第５４卷第２期 ２０１７年４月总第２３６期 港工技术 Ｖｏ１．５４ Ｎｏ．２ Ａｐｒ．２０１７ Ｔｏｔａｌ ２３６ Ｐｏｒｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 智慧港口发展趋势研究 张文杰 ，邢军２ （１．沧州市黄骅港务局，河北沧州０６１１１３；２．中交第一航务工程勘察设计院有限公司，天津３００２２２） 摘要：随着高新技术的迅猛发展，物联网、大数据、智能装备等信息技术愈发成熟，为我国各大港口向智能化方向转型提供 了重要的技术支撑。智慧港口的建设是增强港口综合竞争力的重要手段，智慧港口已成为我国未来智能交通系统的主要发展 方向。文章简要分析了国内智慧港口发展的现状及存在的一些问题，探讨了智慧港口的建设目标、功能及其关键技术。 关键词：智慧港口；一带一路；关键技术 中图分类号：Ｕ６９１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００４．９５９２（２０１７）０２—００８６．０３ ＤＯＩ：１０．１６４０３／ｊ．ｃｎｋｉ．ｇｇｊｓ２０１７０２２２ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｔｅｎｄｅｎｃｙ ｔｏｗａｒｄｓ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ—ｃＯｎｔｒ０ｌ Ｐｏｒｔｓ Ｚｈａｎｇ Ｗｅｎｊｉｅ ，Ｘｉｎｇ Ｊｕｎ２ （１．Ｈｕａｎｇｈｕａ Ｐｏｒｔ Ａｕｔｈｏｒｉｔｙ ｏｆ Ｃａｎｇｚｈｏｕ，Ｃａｎｇｚｈｏｕ Ｈｅｂｅｉ ０６１３１３，Ｃｈｉｎａ；２．ＣＣＣＣ Ｆｉｒｓｔ Ｈａｒｂｏｒ Ｃｏｎｓｕｌｔａｎｔｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００２２２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：、ｖｉｔｈ ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｈｉｇｈ．ｔｅｃｈ．ｍｏｒｅ ｍａｔｕｒｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ Ｉｎｔｅｍｅｔ ｏｆ ｔｈｉｎｇｓ（ＩｏＴ），ｂｉｇ ｄａｔａ，ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｇｒｅａｔｌｙ ｇｕａｒａｎｔｅｅ ｔｈｅ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ—ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｐｇｒａｄｉｎｇ ｏｆ ｍａｊｏｒ ｐｏｒｔｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ．Ａｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｍｅａｎｓ ｔｏ ｅｎｈａｎｃｅ ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅ ｐｏｗｅｒ，ｔｈｅ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ—ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｏｒｔ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｅ ｍａｉｎ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎａ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｆｕｔｕｒｅ．Ａ ｂｒｉｅｆ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｓ ｍａｄｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｉｎａ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ－ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｏｒｔｓ．Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔａｒｇｅｔ，ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ—ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｏｒｔ：ｔｈｅ Ｂｅｌｔ ａｎｄ Ｒｏａｄ；ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ 引 言 随着科学技术的蓬勃发展，物联网、云计算、 智能装备等信息技术愈发成熟，将为港口向智能化、 公水、江海等多式联运的信息互联互通。推广使用 货运“电子运单”，推动“一单制”多式联运试点示范。 引导推动智慧港口、智慧物流园区建设，实现货运 枢纽内多种运输方式顺畅衔接和协调运行。智慧港 口已成为我国未来智能交通系统的主要发展方向。 信息化转型升级带来重要支撑 ］。１ ９９４年，智能交 通系统世界大会首次提出智能交通系统（ＩＴＳ）的概 念。ＩＴＳ将先进的信息技术、通讯技术、电控技术及 ｌ现状分析 计算机处理等技术综合运用于整个交通运输管理系 １．１国内智慧港口建设现状 统。港口作为交通系统的重要子系统，智慧港口的 目前，青岛港、深圳港、天津港、上海港等港 研究开始得到业内人士普遍关注［２１。 交通运输部发布的《交通运输信息化“十三五” 口的智能化水平较高。青岛港现已建成集团级的可 发展规划》明确指出积极推进集装箱等铁水、公铁、 视化生产指挥调度系统，港区内主要生产场所已实 收稿日期：２０１７—０３—２７ 现视频监控全覆盖。近年来，青岛港先后投人并使 作者简介：张文杰（１９８２一），男，中级职称，主要从事港口建设 与运营管理工作。 用ＧＰＳ定位、电子标签、ＧＰＲＳ通信等技术，完成 现场数据的采集，实现减员增效。深圳港的集装箱 第２期 张文杰，等：智慧港口发展趋势研究 ・８７・ 码头调度系统已达到国际先进水平，包括无线 管理等功能。目前存在一种误解，误认为实现企业 数据终端、集装箱定位、远程登录查询等功能，为 ＯＡ系统，ＥＤＩ中心等信息化平台的建设就是实现了 客户提供自动化、专业化、智能化服务。天津港的 智慧港口，以致于阻碍了港口智能化的进一步发展。综合物流信息服务平台系统实现了、港口、物 建设真正的智慧港口不应仅局限于港口信息化，而 流企业三方的电子数据交换，为物流信息交换诸多 是将云计算、大数据、无线射频识别技术、自动化 环节提供了一个综合的服务操作平台，也使天津港 装卸设备、地理信息系统等先进的信息技术和自动 信息化程度进一步提高。该平台将进一步优化和整合 化技术综合应用于港口物流及生产运营的各个环 ５，ｏ］。 港口、船公司、船代、检验检疫局、海关、海事局等 节，提升效率，为客户提供更高质量的服务Ｌ用户的信息资源，建立“一站式”对外信息服务窗口， 同时也建立了面向全球的物流信息服务网络【３Ｊ。上海 国际港务集团与振华港机及上海交通大学合作，研 究设计了上海港集装箱自动化无人堆场。它是国内 首个集装箱自动化无人堆场。这个项目主要包括一 个自动化的集装箱智能无人堆场、２条高效双小车 ＲＭＧ（轨道式门式起重机）集装箱全自动装卸堆放 线，以及一个现代港口集装箱物流智能化、数字化 管理平台，平均作业效率不小于１００ ＴＥＵ／ｈ。自动化 无人堆场成功运转、港口数字化智能化体系的建设， 标志着上海港在自主创新上迈出了关键的一步【４］。 １．２我国港口智能化存在的问题 １）信息系立分散，资源难共享 智慧港口的核心功能是信息感知、共享和决策 支持。目前，国内港口各相关单位及部门分别隶属 于不同部门管辖，各单位间信息系统相对和分 散，港口船舶、生产、库场、设备、人事、财务、 货源等业务管理系统大多未实现集成化和信息共 享，系统数据分散导致“信息孤岛”的存在，区域物 流枢纽数据交换不畅，计算机信息管理系统未能充 分发挥智能管控作用，对外信息服务能力薄弱，导 致在系统应用实施投量资金和人力却收不到相 应的成效。部分港口业务管理系统数据库标准不统 一，导致信息资源基础不一致，系统升级和二次开 发困难，信息资源基础不能适应信息化建设和业务 发展需求；有的港口系统信息采集渠道单一，手段 落后，信息量不够全面，传输渠道不畅通，对采集 的信息加工处理能力薄弱，使得信息资源潜力无法 充分发挥。 ２）港口建设主要集中在管控一体化、信息化 现阶段，我国港口信息化发展迅速，港口企业 信息化平台可实现生产管理、业务管理、设备管理、 库存管理、采购管理、客户关系管理、供应商关系 ２智慧港口建设目标及功能 智慧港口是以现代化基础设施及物流设备为基 础，以云计算、大数据、物联网、移动互联网、智 能控制等新一代信息技术与港口运输业务深度融合 为核心，实现港口运输要素的全面感知，构建上下 联动、纵横协管的智能物流服务体系，实现港口资 源的整合和综合开发，促进资源共享，从而实现降 低港口作业成本，提升港口服务水平，拓展港口经 济腹地和提高港口企业效益的目标。基于相关的调 研与实践总结，智慧港口应具备以下几个功能： １）强大的信息感知能力 智慧港口的感知能力主要依靠前端传感设备及 通讯技术，动态实时采集进出港船舶、货物及其他 与生产运营相关（如能源监控、设备管理、仓储管 理等）的信息。先进的现代化港口设施及自动化装 备是建立强大的感知体系和监控体系的基础。 ２）完备的网络传输层 网络传输层主要实现前端传感设备与数据处理 中心的数据传输和交互。通过通信网络、互联网、 无线数据网等网络技术，实现有线与无线的结合、 专线与互联网的结合，将前端传感设备获取的信息 数据传输至数据处理中心。 ３）高效的数据处理、分析能力 智慧港口应具备大数据处理与共享中心，利用 大数据技术的深度挖掘和分析能力，将前端设备所 采集的信息依据不同的类别和标准分类处理并建立 统一的信息数据库。各用户可在自身权限允许范围 内使用数据库信息，形成物理上分散、逻辑上统一 的数据处理与共享中心，实现资源的整合与共享。 ４）丰富的智能应用系统 智能应用系统以港口业务为落脚点，根据各用 户实际需求，开发相应的智能子系统，为港口自动 化、智能化管理提供技术支持。港口领域涉及到的 ・８８。 港 ｌ 披 术 ５４卷 ｒ技ｔｉ． 川系统他 ｒ，－ 能 Ｉ Ｉ僻 系统、港【Ｉ 竹 将允进的ｆ々感 、ｆ Ｉ动定化、机 觉、远 系统、港¨Ｊ也 商务系统、 了Ｉ Ｊ 系统、综合 沸Ｉ、没矫鹳 能诊断‘ 似等技术＝ 川１ 港Ｊ １人Ｊ 运输僻 系统等 图Ｉ“智慧港口”构架 ３智慧港口关键技术 ３．１物联网技术 物联 通过射频｝Ｊ 圳技术（ＲＦＩＤ）、 １ 外感Ｊ 、个球 ｆ 系统（ＧＰＳ）、激比手 息传感 ｉ 箭，拨约 ｌ，Ｊ，Ｊｆ办ｃ义，将ｆ ｆＩ叮物一 ｊ通ｆｌ 络 Ｉ连 接，进ｉ＿Ｉ． 息交换和诬 ，以 脱科能化 Ｉ Ｕｌｊ’定 ｆ 、进踪、【ＩＩ ＩＬ３ ［－ｆ１Ｉ僻 ｌ！ｌ ・利・ 络技术 港Ｉ １ Ｊ ：ｆｉ！、Ｊ｝，ｌ／支返 １＿＾： ‘Ｉｌｌ 较 ， 的物联 川他 ： 装ｊ！．ｆ１ｆＵ ｒ 掺、港Ｉ Ｉ设箭返ｉ 状念 ＩＩＬ＇Ｊ ＂１：、ｌ 没衔资Ｊ ：１ｌ＾：川！、爷Ｉ 能能源钒： 系统等 物联 技 术ｌｌＪ 以为纠 港１ Ｉ数 收集捉供 Ｊ支持 ３，２大数据技术 人数 的中受心价 址迎过对海 数 进 数 分析， 脱数 －一Ｊ 化，利Ｊ１１分析 进 资源优 化 ‘ｌ’ 换，’ｉ 之， 把大数 比作－种， ：、『 ， 么这币ＩＪ ，Ｉｋ 艾 利ｆｉ９火键， ｊ 捉 对数 的“ＪＪｌＩ 能 Ｊ”．越ｊ过“ 脱数 的叶 ” ３．３人工智能技术 人Ｉ ＩＩｆ『 川Ｊ钡域广泛，涉及 题求 、机 』、； ： 、 镓系统、帧Ｊ＝ ￣ｌｌ ｉ ｈＪ、机 人学等领域、人 ｒ ‘ｌ’ｆｊ邑 ｌ 港Ｉ Ｉ午 能没ｆｆ｝ 州Ｊ 、午＼ ｆ『邑场地ｉ ｆ 戈ｌＪ、 Ｖ能 ｆＩ，ｔｆ 汁划 港Ｉ Ｉ，ｆ ， 作、Ｊ 系统Ｉ １ ｔ Ｊ 仃广泛的』、训ｌＪ ３．４ 自动化港口装卸设备 卸设衔（『』【Ｊ敞货 的堆料机、取料机、 装 Ｖ，ｊＪ＞ｆ｛ｉ场４７ＬＪ￣ｈｌ、几人］Ｊ １ Ｉ驶ｌ Ｉ功 ，』Ｉ运输／ｌ ） 使 卸 箭ｌ Ｉ动化ｆ¨九人化 ㈠功化没箭发展【ＩＪ大 『啉提升 ｝ 效率，ｒ１动化解决 ‘案降低Ｊ 总体运 成小，捉尚ｒ发个＝ ，Ｊ 求Ｊ １的没箭川‘川 ３．５电子信息化平台 港ｉ Ｉ Ｌ 了ｌ 息化、卜 设址 代化港【ｆ发 的 过 Ｉ『Ｉ．为Ｊ 达刮货生、港Ｉ ｌ 、 ＩＡ＂４．４＂．： ，『Ｊ、港 【ｆｆ 政竹 Ｉ５门以及 ｌ：会』ＣｆｉＪｚ琊』、Ｊ之…１人 、及ｌ『、ｆ 地 交流、 』 动，为Ｊ，世精确、Ｉ 效地 成船Ｉ儿１ 进ｆ『Ｉ港、装卸、 疏运、交 、支ｆ、ｆ Ｊ ： ． 功， 通过脱代价息技术， 州港『Ｉ的价息资源，利川海 父、伶验疫、海‘ 边伶、港政、，Ｊｌ航、 、ｆ【， 部』、Ｊｆｌ，Ｊ 息， ● 港Ｉ Ｉｇ７ Ｊｉ￣（ｉ７息Ⅲ董务、 台 依托港 ｆＪ的 点ｔ ｆＪ人 甜ｒ 也 交埸、 ，ｊｆ ；的 息 ｆＪｌ正务、僻 眦务、技术Ｈｆ芝务 交埸｝ＪＩ迁务ｆｌ，Ｊ综 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