人工智能在港口岸電的應用分析

國家平 韓賢賢

人工智能商業的高速發展正成為推動社會發展的一種不可或缺的基礎資源。各行各業都將會實行“AL”；各行各業都具備人工智能技術的應用落地和商業前景。我國近幾年經濟的快速發展，使得國際航運業務的迅猛發展，船舶靠港的數量密度大大增加。為保護環境、節約資源發展船舶岸電迫在眉睫。

一、人工智能的概況

1.人工智能。人工智能是涉及哲學、計算機科學、心理學、語言學等前沿學科的交叉學科。它的本質就是研究如何制造出人造的機器或系統模擬人類智能活動的能力，以延伸人們的智能科學。在1955年Newell和Simon開發出第一套真正意義上的智能程序——“邏輯專家”。該系統成為人工智能發展史上一個重要的里程碑。而后，在1956年的達特莫斯（Dartmouth）會議上首次提出“人工智能”的概念。經過60多年的發展，人工智能取得了長足的進步，現如今已成為促進社會發展不可或缺的能量來源。從人工智能的應用可簡單分為啟發搜錄、模糊理論、專家系統、人工神經網絡。

2.人工智能的特征。現階段人工智能具有下列五個特點：一是由以前人為的知識表達變成基于大數據驅動的知識學習技術。二是由分類型處理的多媒體數據變成跨媒體的認知、學習、推理，這里講的“媒體”是界面或者環境，而不是新聞媒體。三是追求目標發生了變化：由以前單純追求智能機器變成高水平的腦機、人機相互協同和融合。四是由聚集個體智能變成可以把很多人的智能聚集融合起來變成基于互聯網和大數據的群體智能。五是由擬人化的機器人變成智能工廠、智能無人機系統等更加廣闊的智能自主系統。

3.港口岸電系統中人工智能技術的現狀。對港口岸電系統進行完善，是一項工作量非常繁重的任務。要想完善該項工作，不僅需要熟悉掌握港口岸電系統中的電路及岸基供電設備，還需利用在設計過程中的經驗預先判定出可能會產生的問題及最優的解決方案。現階段大部分港口岸電系統通常應用原始的手工方式進行工作，該過程不僅未產生最優的設計方案，而且還造成大量人力物力的浪費。目前，港口岸電系統用電業務的智能化還處在起步階段，港口常用的系統主要包括的是生產設備的使用和監控，缺少包含港口岸電運營及港口智能用電業務的完整系統。針對不同工作環境下的港口岸電系統，缺乏規范統一的營運系統來實現港口岸電服務的良性循環和長遠大計，即智能化港口、綠色港口及港口園區化。近年來我國科學技術的飛速發展，人工智能被列為國家戰略和一系列港口岸電政策的出臺，使得港口岸電系統進一步的發展。現在的港口岸電智能用電業務系統的邏輯結構大致分為3層，如圖。

①終端設備層：對港口，碼頭所有電氣設備的數據收集、狀態監控及營運數據的匯總。

②網絡通訊層：根據設備的工作環境利用不同形式的互聯網通信方式將碼頭前場岸電設備及港口岸電智能系統聯系起來。

③業務應用層：以岸電智能系統為基礎，將港口內已有的各系統融合，來實現港口所有用電設備及港口智能用電業務的運營和管理。

二、人工智能在港口岸電建設的優勢

1.進行港口電氣設備的優化與設計。由于港口岸電系統正處于起步階段，需要大量的新型電氣設備。一個產品從研發到投入生產前的研發工作需要大量的科學實驗。隨著科學技術的不斷發展，使得由人工設計轉向人工智能技術進行電氣設備的設計成為可能。人工智能輔助設計不僅大大減少了設計周期，而且還使新設計的產品科學性、實用性及兼容性更好。

2.有效預防與解決港口岸電系統中存在的故障與事故。在港口岸電系統的故障和事故的診斷上人工智能技術起著極為重要的作用，特別是對港口變壓器和配電箱的故障處理意義重大。在港口岸電系統營運過程中出現故障的機率非常高，如果故障未能及時發現和解決，必將會帶來巨大的經濟損失。以系統中變壓器出現故障為例。早期的處理方法是通過手機樣本進行一步步的分析研究來判斷出現故障的原因，該過程不僅繁瑣而且還需大量的時間，也不能準確的得出結果。假如分析結果錯誤定會帶來更嚴重的經濟損失。利用智能技術不僅可以迅速有效地解決該問題，而且判斷故障精度大大提高，從而保證整套岸電系統的運行穩定性與可靠性。

3.進一步優化港口岸電系統中客戶終端的建設。隨著科學技術的不斷進步，智能手機的普及為優化客戶終端的實現提供了條件，繼而為船東提供更高的電力服務。港口岸電客戶終端的實施，一方面實現了對船東用電需求的監控，另一方面實現了用電信息之間的共享。 客戶終端的實施可以使船東對用電量及賬戶余額情況有一個清楚地認識，從而更好地安排工作時間，提高生產效率。賬戶余額的查詢及余額不足的預警可以避免因賬戶余額不足導致停電，造成不必要的經濟損失。

三、港口岸電智能化發展的戰略思考

世界各國不斷推進大氣污染防治、節能減排等相關工作。2013年我國公布了《大氣污染防治計劃》，明確指出要控制船舶靠港時的污染。船舶港口岸電技術是實現節能減排，控制港口城市的有效手段之一。經過五年的努力港口岸電得到快速的發展，人工智能與港口岸電相結合成為當下發展的目標。港口岸電對保護環境、節約資源做出極大地貢獻，港口岸電在營運中有許多新問題需要利用人工智能進行輔助處理，人工智能與港口岸電相結合成為不可逆轉的潮流。就中國港口岸電系統智能化今后的開發及應用提出以下建議。

1.在國家政策的引導下，緊跟時代步伐，結合港口岸電現狀，在現有資源下用人工智能推動岸電系統的升級。實現我國在港口岸電智能化方面對世界各國的彎道超車。

2.分析港口船舶岸電系統應用情況和岸電技術存在的問題。基于BF神經網絡的內模控制器，根據港口船舶岸電用電特點及工藝要求，組合采用模糊邏輯、神經網絡、進化計算等先進計算機算法設計出一種技術先進、運行可靠、效益顯著的船舶岸電智能輸出控制系統。

3.積極開發與研究新型岸電系統設備。開發對應軟件，特別是智能化軟件，有目的、有組織開發出擁有中國自主產權的智能化岸電設備軟件和岸電設備應用平臺，開發出最新型的港口智能岸電系統，并在此基礎上使我國智能岸電系統走在國際前列。對于國外先進的智能岸電系統，吸收消化外國先進設備以便提高國產化水平。在實現港口岸電智能化的基礎上走向世界向國外輸出中國的先進岸電系統及人才，實現岸電系統的國際化。

4.港口的領導與管理是促進港口岸電系統發展的一個重要前提。管理者只有積極采用更先進的技術和系統才能有效促進科研者對岸電系統的優化和升級。故而，先進的現代管理理念為港口岸電智能化、現代化保駕護航。

5.人才教育是實現港口岸電智能化的根本。只有大力培養船電加油和人才培養，保護在岸電系統中各領域都擁有相對頂尖的科技和管理人才。這是實現我國科學技術走向世界最快的途徑。

（作者單位：上海海事大學）