集裝箱安全系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】利用本公布中描述的信息安全集裝箱安全系統(tǒng)，可以通過信號處理來檢驗集裝箱中是否有偷渡者。除了人之外，偷渡者也可以是動物。此外，利用本發(fā)明的系統(tǒng)，可以在不同的集裝箱處理階段基于振動來產(chǎn)生代碼，該代碼識別和保護集裝箱和集裝箱內(nèi)容物。利用聯(lián)接到所述系統(tǒng)的集裝箱處理裝置并利用本發(fā)明的集裝箱安全系統(tǒng)，在物流鏈中，可以保護和檢查將在不同集裝箱處理階段中將要移動的集裝箱和集裝箱內(nèi)容物以及集裝箱狀況。在檢查中揭露的因素可以是與貨運信息中提前聲明的重量和/或內(nèi)容物存在偏差、或在不同集裝箱處理階段之間集裝箱內(nèi)容物狀況的改變、或在不同集裝箱處理階段之間集裝箱狀況的改變。除了新的集裝箱處理裝置之外，遵循本發(fā)明的方法的集裝箱安全方案（系統(tǒng)）也可以被改型到所有現(xiàn)有的集裝箱處理裝置中。所述集裝箱處理系統(tǒng)包括被附接到容器處理裝置的力傳感器（13）和加速度傳感器（14）、該系統(tǒng)的電子單元（17）、振動裝置（18）以及軟件、用戶接口、加密的無線數(shù)據(jù)傳輸流量、ID卡/讀取器和系統(tǒng)的標識符號碼鍵盤。
【專利說明】集裝箱安全系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的集裝箱安全系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在已知的集裝箱物流領(lǐng)域，在貨運處理區(qū)域執(zhí)行關(guān)于集裝箱安全的檢查措施，以防止偷渡者偷渡、走私、改變集裝箱內(nèi)容物使其不同于貨運信息或改變集裝箱內(nèi)容物的狀況。檢查措施可以是掃描未開封的集裝箱或從集裝箱的通風口利用單獨的測量裝置測量未開封的集裝箱的二氧化碳含量。通過掃描集裝箱，可以確定貨運的內(nèi)容物，但是此方法昂貴。在巨大的集裝箱處理區(qū)域中，手持式二氧化碳計量儀具有使用上的問題。手持式計量儀主要適合用于所謂的精確檢查。作為檢查措施也使用集裝箱的打開。上述所有檢查措施都會增加在集裝箱處理區(qū)域中的集裝箱的周轉(zhuǎn)時間并需要額外的過程和額外的人力資源來運轉(zhuǎn)。稱量集裝箱用于輔助防止例如超載、重量偏差和所謂的集裝箱的不平衡情形。利用此方法，無法解釋關(guān)于在可能的偷渡者偷渡、走私、改變集裝箱內(nèi)容物使其不同于貨運信息或改變集裝箱內(nèi)容物的狀況是否存在問題。除上述以外，在已知的集裝箱物流領(lǐng)域，相當數(shù)量的集裝箱被損壞。尤其常見的是，損壞的產(chǎn)生原因和發(fā)生損壞的階段仍不清楚，并且損壞的成本不能收回。
[0003]本發(fā)明的目的是消除上述缺點和提供不需要昂貴或單獨測量過程或執(zhí)行集裝箱的檢查措施的額外人力資源的集裝箱安全系統(tǒng)。此外，本發(fā)明的目的是提出信息安全系統(tǒng)方案。
[0004]此目的可以根據(jù)本發(fā)明利用集裝箱處理裝置(例如，起重機、跨運車、伸縮臂叉車)來達到，從而將根據(jù)權(quán)利要求的系統(tǒng)添加到集裝箱處理裝置中。利用上述集裝箱處理資源和發(fā)明的系統(tǒng)來執(zhí)行集裝箱檢查措施，并且同時移動集裝箱(例如，裝載、卸載、存儲)。利用根據(jù)所述方法的系統(tǒng)，利用系統(tǒng)所產(chǎn)生的標識(代碼)來確認離開的集裝箱，并且確定所接收的集裝箱的檢查(結(jié)果)的必要性。該結(jié)果可以指示在上述集裝箱內(nèi)存在偷渡者。除了人之外，偷渡者還可以是動物。此外，結(jié)果還可以是與貨運信息中提前聲明的重量和/或內(nèi)容物存在偏差、或內(nèi)容物狀況改變、或集裝箱的狀況已經(jīng)改變。上述集裝箱處理區(qū)域的集裝箱處理裝置經(jīng)由本發(fā)明系統(tǒng)的用戶接口、軟件、無線數(shù)據(jù)傳輸和加密數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接而聯(lián)接到所述系統(tǒng)。
[0005]公布US2006/0220842 Al、US2007/0276619 Al 和 US 2006/0113384 Al 提出用于試圖利用被安裝在集裝箱內(nèi)或集裝箱的處理裝置內(nèi)的慣性傳感器(可以是力傳感器或加速度傳感器)來識別集裝箱的入侵者和集裝箱內(nèi)容物的可能變化的技術(shù)。與以上公布不同，本發(fā)明中遵循的技術(shù)不需要由集裝箱本身或進入集裝箱的入侵者導(dǎo)致的振動，而是通過比較待測量物體(集裝箱和/或集裝箱內(nèi)容物)的彈性的變化來確定將出現(xiàn)的結(jié)果。
[0006]公布文獻美國專利4，370，888和本公布中所引用的公布文獻呈現(xiàn)了遵循基于待測量物體的移動質(zhì)量的振動變化來測量的現(xiàn)有技術(shù)。與以上公布文獻不同，本發(fā)明中遵循的技術(shù)不需要質(zhì)量的變化，而是通過比較待測量物體(集裝箱和/或集裝箱內(nèi)容物)的彈性的變化來確定將出現(xiàn)的結(jié)果。
[0007]通過利用安裝在集裝箱處理裝置中的加速度和力傳感器測量受迫振動以及通過在設(shè)備的電子單元中分析測量結(jié)果，來確定待測量的物體的上述彈性和彈性的變化。通過利用附接到集裝箱處理裝置上的振動裝置進行激勵，以編程方式產(chǎn)生集裝箱和集裝箱處理裝置的受迫振動。
[0008]更具體地，根據(jù)本發(fā)明的集裝箱安全系統(tǒng)由權(quán)利要求1的特征部分中出現(xiàn)的內(nèi)容來表征。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]在下文中，參照附圖更詳細地描述本發(fā)明，附圖作為系統(tǒng)的一部分繪圖而示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)。
[0010]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的部件，其中，傳感器和振動裝置被設(shè)置到集裝箱處
理裝置中。
[0011]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的部件，其適合于處于一個物流鏈中的系統(tǒng)。
[0012]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的部件和方法，其適于分析從傳感器和部件接收的信號，并且適于控制振動裝置。
[0013]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的方法，利用該方法來產(chǎn)生和比較由所述系統(tǒng)使用的代碼。
【具體實施方式】
[0014]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)及其部件。所述系統(tǒng)包括集裝箱處理裝置10的所謂的吊梁11。吊梁11中安裝有力傳感器13和加速度傳感器14。傳感器13、14經(jīng)由導(dǎo)線12聯(lián)接到系統(tǒng)的電子單元17。此外，所謂的振動裝置18經(jīng)由導(dǎo)線12連接到系統(tǒng)的電子單元
17。振動裝置18被安裝在集裝箱處理裝置的所謂的吊梁11中。傳感器13、14和振動裝置18可以是多個。從系統(tǒng)的電子單元17到系統(tǒng)的計算機是基于TCP/IP的無線連接。系統(tǒng)的計算機可以連接有多個集裝箱處理裝置10。
[0015]在圖1所示的本發(fā)明的一個實施例中，傳感器13、14、系統(tǒng)的電子單元17和振動裝置18被安裝在集裝箱處理裝置的框架10中。同樣在本實施例中，傳感器13、14以及振動裝置18經(jīng)由導(dǎo)線12聯(lián)接到系統(tǒng)的電子單元17。在根據(jù)本發(fā)明的方案中，系統(tǒng)的電子單元17控制振動裝置18，所述振動裝置18以編程方式產(chǎn)生集裝箱和集裝箱內(nèi)容物19的受迫振動。從系統(tǒng)的計算機接收影響對振動裝置的控制的編程命令和代碼文件。傳感器13、14測量在振動階段期間引起的力、振動力和力的變化。因此，本發(fā)明涉及識別受迫振動的系統(tǒng)。
[0016]在圖2所示的本發(fā)明的一個實施例中，系統(tǒng)的部件適合于處于一個物流鏈中的系統(tǒng)。本發(fā)明的系統(tǒng)所使用的集裝箱處理裝置10可以是海港集裝箱起重機、集裝箱跨運車、集裝箱伸縮臂叉車，換言之是從地面抬起集裝箱19并且同時移動(裝載、卸載、存儲)集裝箱的所有集裝箱處理裝置。除了新的集裝箱處理裝置之外，遵循本發(fā)明的方法的集裝箱安全方案(系統(tǒng))也可以被改型到所有現(xiàn)有的集裝箱處理裝置中。
[0017]在圖2所示的本發(fā)明的一個實施例中，在抬升或向前移動集裝箱時，系統(tǒng)在集裝箱處理階段21識別出被處理的集裝箱的標識符并接收關(guān)于集裝箱的離開信息。接著，系統(tǒng)利用設(shè)施的伸縮臂叉車的振動裝置18產(chǎn)生被導(dǎo)引到集裝箱19和內(nèi)容物上的機械振動。在集裝箱處理階段21中產(chǎn)生振動的期間，系統(tǒng)基于從傳感器13、14接收的信號為集裝箱產(chǎn)生基于力、振動力和力的變化的其自身集裝箱專用代碼25.0并將此代碼與從系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫25檢索到的代碼25.1進行比較。在裝載所述集裝箱之前基于空集裝箱的振動測量來產(chǎn)生代碼25.1。之后，系統(tǒng)在電子單元17.1中比較上述代碼25.0、25.1。比較結(jié)果可以指示在上述集裝箱中是偷渡者。此外，結(jié)果可以指示與貨運信息中提前聲明的內(nèi)容物存在偏差或指示根據(jù)貨運信息的集裝箱內(nèi)容物狀況或集裝箱的狀況已經(jīng)改變。在正常情況下，系統(tǒng)給出正確貨運內(nèi)容物和集裝箱安全狀況的指示并將此通知給系統(tǒng)的用戶。之后，在處理階段21，經(jīng)處理的集裝箱及其內(nèi)容物19被檢查并用代碼25.0,25.2被確認，以用于下一處理階段22。代碼25.0、25.2被存儲在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中。在實施例的所述階段，經(jīng)公路進行集裝箱的運輸26.1。
[0018]在圖2所示的一個實施例中，在系統(tǒng)的集裝箱處理階段22(從公路到海洋)，系統(tǒng)利用海港起重機的振動裝置18產(chǎn)生被導(dǎo)引到集裝箱19和內(nèi)容物上的機械振動。在海港的集裝箱處理階段21所產(chǎn)生的振動期間，系統(tǒng)基于從傳感器13、14接收的信號為集裝箱產(chǎn)生基于力、振動力和力的變化的其自身集裝箱專用代碼25.3并將此代碼與從系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫25檢索到的代碼25.0進行比較。之后，系統(tǒng)在電子單元17.1中比較上述代碼25.0、25.3。比較結(jié)果可以指示在上述集裝箱中是偷渡者。此外，結(jié)果可以指示與貨運信息中提前聲明的內(nèi)容物存在偏差或指示根據(jù)貨運信息的集裝箱內(nèi)容物狀況或集裝箱的狀況已經(jīng)改變。在正常情況下，系統(tǒng)給出正確貨運內(nèi)容物和集裝箱安全狀況的指示并將此通知給系統(tǒng)的用戶。之后，在處理階段22，經(jīng)處理的集裝箱及其內(nèi)容物19被檢查并用代碼25.3,25.4被確認，以用于下一處理階段23。在實施例的所述階段，經(jīng)海道進行集裝箱的運輸26.2。
[0019]在圖2所示的本發(fā)明的一個實施例中，系統(tǒng)在物流鏈的每個階段21、22、23、24中都執(zhí)行相同種類的集裝箱處理方法。
[0020]在圖2所不的本發(fā)明的個實施例中，系統(tǒng)在以卸載的空集裝箱結(jié)束物流鏈的集裝箱處理階段24執(zhí)行相同種類的集裝箱處理方法，并且基于從傳感器13、14接收的信號為集裝箱產(chǎn)生基于力、振動力和力的變化的其自身集裝箱專用代碼25.9，并將此代碼與從系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫25檢索到的關(guān)于空集裝箱的代碼25.1進行比較。
[0021]在圖2所示的本發(fā)明的一個實施例中，利用所述系統(tǒng)，可以監(jiān)控基于集裝箱代碼
25.0-25.8、集裝箱處理階段 21、22、23、24、集裝箱檢查結(jié)果 25.2,25.4,25.6,25.8,25.10和集裝箱進度26.1-26.3的指示。此外，利用所述系統(tǒng)，可以計劃和控制集裝箱處理階段
21、22、23、24、集裝箱處理裝置19的檢查測量和比較。
[0022]在圖2所示的本發(fā)明的一個實施例中，系統(tǒng)的用戶在開始使用系統(tǒng)的軟件25和集裝箱處理裝置10之前將用戶自己的ID卡放置到聯(lián)接到系統(tǒng)的集裝箱處理裝置的用戶接口中。如果上述ID卡和/或標識符號碼未被設(shè)置在用戶接口 25中，則系統(tǒng)的用戶接口 25阻止啟動和使用系統(tǒng)軟件25、集裝箱處理裝置10或集裝箱處理裝置10。
[0023]在圖2所示的本發(fā)明的一個實施例中，由系統(tǒng)的電子單元17得到的結(jié)果通過加密和無線數(shù)據(jù)傳輸流量被傳送和存儲在系統(tǒng)的軟件25和/或海港操作員的某個其它信息系統(tǒng)22.1,23.1中。系統(tǒng)的軟件和用戶接口可以二者擇一地被安裝在操作員的信息系統(tǒng)
22.1,23.1、用戶的PDA/移動裝置中或被固定在集裝箱處理裝置的使用區(qū)中。系統(tǒng)的軟件25和用戶接口 25受用戶自己的ID卡/讀取器和/或標識符號碼保護。
[0024]圖3所示的本發(fā)明的實施例在原理上示出了如何分析從傳感器接收的信號以及如何控制集裝箱19的振動?？梢酝ㄟ^簡單的彈簧-質(zhì)量系統(tǒng)來描述振動點a。當質(zhì)量m短暫地受到一定外力影響時，它保持在其平衡位置兩側(cè)振動。在所述系統(tǒng)中，彈簧或彈簧常數(shù)k是彈性項，其中力產(chǎn)生給定的位移。一個振動所消耗的時間由字母T標注。當在坐標系中IHl出質(zhì)量相對于時間的移動時，得到時間信號。
[0025]在圖3所示的本發(fā)明的一個實施例中，本發(fā)明的技術(shù)不需要集裝箱自身振動或集裝箱的侵入者振動或集裝箱或集裝箱的內(nèi)容物發(fā)生變化，而是通過比較待測量物體(集裝箱和/或集裝箱內(nèi)容物)的彈性k的變化來確定將出現(xiàn)的結(jié)果。通過利用被安裝在集裝箱處理裝置中的加速度和力傳感器測量受迫振動并且通過在裝置的電子單元中分析測量結(jié)果來確定待測量物體的上述彈性k和彈性k的變化。通過用附接到集裝箱處理裝置上的振動裝置進行激勵而以編程方式產(chǎn)生集裝箱19和集裝箱處理裝置10的受迫振動。利用振動裝置18以編程方式產(chǎn)生外力(即由受迫振動引起的所謂的激勵)，所述外力可以被定期地隨機地產(chǎn)生、根據(jù)存儲的文件被產(chǎn)生、或類似于撞擊。
[0026]在圖3所示的本發(fā)明的一個實施例中，通過在設(shè)備的電子單元17中進行比較來分析從傳感器接收的信號。當上述激勵被引入系統(tǒng)時，所述系統(tǒng)產(chǎn)生由激勵確定的受迫振動。當激勵終止時，系統(tǒng)處于其標準狀態(tài)，該系統(tǒng)的振動可以是自由的、未衰減的振動或者自由的、衰減的振動。信號的比較可以發(fā)生在受迫振動期間或在自由振動期間。在比較時，可以得到振動的時間周期T，或限定的振動次數(shù)和振幅A的平均值，或其中受激振動在其中降至限定的極限值A(chǔ) (t)以下的時間。此外，所述比較試圖找到兩個比較時刻之間(例如，在使用相同的待測量物體(集裝箱和/或集裝箱內(nèi)容物)的離開海港22和到達海港23之間)的所謂的虛擬諧振。諧振指的是在兩個對比時刻(例如，圖2中的離開海港22和到達海港23)同一集裝箱19以相同方式振動。
[0027]在圖4所示的本發(fā)明的一個實施例中，產(chǎn)生并比較所述系統(tǒng)所使用的代碼。首先，在代碼中限定代碼的ID，其連接代碼和集裝箱。接著，在代碼中限定集裝箱的號碼以及集裝箱的序列號SNl。接著，在代碼中限定集裝箱處理裝置的序列號SN2和集裝箱處理裝置的振動裝置的序列號SN3。接著，在代碼中記錄來自集裝箱處理裝置的吊梁或利用紅外線方法從集裝箱測量的振動時刻的溫度。三個序列號SN1、SN2和SN3以及溫度t被用作振動比較算法中的比較調(diào)節(jié)參數(shù)。接著，代碼具有關(guān)于振動的控制方式的標識符。之后，代碼具有在限定時間點處測量的振動時間周期T、在限定時間點處測量的振動的振幅A的平均值(ka)、振動衰減到限定的極限值A(chǔ) (t)以下的時間、以及描述上述諧振的質(zhì)量的百分數(shù)R。
[0028]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯然的是，本發(fā)明不限于上述實施例，在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)可以進行許多改變。根據(jù)需要，可以與其它特征一起出現(xiàn)在本說明書中的特征也可以彼此獨立地被使用。
【權(quán)利要求】
1.一種集裝箱安全系統(tǒng)，包括: 力傳感器(13)和加速度傳感器(14)，所述力傳感器和加速度傳感器被附接到集裝箱處理裝置的所謂的吊梁(11)上或附接到所述集裝箱處理裝置的框架(10)的某個其它部件上， 所述系統(tǒng)的電子單元(17)， 振動裝置(18)， 其特征在于，所述系統(tǒng)識別出在不同的集裝箱處理階段之間集裝箱或所述集裝箱的內(nèi)容物的狀況的變化以及所述集裝箱的內(nèi)容物的量的變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，振動裝置(18)被附接到所述集裝箱處理裝置(10)的所謂的吊梁(11)上或附接到所述集裝箱處理裝置的框架(10)的某個其它部件上，所述振動裝置(18)產(chǎn)生所述集裝箱和所述集裝箱的內(nèi)容物(19)的振動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，能夠通過所述力傳感器(13)和加速度傳感器(14)來測量由附接到所述集裝箱處理裝置(10)的振動裝置(18)產(chǎn)生的集裝箱和集裝箱的內(nèi)容物(19 )的振動，在振動階段期間，在所述集裝箱處理裝置(10 )的電子單元(17 )中利用信號處理來處理力、振動和力信號的變化，目的是在集裝箱處理階段產(chǎn)生用于識別和確認所述集裝箱和集裝箱的內(nèi)容物(19)的代碼，利用聯(lián)接到所述系統(tǒng)的集裝箱處理裝置(10)，在物流鏈中，能夠?qū)υ诓煌b箱處理階段產(chǎn)生和記錄的代碼進行比較。
【文檔編號】B65G63/00GK103987649SQ201280048063
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2012年9月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月29日
【發(fā)明者】T.T.海基勒 申請人:科內(nèi)克斯伯德有限公司