吳翊+朱盛軍+郝楊楊

在物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動(dòng)通信和大數(shù)據(jù)等技術(shù)迅猛發(fā)展的背景下，集裝箱運(yùn)輸過程的可視化逐漸成為業(yè)內(nèi)的研究熱點(diǎn)。集裝箱監(jiān)控和跟蹤設(shè)備中的地理定位和信息通信模塊需要消耗電能，因此，電池是必不可少的部件。由于集裝箱的運(yùn)營(yíng)情況復(fù)雜，簡(jiǎn)單、高效的電源解決方案成為實(shí)現(xiàn)集裝箱運(yùn)輸可視化的關(guān)鍵因素。冷藏箱在運(yùn)輸貨物的過程中可以從外部接上電源供電，能夠?yàn)楸O(jiān)控設(shè)備提供便利的充電條件，加之冷藏箱一般用于運(yùn)輸食品和藥品等高價(jià)值貨物，貨主對(duì)運(yùn)輸過程可視化的需求較為迫切，使得冷藏箱監(jiān)控和跟蹤技術(shù)成為實(shí)現(xiàn)集裝箱運(yùn)輸過程可視化的突破口。上海海事大學(xué)與中遠(yuǎn)海運(yùn)集裝箱運(yùn)輸有限公司自2012年開始合作研究集裝箱物聯(lián)網(wǎng)，目前已研制完成冷藏箱智能監(jiān)控軟硬件成套系統(tǒng)，其中，安裝在冷藏箱機(jī)組內(nèi)部的監(jiān)控設(shè)備能夠?qū)⒗洳叵涞奈恢?、溫度、濕度、壓縮機(jī)工況、故障代碼等數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)中心，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。冷藏箱監(jiān)控設(shè)備使用充電電池。在確定電池容量的過程中，不僅要考慮安全、經(jīng)濟(jì)等因素，還要考慮電池續(xù)航時(shí)間，使電池能夠持續(xù)供電以確保監(jiān)控設(shè)備正常工作。本文在梳理冷藏箱運(yùn)輸環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上，以投入示范應(yīng)用的200個(gè)冷藏箱近2年的運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)為樣本，對(duì)冷藏箱在實(shí)際運(yùn)輸過程中的通電和斷電周期進(jìn)行定量分析，并計(jì)算不同電池續(xù)航時(shí)間條件下冷藏箱發(fā)生失聯(lián)情況的比例，據(jù)此確定冷藏箱監(jiān)控設(shè)備的電池續(xù)航時(shí)間。

1 冷藏箱運(yùn)輸環(huán)節(jié)

冷藏箱運(yùn)輸環(huán)節(jié)如下：（1）重箱運(yùn)輸，包括聯(lián)運(yùn)銜接過程中短時(shí)間的堆存環(huán)節(jié)，流程見圖1；（2）空箱調(diào)運(yùn)，包括冷藏箱作為干貨箱使用的情況，流程見圖2；（3）空箱堆存。圖1以橙色標(biāo)注的環(huán)節(jié)屬于冷藏箱重箱運(yùn)輸過程，此時(shí)冷藏箱一般處于通電狀態(tài)；在圖1和圖2以綠色標(biāo)注的環(huán)節(jié)中，冷藏箱一般處于斷電狀態(tài)；在圖1以黃色標(biāo)注的環(huán)節(jié)中，冷藏箱處于短時(shí)間的斷電狀態(tài)，其對(duì)冷藏箱監(jiān)控設(shè)備的影響可以忽略不計(jì)。

2 冷藏箱運(yùn)營(yíng)過程中通電和斷電周期分析

對(duì)投入示范應(yīng)用的200個(gè)冷藏箱近2年的運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，據(jù)此得到冷藏箱的通電和斷電周期。如表1所示，冷藏箱平均通電周期為，其中：近洋運(yùn)輸?shù)钠骄娭芷跒?.76 d，遠(yuǎn)洋運(yùn)輸?shù)钠骄娭芷跒?。如?所示，冷藏箱斷電周期存在季節(jié)性差異，例如：第一季度是冷藏箱運(yùn)輸?shù)南鄬?duì)旺季，平均斷電周期為；第二季度是冷藏箱運(yùn)輸?shù)南鄬?duì)淡季，平均斷電周期為。

3 冷藏箱監(jiān)控設(shè)備電池續(xù)航時(shí)間選擇策略

斷電周期過長(zhǎng)將導(dǎo)致冷藏箱監(jiān)控設(shè)備的電池電量耗盡，使冷藏箱在再次供電前處于失聯(lián)狀態(tài)。根據(jù)表2數(shù)據(jù)計(jì)算不同斷電周期下失聯(lián)冷藏箱所占比例。

（1）當(dāng)按下四分位數(shù)計(jì)算時(shí)，25%的冷藏箱的斷電周期短于。如果監(jiān)控設(shè)備的電池續(xù)航時(shí)間達(dá)到，可以確保約25%的冷藏箱實(shí)現(xiàn)全周期監(jiān)控。斷電周期超過的約75%的冷藏箱的平均斷電周期為，平均失聯(lián)時(shí)間為，為平均斷電周期的65.76%。在這種情況下，失聯(lián)冷藏箱占比約49.32%。統(tǒng)計(jì)分析如圖3所示。

（2）當(dāng)按中位數(shù)計(jì)算時(shí)，50%的冷藏箱的斷電周期短于。如果監(jiān)控設(shè)備的電池續(xù)航時(shí)間達(dá)到，可以確保約50%的冷藏箱實(shí)現(xiàn)全周期監(jiān)控。斷電周期超過33天的約50%的冷藏箱的平均斷電周期為，平均失聯(lián)時(shí)間為，為平均斷電周期的49.85%。在這種情況下，失聯(lián)冷藏箱占比約24.92%。統(tǒng)計(jì)分析如圖4所示。

（3）當(dāng)按上四分位數(shù)計(jì)算時(shí)，75%的冷藏箱的斷電周期短于。如果監(jiān)控設(shè)備的電池續(xù)航時(shí)間達(dá)到，可以確保約75%的冷藏箱實(shí)現(xiàn)全周期監(jiān)控。斷電周期超過的約25%的冷藏箱的平均斷電周期為，平均失聯(lián)時(shí)間為，為平均斷電周期的37.28%。在這種情況下，失聯(lián)冷藏箱占比約9.32%。統(tǒng)計(jì)分析如圖5所示。

由表1和表2可知，冷藏箱平均通電周期為，平均斷電周期為，則冷藏箱運(yùn)營(yíng)全周期為，其中通電時(shí)間約占35%。據(jù)此可推算出，約35%的冷藏箱處于通電狀態(tài)，約65%的冷藏箱處于斷電狀態(tài)。在監(jiān)控設(shè)備的電池續(xù)航時(shí)間為的條件下，因斷電時(shí)間超過電池續(xù)航時(shí)間而失聯(lián)的冷藏箱占比為49.32%€？5%€？00%≈32.06%；在監(jiān)控設(shè)備的電池續(xù)航時(shí)間為33 d的條件下，因斷電時(shí)間超過電池續(xù)航時(shí)間而失聯(lián)的冷藏箱占比為24.92%€？5%€？00%≈16.20%；在監(jiān)控設(shè)備的電池續(xù)航時(shí)間為56 d的條件下，因斷電時(shí)間超過電池續(xù)航時(shí)間而失聯(lián)的冷藏箱占比為9.32%€？5%€？00%≈ 6.06%。據(jù)此可知，如果以失聯(lián)冷藏箱占比小于10%為目標(biāo)，監(jiān)控設(shè)備的電池續(xù)航時(shí)間應(yīng)達(dá)到45～。

（編輯：張敏 收稿日期：2017-08-29）endprint