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RFID在智能海关中的潜在应用与挑战

作　者: Siror
导　师: 盛焕烨
学　校: 上海交通大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: RFID 智能海关 智能物流 智能验证 智能端口 智能货物跟踪 实时定位跟踪系统
分类号: TP391.44
类　型: 博士论文
年　份: 2011年
下　载: 222次
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内容摘要


海关在世界经济中发挥重要作用和贸易。在无重大破坏事件发生时,他们的工作被视为一个有效的供应链的瓶颈。然而,在恐怖活动的事件,焦点转移到他们那里,他们被赋予很高的期望来防止事件发生,和如何停止使用的各类材料和货品的进出口。贸易额和恐怖活动频率的增加使海关工作进一步复杂化。因此海关要处理他们所面临的所有挑战,那么必须考虑解决这些问题新途径。使用智能技术可以使为海关管理产生实质性的区别。在本论文中,对RFID技术在智能海关的潜在应用研究以解决当前系统固有的局限性。其显著的特点是信息处理的速度,效率和有效的电子控制。本论文的核心是智能海关基于RFID技术的设计过程。通过试点实施或模拟对设计的组件进行了测试。RFID的潜力表现在开在抵达海关前到边境控制的所有的中间阶段的海关程序。在抵达前,对智能包装和分配发送进行了讨论和模拟。智能包装和分配发送是一个在出口商或货物的卖方那里进行的过程。这个过程需要自动捕获集装箱中的货物数据,到自动生成运输单据。这个过程是被下一步从始发港到目的地港的安全跟踪过程所支持。通过使用一些工具和若干场景进行模拟实现。模拟通过完全模仿真实的情况来进行实际操作。仿真工具之一:Rifidi Prototyper是用来测试的业务规则和逻辑采用相关的蓝图。在论文中还包括,RFID技术是如何处理海关误报的调解问题。在模拟中报告是自动生成的。然后本文定义和讨论一种由Kipkalya风险抑制因子(KRSF)增强商品定位和自动分析的系统。增强的智能跟踪有效地降低风险水平和提高跟踪设备的可靠性,这个系统尚未与目前的风险管理系统对接。利用数学的案例证明该模型的特点以及如何区分在系统可靠性和装卸过程中的风险水平的差异。接着本文定义、设计一个智能端口,进行从货物到达,搬运,跟踪并在堆料场核查和出港操作。通过模拟演示跟踪货物抵达到出港的过程。模拟和部分情景场景有不一致的情况在模拟中通过多种渠道设置了报警功能。一种智能核查有自己独立的模拟,并且进行了详细的阐述。本论文接着讨论设计两个智能跟踪系统,以解决过境货物分流进入本地市场的问题。第一个系统通过在海关26个重要位置安装RFID阅读器和配套设备对过境货物进行监控。这些重要位置包括港口、集装箱货运站(CFS)、记录货物离境和过境的大门,过境检查站和边境站。货物集装箱入口处用电子封条来确保安全以便下一步可以继续进行。在过境检查站的装置可以确认卡车通过检查站时货物的状态。最后,在边镜确认货物是到达边界运输状态,并作为通关和过境货物跟踪的终点。第二个系统是基于实时定位跟踪系统(RTLS)。安装在卡车车厢,以方便实时可视性。电子封条被用来确保集装箱的安全。系统安装后,进行了从到边境到目的地的货物状态和位置的监测。实时定位系统解决方案还包括限制货物运输的路径范围。对这两种方案进行优势,劣势和局限性进行了讨论。这两个解决方案,其后用在后一章评估智能技术实现的好处。一个多卖方平台的设计,讨论了支持跨多卖方跟踪系统。智能边境,是通关的最后流程。在模拟中展示了它的特点。在研究中进行仿真,通过完全模仿真实的情况实际操作并使用多种场景和多种工具,以使模拟质量达到最好。模拟了如何将智能环境的电子化方法可以简化流程,并提供跟踪,核查,检验和安全,以及自动响应警报。论文讨论所有领域所需的以支持智能操作的RFID基础设施。包括所有集装箱的有多式联运或过境跟踪设备,提供RFID覆盖港口所有重要位置RFID阅读器。

全文目录


中文部分  4-62
  摘要  4-9
  第一章 引言  9-17
    1.1 研究背景—肯尼亚海关  9-11
    1.2 研究现状  11-13
    1.3 存在的问题与研究目标  13-15
    1.4 创新点  15-17
  第二章 智能海关系统  17-24
    2.1 背景  17-18
    2.2 智能海关  18
    2.3 假设  18-19
    2.4 上层海关模型  19-20
    2.5 建模和模拟工具  20-24
  第三章 达到前流程  24-29
  第四章 到达流程  29-32
  第五章 增强型自动定位及风险评测系统  32-33
  第六章 智能查证  33-35
  第七章 港口流程  35-43
    7.1 智能港口  35-41
    7.2 智能地点跟踪  41-43
  第八章 相关时间追踪系统  43-45
  第九章 实时位置追踪系统  45-46
  第十章 东非追踪解决方案评估  46-47
  第十一章 东非多供应商平台异构追踪系统设计  47-49
  第十二章 基于RFID 的货物跟踪解决方案综述  49-50
  第十三章 智能边境  50-56
  第十四章 应用RF 信号衰减和RSSI 进行RFID 定位  56-57
  第十五章 讨论  57-58
  第十六章 总结与展望  58-61
    16.1 总结  58
    16.2 展望  58-61
  上海交通大学博士学位论文答辩决议书  61-62
英文部分  62-333
  Abstract  63-70
  TABLE OF FIGURES  70-72
  INDEX OF TABLES  72-73
  CHAPTER 1 INTRODUCTION  73-93
    1.1 Background  73-75
    1.2 Radio Frequency Identification (RFID) Technology  75-79
      1.2.1 Classification of RFID Systems  76
      1.2.2 RFID working principles  76-79
      1.2.3 RFID Standards  79
    1.3 Related Works  79-87
    1.4 Research problem and objectives  87-89
    1.5 Research Contributions  89-90
    1.6 Structure of Thesis  90-93
  CHAPTER 2 INTELLIGENT CUSTOMS  93-110
    2.1 Background  93-94
    2.2 Current Customs Processes  94-98
      2.2.1 Transit Goods Diversion Methods  97-98
    2.3 Intelligent Customs Definition  98-105
      2.3.1 Intelligent Customs High Level Processes  99-100
      2.3.2 Intelligent Customs technologies  100-101
      2.3.3 EPC Global Framework  101-105
      2.3.4 Supporting technologies  105
    2.4 Modelling and Simulation Tools  105-109
    2.5 Assumptions of Intelligent Customs Design  109-110
  CHAPTER 3 INTELLIGENT PRE-ARRIVAL PROCESS  110-124
    3.1 Introduction  110-111
    3.2 Supporting Technology  111-112
    3.3 Business Rules and Logic  112
    3.4 Simulations  112-123
    3.5 Conclusion  123
    3.6 Next Process  123-124
  CHAPTER 4 INTELLIGENT ARRIVAL PROCESSES  124-131
    4.1 Introduction  124
    4.2 Supporting Technology  124
    4.3 Business Rules & Logic  124-125
    4.4 Simulations  125-130
    4.5 Conclusion  130
    4.6 Next Process  130-131
  CHAPTER 5 ENHANCED AUTOMATED TARGETING AND RISK PROFILING SYSTEM  131-145
    5.1 Introduction  131
    5.2 Related Works  131-133
    5.3 Automated Targeting Systems  133-136
    5.4 A Novel ATS using K-Risk Suppression Factor  136-142
    5.5 Other Features  142-143
    5.6 Intelligence Building  143
    5.7 Challenges  143-144
    5.8 Conclusion  144
    5.9 Next  144-145
  CHAPTER 6 INTELLIGENT CUSTOMS VERIFICATION  145-156
    6.1 Background  145
    6.2 Introduction  145-146
    6.3 Literature Review  146-147
    6.4 Evaluation of Current Processes  147-148
    6.5 Design  148-154
      6.5.1 Process Flow  149-151
      6.5.2 Simulation  151-152
      6.5.3 Simulation Results  152-154
    6.6 Strengths & Limitations  154-155
      6.6.1 Strengths of Intelligent Verification  154
      6.6.2 Weaknesses & Limitations  154-155
    6.7 Conclusion  155
    6.8 Next  155-156
  CHAPTER 7 INTELLIGENT PORT  156-194
    7.1 Background  156
    7.2 Introduction  156-157
    7.3 Related Works  157-161
    7.4 Model Design  161-172
      7.4.1 Technology  161-163
      7.4.2 Design Subsystems  163-168
      7.4.3 Supporting Technology  168-172
    7.5 Simulations  172-192
      7.5.1 Intelligent Location Tracking  185-188
      7.5.2 Simulation Results & Discussions  188-190
      7.5.3 Evaluation of the Model  190-191
      7.5.4 Limitations & Assumptions  191
      7.5.5 Likely direction of the future  191-192
    7.6 Conclusion  192-193
    7.7 Next  193-194
  CHAPTER 8 DESIGN & IMPLEMENTATION OF CHOKEPOINT READER BASED TRACKING SYSTEM  194-210
    8.1 Background  194
    8.2 Introduction  194-196
    8.3 Related Works  196-198
    8.4 Research & Design of ECTS  198-206
      8.4.1 Cargo diversion & Smuggling methods  198-200
      8.4.2 System Design of ECTS system  200-203
      8.4.3 Installation of ECTS system  203-204
      8.4.4 Mode of operation of designed ECTS System  204-206
    8.5 Pilot Test Results & Discussion  206-207
    8.6 Benefits and limitations of the solution  207-208
    8.7 Conclusion  208-209
    8.8 Next  209-210
  CHAPTER 9 DESIGN & IMPLEMENTATION OF REAL TIME TRACKING SYSTEM  210-222
    9.1 Background  210
    9.2 Introduction  210-211
    9.3 Related Works  211-214
    9.4 Design of Real Time Location System  214-215
      9.4.1 Weakness of the Manual System  214-215
    9.5 Design  215-218
    9.6 Results & Discussions  218-219
    9.7 System Evaluation  219-220
    9.8 Benefits & Limitations of Solution  220
    9.9 Conclusion  220-221
    9.10 Next  221-222
  CHAPTER 10 EVALUATION OF RELEVANT & REAL TIME TRACKING SYSTEMS  222-234
    10.1 Background  222
    10.2 Introduction  222-223
    10.3 Related Works  223-225
    10.4 Design of Relevant Time System  225-226
      10.4.1 Components of Relevant Time System  225-226
      10.4.2 Flow of Activities for RTS  226
    10.5 Design of Real Time Location & Tracking System  226-227
      10.5.1 Components of Real Time Location & Tracking System  226-227
      10.5.2 Flow of activities for RTLS  227
    10.6 Pilot Test Results, Comparison & Discussion  227-230
      10.6.1 RTS Pilot  227-228
      10.6.2 Real Time Tracking and Location System Pilot  228-229
      10.6.3 Comparison of RTLS & RTS  229-230
    10.7 Strengths & Weaknesses of Solutions  230-232
      10.7.1 Strengths of Relevant Time Tracking System  230-231
      10.7.2 Weaknesses & Limitations of Relevant Time Tracking System  231
      10.7.3 Strengths of Real Time Location and Tracking System  231-232
      10.7.4 Weaknesses of Real Time Location and Tracking System  232
    10.8 Conclusion  232-233
    10.9 Next  233-234
  CHAPTER 11 MULTI-VENDOR PLATFORM FOR HETEROGENEOUS TRACKING SYSTEMS  234-246
    11.1 Background  234
    11.2 Literature Review  234-236
    11.3 Design Requirements & Constraints  236-237
    11.4 Multi-vendor Architecture Design  237-241
    11.5 Hardware Configuration  241-244
    11.6 Data Elements & Commands  244
    11.7 Further work  244-245
    11.8 Conclusion  245
    11.9 Next  245-246
  CHAPTER 12 REVIEW OF ACTIVE RFID BASED SECURE CARGO TRACKING SOLUTIONS  246-274
    12.1 Background  246
    12.2 Introduction  246-247
    12.3 Secure Cargo Tracking  247-249
    12.4 Objectives of the chapter  249-250
    12.5 Technology and Standards  250-253
    12.6 Solution Types  253-255
      12.6.1 Relevant Time System  253-254
      12.6.2 Real Time System  254-255
    12.7 Installation Types  255-256
      12.7.1 Non portable type  255-256
      12.7.2 Portable  256
    12.8 Equipment Mobility  256-257
      12.8.1 Fixed Nodes  256-257
      12.8.2 Mobile Nodes  257
    12.9 Cargo Form  257-259
      12.9.1 Pallets  258
      12.9.2 Drums  258
      12.9.3 Hazardous or liquid  258-259
      12.9.4 Motor vehicle units  259
      12.9.5 Frozen Cargo  259
    12.10 Purpose of Tracking  259-260
    12.11 Solution Features  260
      12.11.1 Immobilization Features  260
      12.11.2 Geo-fencing Features  260
    12.12 Supporting technologies  260-263
      12.12.1 Communication Technology  260-262
      12.12.2 Power  262
      12.12.3 Location Tracking  262-263
    12.13 Discussion  263-267
      12.13.1 Visibility  263-265
      12.13.2 Portability  265
      12.13.3 Installer of tracking devices  265
      12.13.4 Carrier types  265-266
      12.13.5 Advanced features / supporting technologies  266
      12.13.6 Types of visibility  266-267
    12.14 Tracking Devices  267-272
    12.15 Conclusions  272-274
  CHAPTER 13 INTELLIGENT BORDER  274-285
    13.1 Introduction  274
    13.2 Requirements  274
    13.3 Intelligent Border Simulation  274-284
    13.4 Conclusions  284-285
  CHAPTER 14 USE OF MINIMUM RF ENERGY & RSSI FOR LOCATION DETERMINATION  285-297
    14.1 Introduction  285-286
    14.2 Theoretical Considerations  286-295
      14.2.1 Mathematical Derivation  287-289
      14.2.2 Experiment One  289-290
      14.2.3 Design  290-292
      14.2.4 Learning Module  292-294
      14.2.5 Positioning Module  294-295
    14.3 Discussion on observations  295
    14.4 Demonstration & results  295-296
    14.5 Limitations of the study  296
    14.6 Conclusion  296-297
  CHAPTER 15 IMPACT OF REAL TIME TRACKING ON EXPORT CARGO  297-309
    15.1 Introduction  297-298
    15.2 Related Works  298-301
    15.3 System Design  301-305
      15.3.1 System Components  301-302
      15.3.2 Flow Description  302-305
    15.4 Discussion  305-308
      15.4.1 Pilot Test Results  305-306
      15.4.2 Alerts analysis  306
      15.4.3 Impact of Intelligent Tracking  306-308
    15.5 Conclusion  308-309
  CHAPTER 16 DISCUSSION  309-313
    16.1 Introduction  309-310
    16.2 Efficiency Impact Analysis  310-311
    16.3 Cost Benefit  311-313
  CHAPTER 17 CONCLUSION & FUTURE WORK  313-318
    17.1 Conclusion  313-316
    17.2 Future Work  316-318
  REFERENCES  318-329
  APPENDIX I – GLOSSARY  329-331
  APPENDIX II – PUBLICATIONS  331-332
  APPENDIX III – RESEARCH PROJECTS PARTICIPATED IN:  332-333
  APPENDIX IV – ACKNOWLEDGMENT  333

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