数字化互操作性：全球货物追踪解决方案的下一个变革性因素

今年早些时候，苏伊士运河堵塞事件导致每日价值96亿美元的货物受阻，这令人深切意识到，每天在全球范围内运输的原材料、半成品和制成品具有巨大的价值。 货运集装箱分为冷藏集装箱和干货集装箱，通过提供一种可高效处理、并能从海运船舶无缝转运至火车车厢和卡车的标准化单元，彻底改变了物流行业。 同样，用于空运的单元装载装置（ULD）、中间散装容器（IBC）以及经典的托盘（如今正变得越来越互联、越来越智能）也提高了物流链的统一性。  

随着无线连接和物联网（IoT）的兴起，全球货物追踪解决方案正日益普及，通过实时追踪在途资产的状态和位置，帮助物流运营商、客户和货主优化其供应链。 众多货物追踪解决方案之间的数字互操作性很可能成为下一个变革性因素，有助于最大限度地发挥所收集数据的价值。

陆地、海上和空中货物追踪面临的挑战

此前，我们概述了利用卫星定位、传感、无线通信和云平台追踪移动资产的一些主要优势。然而，已部署的解决方案往往在覆盖范围、服务可用性、带宽要求、能效、安全性以及信号干扰相关问题等方面面临一系列共同挑战。

以冷藏集装箱为例——这是一种用于运输需冷藏货物的标准集装箱，其上配备了物联网追踪与监控解决方案。 该设备至少需要能够准确检测集装箱的地理位置和状态（温度、湿度、压力等），将这些信息打包成数字消息，并安全地将该消息传输至云端，供目标用户访问。

聚焦最后一步——将数据传输到云端——会发现一个关键的漏洞。追踪器可能依赖蜂窝网络作为数据传输通道。在靠近海岸且有蜂窝网络基础设施的地方，使用全球蜂窝网络服务可能是一个理想的解决方案。但当船舶进入国际水域时，信号覆盖首先会变得不稳定，随后完全中断。

为解决这一问题，集装箱船（以及集装箱码头、物流枢纽和货运列车）通常会配备无线网关，通过一个或多个通信通道（通常是蜂窝网络或卫星）将船上集装箱追踪设备的数据中继至云端。 在建立起通往云端的稳健数据通道后，挑战便转变为如何高效地将数据从集装箱追踪器传输至无线网关。为了服务尽可能多的客户（每位客户可能都有自己的追踪解决方案），货运追踪解决方案和网关在设计时必须考虑到数字互操作性。

基于开放标准的连接

包括蜂窝通信、蓝牙 和Wi-Fi在内的全球通用开放标准，为实现最佳互操作性提供了一种途径。 其中，蜂窝网络与蓝牙技术的结合尤为值得期待。由于国际水域中航行的船舶不受各国关于蜂窝技术部署的法规约束，私有蜂窝网络的部署能够提供一个强大、标准化且经过行业验证的通信基础设施，能够将追踪设备和数据记录仪连接到无线网关。

在靠近海岸的区域，由于监管要求限制了蜂窝通信的使用，蓝牙连接提供了理想的冗余方案。蓝牙专为低功耗设计，对其他设备的干扰极小，且无论在陆地还是海上均不受任何许可限制，能够原生连接市场上几乎所有智能设备。 尽管其传输距离远小于蜂窝通信，但蓝牙网状网络部署通过让数据在设备间逐级中继，直至到达目的地（即无线网关），从而显著扩展了覆盖范围并提高了可靠性。

这种方法与数字集装箱航运协会（DCSA）提出的方案一致。该协会是一家总部位于阿姆斯特丹的非营利、供应商中立组织，正与航运业的主要参与者合作，通过开源标准推动全行业的数字互操作性。 该协会特别关注集装箱追踪设备与无线物联网网关之间的通信链路，正积极推动将蜂窝技术和蓝牙技术确立为船上连接的首选内部无线电接口，此外还包括一种专有的低功耗广域网调制解决方案。

技术灵活性：将定位覆盖范围扩展至GPS之外

正如冗余通信技术能提高设备与网关之间通信的可靠性和可用性一样，互补的定位技术也能提高位置信息的可用性。基于卫星的GPS技术可向处于轨道上GNSS卫星视线范围内的设备提供可靠的位置数据，因此基本上在任何户外场所都能使用。然而，如果货柜位于集装箱船堆垛的底部附近、物流码头或室内设施中，该技术可能会失效。

为克服这些限制，解决方案应采用多样化的方法，根据具体情况确定最佳的可用位置读数。例如在室内等GNSS信号无法覆盖但蜂窝网络在覆盖范围内的情况下，蜂窝网络指纹识别技术可提供粗略的位置估算，这总比完全没有位置信息要好得多。 而在物流枢纽、仓库或工厂内部等通常需要更高定位精度的场景中，蓝牙室内定位可能是 首选方案。

尽管基于物联网的全球货物追踪解决方案发展迅猛，但它们在极端情况下的性能不足——无论是云连接还是定位可用性——仍然是其局限所在。 提供技术冗余的解决方案有助于克服这些限制，无论是在陆地、海上还是空中。如果这些解决方案基于开放标准技术，就能帮助确保实现其承诺所需的数字互操作性，并有可能成为集装箱追踪领域的下一个变革者。