智慧港口

智慧港口是指充分借助信息技术手段与港口建设深度融合，深度感知连接计算港口生产服务的各项关键信息，使物与物、物与人、人与人，以及港口相关的资源与参与方可以更全面更深入的互联互通，形成集全面感知、智能管控、高效便捷的高度信息化、智能化的现代港。随着智慧港口研究实践的不断深入，港口智慧化发展的核心正逐步由广泛连接和深度感知转变为自动管控和智慧决策。智慧港口是信息化技术+资源价值创新+商业模式革新的产物。

智慧港口被定义为“3E”港口，即卓越的运营管理(Excel)，开发的生态圈(Extend)，拓展业务的可持续(Explore)。

(1)Excel：卓越的运营管理，利用信息化的手段实现更高的运营效率，增强自身的优势。

(2)Extend：构建开放的港口生态圈，延伸港口的服务范围，改变单一的运作模式，不再局限于装卸功能，与各方协同合作为物流链的参与方提供更具价值的优质服务。

(3)Explore：利用港口在物流链的重要地位，利用信息化采集整合数据，发掘新的增长点，开发新的商业模式。

建设智慧港口的目标是通过信息化技术手段促进商业模式创新，实现智能高效的港口运转，促成港口生态圈的形成和信息的流转，降低社会综合物流成本，更好地服务贸易自由化、便利化。

通过智慧港口的打造实现：对信息资源的实时全面的感知和监控，为客户提供更好服务的同时降低管理成本；对信息资源的高度共享和整合，建设中和信息共享服务平台，提供优质高效信息服务；深度挖掘港口数据，最大化利用信息资源，实人与物个参与要素的智能决策和管控，实现港口智能化

港口的"；智慧"；主要体现在全面感知、装卸自动化、运营智慧化、物流服务模式创新、广泛的互联互通以及港口的可持续发展。因此，智慧港口的内涵包含以下四个方面:

(1)以港口基础设施与装备的现代化为基础。智慧港口设施设备配置主要包括物流基础设施、信息化设施设备和港口装备三个部分。港口物流基础设施的数字化、信息化，网络传输的标准化以及港口装备的自动化是实现港口全流程、透彻感知的基本条件，也是构建港口云数据中心和实现智能决策的基本条件。

(2)以智慧技术与港口业务全面融合应用，实现智慧化运营与智慧化服务为建设的核心应用物联网等信息技术，方面，在全面感知和信息互联互通的基础上，实现对港口人员、基础设施设备的实时管理，并进一步通过数据挖掘、云计算和智能应用实现生产资源优化配置与决策优化，促进港口生产各环节的协调运作与无缝衔接，实现流程自动化与整合管理，达到运营的智慧化状态；另一方面，有效集成政府相关部门、口岸监管部门、港航企业等各方信息资源，形成具有信息搜索引擎、电子商务、在线物流规划、口岸监管功能的信息化平台，实现智慧化服务

(3)以创新为港口发展的驱动力。智慧港口是港口发展的高级阶段，智慧港口不仅是创新技术的应用，也是生产关系的深刻变革，是基于全产业链和供应链的管理理念创新，是种多方面、持续创新的发展模式港口除了聚焦于其主业务外，紧密联系全球供应链的上下游企业，积极开发国际采购、国际配送、保税物流、多式联运、物流金融等增值服务。

(4)以可持续为港口发展的导向。即按照环境效益与经济效益两者间的均衡点所要求的标准去规划和建设智慧港口。利用传感技术、数字化技术和大数据技术等采集和分析港口生产运作中与环境效益相关的数据资料，并通过建立有效的管理机制，应用节能、环保等技术，提高作业效率和服务质的同时，减少能源消耗，提高环境效益，促进港口的可持续发展^[1]。

(1)对远端资源的有效掌控：在自动化码头的机器人、OCR光学识别、PLC逻辑控制技术作用下，有效对港区内的资源与设备进行管控，实现中心控制管理人员扁平化指挥与无缝隙快速反应决策的管理能力，为客户提供更好服务的同时降低管理成本。

(2)信息资源的高度共享：通过对分散的信息进行整合，将监管部门、承/托运人、运输企业、港口作业部门的信息汇聚在同一平台下，让客户便捷了解货物信息，为疏运通关与生产安排提供强大的信息服务保障。

(3)提高港口管理决策水平，改变过去信息滞后、样本失真、要素缺失等信息网络环境，将港口生产、服务、商务、管理等一切信息纳入快速灵敏的数据采集、汇总系统中，以多维数据挖掘与相关分析算法优化演进为措施，并通过港口数据挖掘和智能应用，达到港口运营的“智慧”状态^[2]。

传统港口与智慧港口虽然在从结果上看，都是在从事货物的装卸运输服务，但其本质和带来的效益却大不相同。相比与传统港口，智慧港口具有更高的科技属性和立体化、个性化的服务优势。智慧港口最重要的标志与外在体现就是跨区域、跨行业、跨部门的高效组织与物流链协作。

从生产作业模式上讲，传统港口是封闭运作模式，对货物进行封闭装卸，而智慧港口则是开放性运作，与供应链上下游协同运作，追求创新性、拓展性、开放性；从科技创新角度上讲，传统港口的科技创新仅仅满足于某种生产工艺的创新，其提高的生产效率有限，智慧港口的科技创新是基于数据驱动的港口智能化运营与管理模式，其创新是全面性的；

从建设核心目标上讲，传统港口的建设核心是比较狭隘的生产作业需求，促进国际贸易便捷化是智慧港口建设的核心目标，借助数字化和智能化打破传统港口对于物流的限制，强化了新兴智能港口整合资源的能力，即在更深层次上实现了对各项资源的优化配置和合理整合。

从对劳动力需求上讲，传统港口普遍属于劳动密集型企业，对劳动者数量需求较大，但劳动者的要求并不高，往往是只具备某些简单技能即可，智慧港口属技术密集型企业，对劳动者数量需求较小，但对劳动者本身的知识技能水平要求较高；从经济效益上讲，传统港口经济效益低，能耗高，智慧港口经济效益高，绿色低碳，符合国家环保发展理念^[3]。

智慧港口功能构架应该包含八个主要部分，最底层是智慧的基础平台，通过各种感知手段，比如光纤通讯、无人机、5G移动互联、北斗定位，网络传输设备和感知技术；往上一层为政府信息、生产信息、装卸信息和货物信息为基础构建的大数据中心，搜集地理信息平台内容，对数据进行再融合，从而形成智慧型支撑；继续向上为智慧应用平台，其中应用部分又可分为智慧调度、智慧口岸、智慧港区、智慧商务、智慧物流；最上面是智慧扩展的平台，主要是为提供数据服务和宏观决策服务等

根据物联网体系框架分析，智慧港口的建设一般包括六个层次，包括：

(1)感知层，主要是利用RFID、AIS、北斗定位等技术对车、船、货、机械设备等进行充分感知；

(2)基础环境层，主要是移动通讯、无线网络、宽带等通讯网络的构建及应用软件、服务器、数据存储和安全系统等内容；

(3)数据资源层，包括海关、商检等政府部门系统数据，大数据中心信息，对于智慧港口需要的统一认证、计算、网络、操作等系统，可采用云系统的方式实现，既能最大限度的节约资源，又可提高信息利用效率；

(4)支撑层，包含数据交换、视频监控、地理位置信息等内容；

(5)应用层，其基本功能应包括智慧口岸、智慧物流、智慧港区、智慧调度、智慧商务等基本版块，在具体的建设中可以根据港口生产实际进行不同程度的侧重。应用层建设的目标是促进码头作业区域的资源信息共享，包括金融服务、作业监控、生产调度、电子商务、货物装卸、闸口管理、泊位管理、堆场管理、港口供应链物流等内容，同时也促进了政府监管等工作的电子化和自动化运行；

(6)展示层，主要是移动终端、网站、公众服务对接等内容^[3]。

智慧港口的出现是基于第四代港口建设创新的产物，在智慧港口的研究建设方面各国政府和港口企业的都十分重视。交通部在制定出台的《公路水路交通科技发展战略》中指出，智慧港口是未来智能化交通的主要研究方向。

2017年1月，交通运输部计划选取一批港口进程智慧港口示范工程建设，国内的主要港口相开展智慧港口的研究实践。宁波港借助区域优势，与阿里巴巴集团签署了战略合作协议，搭建跨境电商业务智能平台，以“互联网+”和物联网技术为抓手，构筑智慧港口物流服务体系。大连港通过专业的信息化团队建设打造出“TOS+”集装箱智能作业管理系统，实现了集装箱生产业务的自主决策和资源动态调配，使港区管理效率大幅提升。青岛港利用智慧港口建设战略，整合港口生态圈资源，实现数据的互联互通和智能管控，为港口物流参与方提供优质的服务。日照港也在积极的调整智慧港口建设，致力于信息化与港口发展各方面的深度融合，推进无人集卡、智慧集疏运和集装箱自动化等智能应用建设。

根据港口发展进程中不同的特征，可以将港口代际划分如下。

第一代港口，港口被定义为“物流节点”。港口的功能和货物种类单一，主要以货物的装卸、存储和运输为主，打通海运与陆运的物流节点。这个时期内，作业方式为人机结合，以人力作业为主效率低下。第一代港口主要是散杂货的转运，依靠天然的水深建造泊位，大型化的机械设备和深水码头也尚未出现。

第二代港口，港口被定义为“运输中心”。港口不断它体现出商业化和工业化的特征，使港口成为物流服务中心。这个时期，工业化的推进为港口注入了强大的推动力，大规模机械化广泛应用于港口生产物流中，港口成为海陆运输的中心节点。

第三代港口，港口被定义为“物流中心”。港口作为商业贸易中心的特性不断显现，港口贸易地位不断提升，成为高度贸易化工业化的中心。此时，港口不只是物流的中心，也是商务贸易和临港工业的中心。

第四代港口，港口被定义为“数字港口”。港口融入数字化发展技术，探索电子商务、电子口岸的建设应用借助数字化的手段提高管理效率，数字化的设备和技术的应用使第四代港口迈入数字时代。使港口生产信息不在单纯的依靠手抄笔记的方式进行记录和统计，数字化的方式使得港口作业管理的效率大幅提升。

第五代港口，港口被定义为“智慧港口”，港口借助信息化理念和智能应用实现港口各类资源要素的无缝连接和协同联动，全面感知、深度挖掘最大化利用信息资源，实现港口运营的科学决策智能管控，建成智能、高效、绿色、安全的现代化港口。

初级阶段：该阶段智慧港口建设的基本特征是依托网络和感知技术实现港口要素的可测、可视和可控，对港口各个要素的全面感知采集。实时、动态、精准地掌握整个港口系统的运行状况，全方位的获取数据信息，港口将长期致力于这一方面的建设。

中级阶段：该阶段智慧港口的基本特征是实现港口智能应用平台的建设，通过标准化建设打破系统间的壁垒，解决信息孤岛实现新旧系统的融合，提升了港口的运营效率，有力地支持了港口的业务发展。实现数据的协同、业务节点的全覆盖和生产作业的自动化。

高级阶段：该阶段智慧港口的基本特征是从政策、制度、标准等软环境上为智慧港口的建设提供便利条件，实现港口内外全方位信息融合。当前智慧港口发展的自我动力差异还很大，智慧港口的发展方向还在进一步探索研究，不同的港口要结合自身发展条件和发展资源，明确适用于自身信息化建设的战略规划、标准规范和顶层设计，营造适合与智慧港口建设的大环境。

终级阶段：该阶段智慧港口的基本特征是具备自我学习、自我适应、自我决策、自我完善等四大特征，智能的根据实时生产进行决策和管控，是目前基于对信息技术和港口未来发展理解预测的终极阶段，也是智慧港口发展建设的愿景。当前我国主要港口纷纷开展智慧港口建设，向着智慧港口的终极阶段不断努力^[4]。

参考资料：

[1]黄祝佳.广州港智慧港口评价与建设研究

[2]王玉福.QD港建设智慧港口存在问题与对策研究

[3]史铎.基于物联网的秦皇岛港智慧港口方案设计

[4]钟凯.日照港“智慧港口”建设信息化水平评价与改进策略