历史难题。随着集装箱在公路、铁路、海路和航空运输领域的广泛应用，跨境和跨模式运输效率大幅提升，从而引发全球运输业的颠覆性变革。由此可见，集装箱运输先天就带有大胆创新和应用的基因。如今，在物联网技术飞速发展的背景下，智慧家居、智慧城市、智慧学堂和电子警察应运而生，航运数字化也不再是新鲜话题。本文针对传统冷藏集装箱（以下简称“冷箱”）运输存在的痛点，结合物联网技术发展历程及其在冷箱运输领域的应用情况，提出基于物联网技术应用的智能冷箱解决方案，并探讨智能冷箱解决方案驱动下的集装箱冷链运输数字化。

1 传统冷箱运输存在的痛点

（1）运输信息的即时性和透明度较低。在传统冷箱运输过程中，虽然大多数集装箱班轮运输公司能够向客户提供主要运输节点的冷箱位置信息和时间信息，但冷箱温度和冷机工作状态依然主要采用堆场和码头人工定时巡检的方式来查看，导致各相关方难以远程获取冷箱运输的实时信息，不仅影响冷藏货物运输品质，而且一旦发生货损，难以厘清责任。

（2）因箱内实际温度偏离设定温度而导致的货损事故占比较高。冷箱运输具有与普通集装箱运输相同的点多、线长、面广的特点，往往涉及发货人装箱、起运地公路运输、码头操作、海上运输、铁路运输、铁路站点操作、目的地公路运输、收货人拆箱等多个环节。在此过程中，冷箱需要经历多次插拔电操作和复杂的运输环境，人为操作失误和冷机故障导致冷箱未及时通电制冷的情况时有发生。在缺乏有效的远程实时监控手段的情况下，由于无法及时发现冷箱异常断电和冷机故障等问题，必然导致货损发生。根据北英保赔协会的统计：海运货损理赔案件大多与冷藏货物有关，其中实际温度偏离设定温度是导致冷藏货物发生货损的最主要原因。

2 物联网技术发展历程及其在冷箱运输

领域的应用情况

2.1 物联网技术发展历程

物联网技术的创新应用最早可以追溯至20世纪80年代，其创意源于一群年轻人对一杯可乐的朴素需求。1982年，美国卡内基梅隆大学计算机科学学院的研究生们将可乐售货机连接至互联网，以便通过互联网来了解售货机的备货情况。这是目前可以追溯到的最早的将非计算机设备连接到互联网的案例，被认为是物联网的雏形。

1999年，美国麻省理工学院教授凯文·艾什顿（Kevin Ashton）在面向宝洁公司的一场演讲中首次正式提出“物联网”这一术语。物联网指实现可感知设备与可独立寻址的物体互联互通的网络。接入物联网的设备必须可以寻址才能具备唯一的身份，从而发起与其他设备的对话。

随着物联网技术的快速发展，接入物联网的设备数量越来越多。思科公司认为：当接入物联网的设备数量比网民数量还多时，物联网时代也就到来了。调查数据显示：2003年，物联网设备数量与网民数量的比值为0.08;到2010年，这一比值达到1.84;此后，物联网设备数量呈爆发式增长态势。参照思科公司对物联网时代的定义及相关统计数据，物联网时代来临于2008―2009年。

2.2 物联网技术在冷箱运输领域的应用情况

物联网时代来临后，全球主流集装箱班轮运输公司积极研发物联网技术，并将其应用于冷箱运输领域：马士基航运用将近10年的时间实现物联网在冷箱中的全覆盖;东方海外从2009年开始研发集装箱物联网;中远集运（现中远海运集运）与上海海事大学于2012年底开始合作开展冷链物联网研究项目，双方于2019年共同孵化专注于航运物联网研究的上海海联智通信息科技有限公司。

根据德鲁里发布的数据：2019年，全球冷箱物联网设备安装率約为23%;到2024年，预计全球将有约120万TEU冷箱搭载物联网设备，占全球冷箱总量的比例约为60%;到2030年，预计全球冷箱物联网设备安装率将达到80%左右。搭载物联网设备的冷箱不仅能够远程发送位置、温度和湿度等信息，而且能够远程感知人类指令，仿佛具备主动沟通的能力，因此被称为“智能冷箱”。

3 基于物联网技术应用的智能冷箱解决

方案

基于物联网技术应用的智能冷箱解决方案（见图1）并非简单地在冷箱上安装物联网设备，而是以物联网技术为基础，综合应用数据采集、数据通信、网络连接、信息交互和数据应用等技术，解决特定场景下的冷箱运输痛点，提升用户对运输信息的掌控能力，其主要内容包括：（1）采用合适的传感器采集数据，涉及物联网设备硬件设计;（2）采用合适的通信协议实现物物对话，涉及物联网设备软件设计;（3）采用合适的网络实现数据传输、交互和存储，涉及平台选型和搭建;（4）基于场景展示并应用数据，涉及平台持续开发和优化。

4 智能冷箱解决方案驱动下的集装箱冷链运输数字化

2016年，麦肯锡提出“供应链4.0”概念。供应链4.0也就是下一代数字化供应链，其核心是通过数据的广泛采集和充分利用使资源得到最大程度的释放和最有效的利用。数字化供应链基于物理世界中无处不在的传感器实现广泛连接，为用户提供全方位的数据和信息。在此基础上，用户对供应链开展全方位分析，从而持续优化供应链的效率和成本：（1）通过分析和预测缩短供应链周期，提高供应链对需求的响应速度;（2）通过实时感知需求变化，使组织决策更加灵活、更有弹性;（3）贴合市场需求，更加细腻地解决“最后一公里”问题;（4）通过提升信息的即时性和透明度，实现决策层与执行层以及上游与下游信息对称，从而使供应链逐渐获得自我调整和准确行动的机制;（5）通过上下游更加有效的联动协作，持续提高供应链的效率。

智能冷箱解决方案大大提升用户对集装箱冷链运输信息的掌控能力，使集装箱冷链具备与数字化供应链相同的特征，驱动集装箱冷链向数字化方向发展，最终实现温度全程可控、运输全程透明、品质远程保障、冷链全程可溯、各方高效协同（见图2）。

（编辑：张敏 收稿日期：2021-05-12）