基于計算機技術構建智慧港口管理系統(tǒng)的分析

何淑華 丁輝

摘要 為提升港口運營效率，向客戶提供高質(zhì)量的服務，打造港口的自身核心競爭力，文章論述了智慧港口管理系統(tǒng)的概念，提出了運用物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術，開發(fā)智慧港口管理系統(tǒng)，并總結了該智慧港口管理系統(tǒng)方案的設計要點及港口智慧化轉(zhuǎn)型的重大意義。

關鍵詞 智慧港口項目；物聯(lián)網(wǎng)技術；大數(shù)據(jù)技術；管理信息系統(tǒng)

中圖分類號 TP391.44文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2023）10-0001-03

0 引言

港口是推動全球經(jīng)貿(mào)發(fā)展的重要動力，傳統(tǒng)的港口管理模式已經(jīng)跟不上互聯(lián)網(wǎng)時代的發(fā)展，各種先進網(wǎng)絡智能技術無法匹配使用，因此必須徹底變革港口管理模式。全球范圍內(nèi)，各大知名港口為適應時代發(fā)展需要，都在積極以變革求生存、謀發(fā)展，采用人工智能、大數(shù)據(jù)技術增強自身競爭力，由傳統(tǒng)港口轉(zhuǎn)變?yōu)橹腔刍劭冢墙窈蟾劭诎l(fā)展的主要趨勢[1-3]。通過建設智慧化港口，有助于全面提升港口的自動化、智能化及信息化水平，充分提高資源利用效率，并將各企業(yè)連接起來，提升行業(yè)的整體競爭優(yōu)勢，實現(xiàn)全面發(fā)展。

1 智慧港口管理系統(tǒng)的概念

建設智慧化港口，最重要的是要設計并應用智慧港口管理系統(tǒng)[4]。港口企業(yè)是建設該系統(tǒng)的主導者，利用各種軟件系統(tǒng)和硬件設備，借助于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術，廣泛收集各種信息，進行加工、輸送和存儲后，定期開展更新及維護活動。

智慧港口信息管理系統(tǒng)應具備的條件：

（1）使用先進的物聯(lián)網(wǎng)及大數(shù)據(jù)技術，且具有較高的實用價值，確保港口及各產(chǎn)業(yè)的需求得到滿足，科學設置系統(tǒng)功能，提升可操作性，賦予更強大和更實用的功能，引進新技術以提高系統(tǒng)工作效率。

（2）應具有良好的可擴展性，便于后期維護，實行統(tǒng)一設計、分階段建設，以提高系統(tǒng)接口的靈活性，在符合預算要求的基礎上，對業(yè)務發(fā)展方向有準確的把握，并有效滿足各項業(yè)務發(fā)展需求。

（3）應確保港口高速運轉(zhuǎn)的需求，能充分滿足各個時間段的業(yè)務需求。

2 智慧港口管理系統(tǒng)方案設計

2.1 智慧港口管理系統(tǒng)的基本框架構建

設計并應用智慧港口管理信息系統(tǒng)，其最終目的是適應生產(chǎn)和滿足客戶實際需求[5]。該系統(tǒng)通過生產(chǎn)經(jīng)營、智慧管理及智慧服務三個功能模塊，構建完整的“四位一體”內(nèi)容框架。該系統(tǒng)的框架內(nèi)容如圖1所示。

2.2 物流供應鏈服務云平臺設計

建設物流供應鏈服務云平臺，其內(nèi)容較多，且具有較高難度，需要匹配物聯(lián)網(wǎng)體系的應用層面。該平臺包含內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)，由權限管理模塊實現(xiàn)兩者之間的信息交流共享。圖2表示系統(tǒng)框架及系統(tǒng)功能。

港口管理、生產(chǎn)及業(yè)務部門會使用系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)，使用平臺收集并處理各項信息，便于港口管理者做出科學的生產(chǎn)決策。設計物流鏈的用戶會使用系統(tǒng)外網(wǎng)，用戶登錄港口客戶端，可及時了解到貨物的存放狀態(tài)及供應信息。

2.3 智能碼頭平臺設計

國家積極倡導減碳增效，為實現(xiàn)該目標，港口企業(yè)應縮減貨物運輸費用，通過打造物流供應鏈服務云平臺系統(tǒng)，提升港口的安全性和便利性，提高工作效率，降低各項能耗，綜合運用物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術，建設智能碼頭平臺[6-7]。根據(jù)港口的實際運營需要，該平臺主要分為四部分，涉及智能調(diào)度、碼頭作業(yè)、安全監(jiān)管與應急、生產(chǎn)調(diào)度等方面。其整體框架內(nèi)容如圖3所示。

（1）港區(qū)智能調(diào)度系統(tǒng)：該系統(tǒng)涵蓋了手續(xù)辦理、貨物調(diào)度、港區(qū)生產(chǎn)等內(nèi)容，管理人員運用中控臺、可視化監(jiān)控系統(tǒng)等，可進行遠程調(diào)度，對各類車輛實現(xiàn)動態(tài)化監(jiān)測，實時監(jiān)控關鍵作業(yè)環(huán)節(jié)，及時了解庫場動態(tài)信息，從而全面提升港口管理的安全水平。

（2）碼頭智能化作業(yè)系統(tǒng)：該系統(tǒng)的各功能模塊主要有貨物進出管理、庫存管理、船只泊位、貨物數(shù)據(jù)信息統(tǒng)計等，采用各種新技術及配套設備，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)作業(yè)，管理人員及時全面掌握作業(yè)信息。此外，采用定位技術、大數(shù)據(jù)等設計出智能閘口管理系統(tǒng)，從而快速、全面、準確地掌握閘口、貨物運輸?shù)刃畔ⅲ蚕砣恕④嚒⑽锏人行畔ⅰ?/p>

（3）港口安全監(jiān)管及應急指揮系統(tǒng)：高度重視港口安全管理工作，做好安全預防、準備工作，出現(xiàn)安全問題，應快速響應，及時解決。該系統(tǒng)的功能主要有安全培訓、現(xiàn)場巡查、危險源識別檢測及突發(fā)事故應急處理等，有助于提升港口作業(yè)效率，為港口的安全作業(yè)保駕護航[8]。

（4）生產(chǎn)調(diào)度指揮中心：升級改造調(diào)度指揮系統(tǒng)，將各項功能整合起來，打造涵蓋總部、現(xiàn)場及下屬單位的三級聯(lián)合調(diào)度系統(tǒng)。

2.4 大數(shù)據(jù)客戶服務平臺設計

智慧港口管理信息系統(tǒng)的主要構成是大數(shù)據(jù)客戶服務平臺，該平臺可收集和分析各項數(shù)據(jù)，在轉(zhuǎn)化后成為管理決策的重要參考。通過運用該平臺，可有效評估管理決策內(nèi)容，合理預測作業(yè)，科學規(guī)劃作業(yè)用時，在此基礎上實現(xiàn)高效調(diào)度。此平臺的設計結構如圖4所示。

該平臺采用了物聯(lián)網(wǎng)、即時通信等技術，主要由各種監(jiān)控設備構成。港口管理者運用該平臺，能對港口運營作業(yè)信息有全面的掌握，便于做出科學決策。此外，客戶可借助于該平臺實時查詢貨物信息，交流共享各類業(yè)務信息，并快速辦理各項業(yè)務。

2.5 云計算數(shù)據(jù)中心設計

云計算數(shù)據(jù)中心是智能港口的數(shù)據(jù)分析功能模塊，設計該平臺綜合運用了云計算、云安全等先進技術，其主要功能是傳輸交換港口數(shù)據(jù)，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行、提高系統(tǒng)的運算能力，為智慧港口管理系統(tǒng)的其他平臺做好數(shù)據(jù)保障支撐[9]。

設計云計算數(shù)據(jù)中心，關鍵性工作是搭建云端骨干網(wǎng)絡，使用各種性能高、容量大、成本低、性價比高的服務器設備，全力打造高性能的基礎設施服務層和平臺服務層。前者主要有各類硬件設備及相關技術構成，后者具有系統(tǒng)開發(fā)功能，確保管理系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，而且能接入并監(jiān)管應用平臺。該中心的主要框架內(nèi)容如圖5所示。

圖5 港口云計算數(shù)據(jù)中心框架

3 案例分析—以某港口為例

智慧港口項目的建成，對港口行業(yè)的整體發(fā)展具有重大意義。近年來，我國不斷推行港口智慧化轉(zhuǎn)型，且成效顯著。港口企業(yè)廣泛運用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術，打造各種系統(tǒng)平臺，以提升供應鏈管理水平和港口經(jīng)營管理效率[10]。為更好地服務于港口客戶，通過廣泛建設各類智能化基礎設施，不斷滿足各種生產(chǎn)需求，確保客戶的各項需求得到充分滿足。某港口于2011年就已制訂改革發(fā)展規(guī)劃，將“智慧港口”作為重點發(fā)展目標，吸納并應用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等先進技術，建設智慧管理系統(tǒng)，不斷改革作業(yè)流程，提升作業(yè)效率，推動港口的各功能模塊實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。傳統(tǒng)港口管理存在內(nèi)外互動較少、信息共享不暢、上下協(xié)作低效等問題，通過進行港口智慧化轉(zhuǎn)型，上述問題得到有效解決，極大地提升了內(nèi)部作業(yè)效率，提高了資源利用率，系統(tǒng)管理、生產(chǎn)運營以及客戶服務水平明顯提升，成為行業(yè)發(fā)展標桿。該港口持續(xù)推進智慧化轉(zhuǎn)型，已取得顯著成效，并具有巨大的現(xiàn)實意義，為其他港口企業(yè)的發(fā)展提供了借鑒。

（1）港口的智慧化轉(zhuǎn)型能極大地推動實現(xiàn)高效運營。受限于各種因素，傳統(tǒng)港口的用工量遠超新型智慧港口，人均勞效低。傳統(tǒng)港口實行智慧化轉(zhuǎn)型的價值在于：①不斷升級貨物裝卸流程，精簡優(yōu)化中間步驟，可有效降低人工成本；②通過運用智慧港口管理系統(tǒng)，實現(xiàn)三級協(xié)同調(diào)度，有利于提高貨物裝卸效率和減少物流耗時，作業(yè)效率得以明顯提高。

（2）提升客戶滿意度是實現(xiàn)港口可持續(xù)發(fā)展的重要保障。借助客戶服務系統(tǒng)，交易雙方實現(xiàn)了低成本溝通，進行線上簽約、貨物過程監(jiān)控等，客戶可隨時了解物流信息，有利于增強雙方的互信互利，這對港口的可持續(xù)發(fā)展至關重要[11]。

（3）打造港口的核心競爭力，為港口的發(fā)展指明方向。現(xiàn)階段，傳統(tǒng)港口的管理水平較低，不能為客戶提供高質(zhì)量的服務，不利于港口實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。建設智慧港口信息管理系統(tǒng)，可極大地提高經(jīng)營管理水平及客戶服務質(zhì)量，有利于港口實現(xiàn)智慧化轉(zhuǎn)型，全面提升核心競爭力。

4 結論

綜上所述，傳統(tǒng)港口要實現(xiàn)智慧化轉(zhuǎn)型，需要長期持續(xù)投入大量的人、財、物資源，可由此長期獲取高額回報。當前，國家大力倡導減碳增效、推進供給側(cè)改革，這就為傳統(tǒng)港口的智慧化轉(zhuǎn)型提供了寶貴機遇。各港口企業(yè)應快速推進智慧化轉(zhuǎn)型，引進物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術，積極推進智慧港口建設，提升自身經(jīng)營管理水平與客戶服務質(zhì)量，以實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。

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