智慧港口

智慧港口是指充分借助信息技術手段與港口建設深度融合，深度感知連接計算港口生產服務的各項關鍵信息，使物與物、物與人、人與人，以及港口相關的資源與參與方可以更全面更深入的互聯互通，形成集全面感知、智能管控、高效便捷的高度信息化、智能化的現代港。隨著智慧港口研究實踐的不斷深入，港口智慧化發展的核心正逐步由廣泛連接和深度感知轉變為自動管控和智慧決策。智慧港口是信息化技術+資源價值創新+商業模式革新的產物。

智慧港口被定義為“3E”港口，即卓越的運營管理(Excel)，開發的生態圈(Extend)，拓展業務的可持續(Explore)。

(1)Excel：卓越的運營管理，利用信息化的手段實現更高的運營效率，增強自身的優勢。

(2)Extend：構建開放的港口生態圈，延伸港口的服務范圍，改變單一的運作模式，不再局限于裝卸功能，與各方協同合作為物流鏈的參與方提供更具價值的優質服務。

(3)Explore：利用港口在物流鏈的重要地位，利用信息化采集整合數據，發掘新的增長點，開發新的商業模式。

建設智慧港口的目標是通過信息化技術手段促進商業模式創新，實現智能高效的港口運轉，促成港口生態圈的形成和信息的流轉，降低社會綜合物流成本，更好地服務貿易自由化、便利化。

通過智慧港口的打造實現：對信息資源的實時全面的感知和監控，為客戶提供更好服務的同時降低管理成本；對信息資源的高度共享和整合，建設中和信息共享服務平臺，提供優質高效信息服務；深度挖掘港口數據，最大化利用信息資源，實人與物個參與要素的智能決策和管控，實現港口智能化

港口的"；智慧"；主要體現在全面感知、裝卸自動化、運營智慧化、物流服務模式創新、廣泛的互聯互通以及港口的可持續發展。因此，智慧港口的內涵包含以下四個方面:

(1)以港口基礎設施與裝備的現代化為基礎。智慧港口設施設備配置主要包括物流基礎設施、信息化設施設備和港口裝備三個部分。港口物流基礎設施的數字化、信息化，網絡傳輸的標準化以及港口裝備的自動化是實現港口全流程、透徹感知的基本條件，也是構建港口云數據中心和實現智能決策的基本條件。

(2)以智慧技術與港口業務全面融合應用，實現智慧化運營與智慧化服務為建設的核心應用物聯網等信息技術，方面，在全面感知和信息互聯互通的基礎上，實現對港口人員、基礎設施設備的實時管理，并進一步通過數據挖掘、云計算和智能應用實現生產資源優化配置與決策優化，促進港口生產各環節的協調運作與無縫銜接，實現流程自動化與整合管理，達到運營的智慧化狀態；另一方面，有效集成政府相關部門、口岸監管部門、港航企業等各方信息資源，形成具有信息搜索引擎、電子商務、在線物流規劃、口岸監管功能的信息化平臺，實現智慧化服務

(3)以創新為港口發展的驅動力。智慧港口是港口發展的高級階段，智慧港口不僅是創新技術的應用，也是生產關系的深刻變革，是基于全產業鏈和供應鏈的管理理念創新，是種多方面、持續創新的發展模式港口除了聚焦于其主業務外，緊密聯系全球供應鏈的上下游企業，積極開發國際采購、國際配送、保稅物流、多式聯運、物流金融等增值服務。

(4)以可持續為港口發展的導向。即按照環境效益與經濟效益兩者間的均衡點所要求的標準去規劃和建設智慧港口。利用傳感技術、數字化技術和大數據技術等采集和分析港口生產運作中與環境效益相關的數據資料，并通過建立有效的管理機制，應用節能、環保等技術，提高作業效率和服務質的同時，減少能源消耗，提高環境效益，促進港口的可持續發展^[1]。

(1)對遠端資源的有效掌控：在自動化碼頭的機器人、OCR光學識別、PLC邏輯控制技術作用下，有效對港區內的資源與設備進行管控，實現中心控制管理人員扁平化指揮與無縫隙快速反應決策的管理能力，為客戶提供更好服務的同時降低管理成本。

(2)信息資源的高度共享：通過對分散的信息進行整合，將監管部門、承/托運人、運輸企業、港口作業部門的信息匯聚在同一平臺下，讓客戶便捷了解貨物信息，為疏運通關與生產安排提供強大的信息服務保障。

(3)提高港口管理決策水平，改變過去信息滯后、樣本失真、要素缺失等信息網絡環境，將港口生產、服務、商務、管理等一切信息納入快速靈敏的數據采集、匯總系統中，以多維數據挖掘與相關分析算法優化演進為措施，并通過港口數據挖掘和智能應用，達到港口運營的“智慧”狀態^[2]。

傳統港口與智慧港口雖然在從結果上看，都是在從事貨物的裝卸運輸服務，但其本質和帶來的效益卻大不相同。相比與傳統港口，智慧港口具有更高的科技屬性和立體化、個性化的服務優勢。智慧港口最重要的標志與外在體現就是跨區域、跨行業、跨部門的高效組織與物流鏈協作。

從生產作業模式上講，傳統港口是封閉運作模式，對貨物進行封閉裝卸，而智慧港口則是開放性運作，與供應鏈上下游協同運作，追求創新性、拓展性、開放性；從科技創新角度上講，傳統港口的科技創新僅僅滿足于某種生產工藝的創新，其提高的生產效率有限，智慧港口的科技創新是基于數據驅動的港口智能化運營與管理模式，其創新是全面性的；

從建設核心目標上講，傳統港口的建設核心是比較狹隘的生產作業需求，促進國際貿易便捷化是智慧港口建設的核心目標，借助數字化和智能化打破傳統港口對于物流的限制，強化了新興智能港口整合資源的能力，即在更深層次上實現了對各項資源的優化配置和合理整合。

從對勞動力需求上講，傳統港口普遍屬于勞動密集型企業，對勞動者數量需求較大，但勞動者的要求并不高，往往是只具備某些簡單技能即可，智慧港口屬技術密集型企業，對勞動者數量需求較小，但對勞動者本身的知識技能水平要求較高；從經濟效益上講，傳統港口經濟效益低，能耗高，智慧港口經濟效益高，綠色低碳，符合國家環保發展理念^[3]。

智慧港口功能構架應該包含八個主要部分，最底層是智慧的基礎平臺，通過各種感知手段，比如光纖通訊、無人機、5G移動互聯、北斗定位，網絡傳輸設備和感知技術；往上一層為政府信息、生產信息、裝卸信息和貨物信息為基礎構建的大數據中心，搜集地理信息平臺內容，對數據進行再融合，從而形成智慧型支撐；繼續向上為智慧應用平臺，其中應用部分又可分為智慧調度、智慧口岸、智慧港區、智慧商務、智慧物流；最上面是智慧擴展的平臺，主要是為提供數據服務和宏觀決策服務等

根據物聯網體系框架分析，智慧港口的建設一般包括六個層次，包括：

(1)感知層，主要是利用RFID、AIS、北斗定位等技術對車、船、貨、機械設備等進行充分感知；

(2)基礎環境層，主要是移動通訊、無線網絡、寬帶等通訊網絡的構建及應用軟件、服務器、數據存儲和安全系統等內容；

(3)數據資源層，包括海關、商檢等政府部門系統數據，大數據中心信息，對于智慧港口需要的統一認證、計算、網絡、操作等系統，可采用云系統的方式實現，既能最大限度的節約資源，又可提高信息利用效率；

(4)支撐層，包含數據交換、視頻監控、地理位置信息等內容；

(5)應用層，其基本功能應包括智慧口岸、智慧物流、智慧港區、智慧調度、智慧商務等基本版塊，在具體的建設中可以根據港口生產實際進行不同程度的側重。應用層建設的目標是促進碼頭作業區域的資源信息共享，包括金融服務、作業監控、生產調度、電子商務、貨物裝卸、閘口管理、泊位管理、堆場管理、港口供應鏈物流等內容，同時也促進了政府監管等工作的電子化和自動化運行；

(6)展示層，主要是移動終端、網站、公眾服務對接等內容^[3]。

智慧港口的出現是基于第四代港口建設創新的產物，在智慧港口的研究建設方面各國政府和港口企業的都十分重視。交通部在制定出臺的《公路水路交通科技發展戰略》中指出，智慧港口是未來智能化交通的主要研究方向。

2017年1月，交通運輸部計劃選取一批港口進程智慧港口示范工程建設，國內的主要港口相開展智慧港口的研究實踐。寧波港借助區域優勢，與阿里巴巴集團簽署了戰略合作協議，搭建跨境電商業務智能平臺，以“互聯網+”和物聯網技術為抓手，構筑智慧港口物流服務體系。大連港通過專業的信息化團隊建設打造出“TOS+”集裝箱智能作業管理系統，實現了集裝箱生產業務的自主決策和資源動態調配，使港區管理效率大幅提升。青島港利用智慧港口建設戰略，整合港口生態圈資源，實現數據的互聯互通和智能管控，為港口物流參與方提供優質的服務。日照港也在積極的調整智慧港口建設，致力于信息化與港口發展各方面的深度融合，推進無人集卡、智慧集疏運和集裝箱自動化等智能應用建設。

根據港口發展進程中不同的特征，可以將港口代際劃分如下。

第一代港口，港口被定義為“物流節點”。港口的功能和貨物種類單一，主要以貨物的裝卸、存儲和運輸為主，打通海運與陸運的物流節點。這個時期內，作業方式為人機結合，以人力作業為主效率低下。第一代港口主要是散雜貨的轉運，依靠天然的水深建造泊位，大型化的機械設備和深水碼頭也尚未出現。

第二代港口，港口被定義為“運輸中心”。港口不斷它體現出商業化和工業化的特征，使港口成為物流服務中心。這個時期，工業化的推進為港口注入了強大的推動力，大規模機械化廣泛應用于港口生產物流中，港口成為海陸運輸的中心節點。

第三代港口，港口被定義為“物流中心”。港口作為商業貿易中心的特性不斷顯現，港口貿易地位不斷提升，成為高度貿易化工業化的中心。此時，港口不只是物流的中心，也是商務貿易和臨港工業的中心。

第四代港口，港口被定義為“數字港口”。港口融入數字化發展技術，探索電子商務、電子口岸的建設應用借助數字化的手段提高管理效率，數字化的設備和技術的應用使第四代港口邁入數字時代。使港口生產信息不在單純的依靠手抄筆記的方式進行記錄和統計，數字化的方式使得港口作業管理的效率大幅提升。

第五代港口，港口被定義為“智慧港口”，港口借助信息化理念和智能應用實現港口各類資源要素的無縫連接和協同聯動，全面感知、深度挖掘最大化利用信息資源，實現港口運營的科學決策智能管控，建成智能、高效、綠色、安全的現代化港口。

初級階段：該階段智慧港口建設的基本特征是依托網絡和感知技術實現港口要素的可測、可視和可控，對港口各個要素的全面感知采集。實時、動態、精準地掌握整個港口系統的運行狀況，全方位的獲取數據信息，港口將長期致力于這一方面的建設。

中級階段：該階段智慧港口的基本特征是實現港口智能應用平臺的建設，通過標準化建設打破系統間的壁壘，解決信息孤島實現新舊系統的融合，提升了港口的運營效率，有力地支持了港口的業務發展。實現數據的協同、業務節點的全覆蓋和生產作業的自動化。

高級階段：該階段智慧港口的基本特征是從政策、制度、標準等軟環境上為智慧港口的建設提供便利條件，實現港口內外全方位信息融合。當前智慧港口發展的自我動力差異還很大，智慧港口的發展方向還在進一步探索研究，不同的港口要結合自身發展條件和發展資源，明確適用于自身信息化建設的戰略規劃、標準規范和頂層設計，營造適合與智慧港口建設的大環境。

終級階段：該階段智慧港口的基本特征是具備自我學習、自我適應、自我決策、自我完善等四大特征，智能的根據實時生產進行決策和管控，是目前基于對信息技術和港口未來發展理解預測的終極階段，也是智慧港口發展建設的愿景。當前我國主要港口紛紛開展智慧港口建設，向著智慧港口的終極階段不斷努力^[4]。

參考資料：

[1]黃祝佳.廣州港智慧港口評價與建設研究

[2]王玉福.QD港建設智慧港口存在問題與對策研究

[3]史鐸.基于物聯網的秦皇島港智慧港口方案設計

[4]鐘凱.日照港“智慧港口”建設信息化水平評價與改進策略