走近科学｜货物不翼而飞，物流“黑箱”里发生了什么？编者按本文围绕2018年上海市科

编者按
本文围绕2018年上海市科技进步奖一等奖“融合北斗的集装箱物流跟踪与监控技术及国际标准制修订”项目展开，该奖项由华东师范大学经济与管理学部国际航运物流研究院包起帆教授领衔的团队获得。
货物不翼而飞， “黑箱”里发生了什么？
2011年12月，一批从上海运往美国的苹果手机，卸货时离奇“变成”与手机同样大小、重量的塑料板。这1680部iPhone 4S ，从组装厂仓库出发，在抵达美国卸货开箱，究竟在哪个环节被“狸猫换太子”了呢？
文章插图
1680部iPhone 4S被盗窃嫌犯“潜伏”一年半调包（来源：东方早报）
根据从美国寄回来的塑料模块，侦查员们发现里外两层包装箱都是原装的，换进去的塑料模块重量与手机的重量完全吻合，因此在装上飞机前的称重中，工作人员根本没有察觉出异常。
从2011年12月26日这批装箱的手机离开A公司， 3天后抵达美国。其间一共经历了从A公司仓库打包到装上货车，由物流公司(以下简称B公司)运输到其设在浦东机场的仓库，再从该仓库运输到航空公司堆场，经航空运输到美国四个环节。
究竟是哪个环节出现纰漏的呢？顺着重要线索，警方顺藤摸瓜， 2012年2月初，终于破获整个案件。原来是盗窃团伙，利用从A公司仓库到B公司仓库转移的过程中给调包了。
像这样货物运输途中被盗、调包、走私、偷渡的事件，在世界各国几乎每天都在发生。据美国国土安全局统计，全球每年集装箱失踪、失窃的经济损失高达300亿～500亿美元，无法让“黑箱子”透明、有效实现集装箱物流的全程定位和监控是业界长期以来的一大痛点。
当时，全球集装箱信息采集手段仍十分落后，大部分集装箱场站仍以人工或半人工方式进行信息抄录，不仅效率低、出错率较高，更重要的是，这种方式生成的信息流与集装箱内货物的实际情况分离，集装箱抵达查验关卡也无法确认货品是否完整、有无被调包。
要想知道“黑箱”里到底发生了什么，关键就聚焦在了集装箱物流的全程定位和监控上。如何提高物流的透明度和安全是全球热切关注的重点。
北斗破局物流监控盲点和痛点
那么， GPS定位系统不能解决这一问题吗？可以，但是这并非唯一途径，也并非最优方式。
GPS由美国设计于20世纪70年代而成形于90年代，由美国主导的ISO18185系列标准源于伊拉克战争中的军事物资监控，成本高，普通的GPS系统只能接受卫星发出的信号，无法向卫星发射信号，即 GPS只能让用户知道自己在哪里。
北斗相当于中国的GPS系统，是我国自主研制的集定位和通信于一体的卫星导航定位系统，不同于GPS的优势是，北斗独创的“短报文”功能可以实现导航+通信的功能。用户不仅可以知道自己的位置，还可以把自己的位置通过120字的信息发射回卫星，向外界传达。
因此，北斗卫星系统的通信功能能够为集装箱物流提供实时在线监控信息，针对全球占比达88%的山区、海洋等无基站区域物流信息失联的状况，通过北斗可以实现物流信息的传递，实现无盲区监控。
包起帆，华东师范大学国际航运物流研究院院长，他带领的团队深耕于集装箱物流跟踪与监控领域三十余年。 2011年，包起帆团队就针对集装箱物流领域的痛点，创新了物流无盲区实时跟踪与监控技术，研制了以北斗通信模块和定位芯片为基础的多种跟踪与监控智能终端，满足了物流监控路径全覆盖、多样化、可视化、便捷化等需求。
设备载有监控温度、湿度、振动、烟雾、开关箱门信号等多种传感器，一旦锁缆被剪断或施加非正常外力、集装箱门被打开，或是箱内货物所处的环境出现异常，如温度、湿度、振动超出用户设定的阈值，系统会自动报警，通过北斗卫星实时发送短信和邮件通知用户。
设备具有在途突发事件实时告知、响应用户主动查询、自动休眠与唤醒、远程修改配置等功能，根据用户需要报告货物所在位置、安全状态和各类传感信息。与物流相关的所有的人如货主、海关、检疫、边检、船公司、码头、收货人等，都可以对在途货物进行实时监控。
设备的应用场景也十分广泛，例如冷藏箱可以监控温度，危险品可以监控烟雾，军用物资可以监控位置，快递箱上装一个终端可以监控贵重物品等。
山区、边远地区、江河、海上等没有移动基站的环境下，无法实现实时信息交互。包起帆团队将融合定位和通信两大功能的北斗卫星的星地交互技术引入监控系统，轻松解决了这一问题。