智慧港口技術支持與研究

摘 要：智慧港口作為現代港口發展的前沿形態，是全面提升我國港口競爭力、實現我國港口轉型升級的重要途徑。智慧港口的發展離不開高新技術的支持，智慧港口是物聯網、云計算、移動互聯網、人工智能等高新技術與港口功能的完美融合。智慧港口的發展對國家可持續發展具有重要意義，是國家戰略的關鍵節點。

關鍵詞：智慧港口；主要技術；高新技術；國家戰略

隨著全球經濟發展格局的轉變，和國內外貿易環境的快速變化，我國港口面臨著激烈的競爭、全新的機遇和發展的挑戰，具有全面感知、智能決策和持續創新的智慧港口，已經成為我國港口現代化的發展趨勢。

在國家戰略層面，2014年習近平總書記提出了“一帶一路”和“長江經濟帶”兩大國家戰略，港口作為我國連接國內外貨運商貿、物流倉儲以及信息服務等環節的重要載體，是這兩大國家戰略的關鍵節點，這為我國智慧港口提供了歷史性的發展機遇；在行業政策層面，2014年全國交通運輸工作會議上指出，當前和今后一個時期要全面深化改革，集中力量加快推進綜合交通、智慧交通、綠色交通、平安交通“四個交通”的發展。港口作為重要的交通樞紐，大力發展智慧港口，成為“四個交通”建設的重要內容；在市場環境層面，隨著全球航運市場進入“船舶大型化”、“聯盟超級化”、“港口網絡軸輻化”以及“碼頭高等級化”的新常態，我國港口要想在激烈的市場競爭中贏得生存空間，推進智慧港口建設勢在必行。

一、智慧港口概述

智慧港口是以信息物理系統（Cyber-Physical Systems）為結構框架，在使用到高科技的創新應用后，將物流的供求方（甲方）和需求方（乙方）共同結合并形成的一體化網絡系統；加速信息處理的綜合能力同時對相關資源優化配置；以高新技術為支撐點為現代化物流業提供安全高效優質服務的新型港口。

智慧港口全面感知外部的環境，在需要的節點，時時感知貨物的狀態，為后續活動打下基礎。智能化的第一步就是感知能力，對外部進行響應、識別，同時將數據全面數字化，得以進行物聯網等數據的傳輸、利用。

在全面感知的前提下，構建知識庫、數據庫、模型庫、方法庫，系統可以通過已知的數據根據這些以往經驗，加以約束條件后，快速準確的得到決策目標，提高工作效率和準確率。同時在某些決策上，人工決策需要長時間的經驗積累才能達到一定的水平，并需要復雜的計算，而智能決策通過學習四大庫，僅需幾分鐘就能完成決策，且能保證高度的準確性。

港口相關方可以資源共享，全程參與貨物的運輸、貿易、交接、倉儲，資源得到優化，信息無滯后，試試了解貨物的狀態，整個港口供應鏈在高度活躍的狀態下，高速運作。

通過港口相關方的廣泛參與和深入交互，港口管理者與智能信息系統的人機交互，智能信息系統的自主學習，使得港口具備持續創新和自我完善的功能，是智慧港口的核心。

二、主要技術支持

主要包含高新技術，相輔相成，互利互助，共同支撐智慧港口的快速發展。

1.物聯網技術

物聯網（Internet of Things），是將各類型的信息及傳感設備，例如RFID（遠程電子識別裝置）、紅外傳感器、GPS（全球定位系統）、bar-code（條形碼掃描器）等各種裝置與互聯網結合起來從而形成的一個巨大的網絡。

港口物聯網是建立在物聯網的基礎上依托港口、物流行業間物與物的傳感連接進而形成的網絡空間，港口物聯網在作用上能實現地方產業結構的變化與調整，以此同時為技術研發提供一個應用平臺，該平臺同時也對物流行業的規劃、管理與控制提供決策的輔助。港口物聯網為物流企業提供各種遠程監控、信息管理以及物流服務，從而提升企業知名度，提高物流效率，降低運營成本，為區域化物流的發展提供支撐，以此同時，港口物聯網也為了解物流、應用物流提供一個相當實用的技術平臺。

2.云計算

云計算（Cloud Computing），是一種基于互聯網平臺下的應用與服務方式，通過這種方式，計算機資源與信息可以按需求提供給其他設備共享。使用不同的網絡終端，通過云計算可以共享到一樣的信息，由此加快信息的傳遞。

港口云計算中心后臺連接著政府監管系統、物流倉儲系統、碼頭業務系統、集疏運一體化系統、船貨代系統等，資源有效共享，港口相關方可以同時快速地了解貨物的情況。

3.移動互聯網技術

移動互聯網（Mobile Internet，簡稱MI）是一種通過智能移動終端，采用移動無線通信方式獲取業務和服務的新興業態，包含終端、軟件和應用三個層面。

移動互聯網技術現在無處不在，使得所要求業務和服務的信息和狀態得到及時的響應，在智慧港口中，得益用移動互聯網技術，港口相關方可以實時監控貨物地點及狀態，在相應節點做出快速反應，同時可有效防止貨物的丟失，降低損失。

4.大數據技術

大數據（Big data），也稱為巨量數據、大資料數據，是所涉及的數據量規模大到無法在相對時間內整理成為人類所能需要理解的信息。必須借助計算機對數據進行統計、比對、解析方能得出客觀結果。

當今，并不缺乏數據，關鍵在于如何在海量的數據中合理找到有效的數據，并加以規劃計算，使其轉化為可以為我們所用的數據，這就是大數據的主要作用。如此海量的數據已經遠遠超出了人腦計算的能力，需要這些數據所表達的真正有價值的東西。通過計算機的設定，對數據偏好的提取，可定制出智慧港口中需要的大數據。打擊走私、檢驗檢疫、商務研判，通過大數據的分析預測，實現智能監管和智能商務。海量數據中的細小差異、變化都可能暴露走私犯罪的蜘絲馬跡，其準確性和快速性成為海關提高效率的關鍵點。此外，大數據對未來的發展趨勢有一定的預測判斷。大數據通過數據的挖掘幫助我們得到所需的信息。

5.人工智能技術

人工智能（Artificial Intelligence，簡稱AI）也稱為機器智能，是計算機科學的一個分支，主要研究應用人工方法和技術，模仿、延伸和擴展人的智能。機器智能應用領域廣泛，涉及復雜問題求解、專家系統更新、模式模塊識別、機器計算與分析等領域。

在智慧港口中，自動化設備的運動，場地的調動等等，大量的活動操作需要經驗和知識的積累，機器可以學習快速掌握這些經驗和知識，并進行延伸，自我學習，自我改進，準確快速地完成港口智能計劃與調度，計算出最合理的船舶在港時間、最恰當的場內翻箱、和最小化的運輸成本，服務質量和工作效率得到提高。這直接關系到港口的競爭力，吸引更多的船舶來港停靠，提高港口的營收。

6.系統仿真技術

系統仿真是一門研究系統建模與仿真理論、方法、技術及應用的綜合性科學技術。

在港口投資建設初期，系統仿真技術可以模擬港口的建設，對港口未來的需求做預測，模擬港口運行的狀態，了解港口設置的合理性，有效地降低港口的建設成本及建設周期。

另外系統仿真技術，可以模擬碼頭裝卸過程，根據數據的設定，通過這個預演系統，找出可能存在的瓶頸，進行改良提高。

系統仿真技術在智慧港口中，可以對實際即將發生的操作，進行模擬，驗證是否能夠達到預期的效果，并且改善能力過剩或能力不足的情況，提高實際的生產效率和整體的服務水平。

三、未來發展趨勢

港口是對外貿易的門戶，法國前總統薩科奇曾提出的《大巴黎計劃》，其中指出衡量一個城市的發達與否就看是否有與之相連接的港口，港口的發展決定了一個城市的發展前景。智慧港口是智慧交通和智慧城市重要組成部分，智慧港口是港口未來發展的主要方向。

我國正在大力建設“一帶一路”，智慧港口是國家發展戰略的重要節點，建設好新型的現代化港口，才能推動國家戰略的前進。港口作為一個重要樞紐連接國內與海外的貨運商貿、物流倉儲設備以及各項物流信息服務等的載體，將成為“一帶一路”戰略的重要環節，迎來重大發展機遇。同時對港口的信息監控與監管、物流對接、港務操作、安全應急隱患等及時應變能力也提出來更高要求。所以港口應向創新化、智慧化、科技化轉變的改革。

智慧港口是智慧技術在港口領域的深度應用，是港口發展的高級階段。對于我國港口而言，通過打造智慧港口，優化提升港口的基礎設施和管理模式，實現港口功能創新、技術創新和服務創新，已經成為我國港口提高國際競爭力，完成轉型升級的重要途徑。通過對智慧港口體系結構以及關鍵技術的研究，使我國港口的服務質量和服務效率日益提升，國際競爭力不斷加強，隨著關鍵高新技術的不斷改進，智慧港口仍有很大的發展提升空間。

參考文獻：

[1]劉興鵬，張澍寧.智慧港口內涵及其關鍵技術[J].世界海運，2016（1）：1-6.

[2]李蔚田，神會存.智能物流[M].北京：北京大學出版社，2013：197-201.

作者簡介：車駿（1987.02- ），男，漢族，湖北武漢人，碩士研究生學歷，武漢工商學院教師，研究方向：物流管理