數字化賦能下智慧港口高質量發展路徑

摘 要：隨著技術的快速發展，產業面臨轉型與升級，港口若要提高競爭力，就要積極開展智慧港口建設，引進先進的數字化技術手段，對各個環節工作進行優化，提高工作效率與質量。基于此，文章以數字化為背景，分析智慧港口建設的途徑，旨在促進港口經濟實現可持續發展。

關鍵詞：數字化；智慧港口；高質量發展

隨著國民經濟的迅速發展，港口的重要性日益凸顯。為了提高我國的綜合國力與地位，我國要加強智慧港口建設，引進先進的數字化技術，減少人力投入，實現綠色生產，提高港口運行的自動化水平。

一、數字化賦能下智慧港口發展現狀

1.我國港口整體發展水平

聯合國貿易發展委員會將港口劃分為四個層次，每一層次代表其不同的發展水平。第一層次是運輸樞紐中心，第二層次是裝卸與服務中心，第三層次是貿易與物流中心，第四層次是基于供應鏈的物流中心。當港口發展到第四層次后，會更加重視資源整合，確保相關利益方能夠彼此協作，使供應鏈得到進一步優化，創造更大的價值。

20世紀90年代以后，港口發展水平的高低受到集裝箱運輸能力的影響，處于第四層次的港口應具備專業的巷道、先進的碼頭設施和密度高、集中化的國際直達干線，同時還要具備聯通內外的全球化公共信息平臺。

2.我國港口智慧物流產業鏈發展

傳統的港口物流服務內容比較固定，主要負責對本區域內的貨物進行裝卸、轉運，工作效率比較低，各環節協作度不足，物流成本比較高。數字化時代，港口物流不僅具備傳統物流的功能，還可發揮港口的優勢，增加了運輸與倉儲服務，使港口的作業效率得到進一步提升，降低成本。數字化背景下，港口物流的產業鏈范圍正逐漸拓寬，除了貿易服務之外，還負責金融服務，港口定位發生變化，港口已成為大型物流樞紐中心，為各種國際經濟貿易等相應活動提供專業的服務。目前，許多港口物流產業鏈正逐漸邁向智慧方向，將各種資源要素進行連接，構建完善的港口物流生態圈。

3.我國港口數字化現狀

隨著經濟的迅速發展以及貿易活動日益頻繁，我國港口基礎設施日益先進，技術水平不斷提升。近年來，國內港口數字化進程不斷加速，我國積極引進先進的信息技術，逐漸統一港口各項信息、資源和數據的格式，促進港口邁向數字化發展方向。同時，港口工作人員的專業素養不斷提升，熟練操作各種信息技術完成各項工作，工作效率與質量日益提升。

在“一帶一路”的倡議下，港口數字化建設定位逐漸發生改變，港口更加重視使用物聯網、大數據、云計算等先進的技術手段，打造專門的智慧化信息樞紐，確保功能得到進一步完善，提高服務質量與技術水平，使港口邁向高質量發展的方向。如今，港口在“一帶一路”中的地位不斷提升，在不久的將來會成為其關鍵節點，從而進一步帶動港口升級與轉型，由此可見，港口智慧化建設勢在必行。

二、數字化背景下智慧港口發展中存在的問題

1.缺乏復合型人才

數字化背景下，港口智慧化建設工程任重而道遠，且該項工作對人才有很高的要求。負責開展智慧港口建設的人才應具備專業的平臺設計與開發能力，定期對平臺進行維護，了解平臺使用要點，及時對平臺進行升級。因此，人才應具備復合型技能并負責制定專業的數字化業務方案，要掌握多種技術手段，對數據進行全面的挖掘和分析，了解數據的規律，從而實現對業務流程的優化。目前，這一類人才比較稀缺，限制了智慧建設的進程與數字化技術的應用。同時，對這一類人才的培養周期比較長，高校等教育機構很難對這一類人才進行系統的培養，影響了數字化技術的應用成效，不利于港口智慧化水平的提升。

2.系統協同能力較差

在數字化背景下，若要促進港口實現順利轉型，就要確保各系統彼此緊密協作。然而，當前各大系統之間的協作性比較差，信息無法得到及時傳輸與共享。各大港口企業有專門的信息系統和數據，在管理時各自獨立，無法對各大系統進行統一管理，信息無法得到及時共享，存在嚴重的信息孤島現象。同時，考慮到信息安全問題，各部門并不愿意彼此交換信息，缺乏有效聯動。此外，企業所構建的數據系統功能不完善，且功能缺乏統一標準，信息整合不到位，也會影響信息的正常傳遞?？傊?，系統協同能力不足，導致各參與方很難實現深度交流。

3.業務數據采集精準度較低

港口工作內容多，涉及范圍廣泛，包含多個要素和環節，每個環節會有大量的信息。數字化背景下，需對港口生產中所涉及的各項數據進行全面采集和分析。在傳統的工作模式中，每個碼頭要定期匯總數據，為決策者提供參考依據。在港口面臨轉型的今天，若繼續采用傳統的工作手段，會導致信息無法得到有效采集，且無法對數據展開深入挖掘和分析。

三、智慧港口建設要點

1.港口碼頭建設智慧化

實現智慧港口建設的關鍵是對港口碼頭開展數字化建設，可引進先進的數字孿生技術，運用傳感器、歷史數據、模型等元素，對港口碼頭進行仿真，充分展示港口全生命周期過程。采用這一技術手段可保證相關人員了解港口的布局與機械設備型號，明確港口建設目標和要求，提高港口質量。

2.港口碼頭運行智慧化

首先，集裝箱裝上貨船以后，目的港口會獲得貨船、貨物的具體信息，根據航行路線的氣象信息、物流信息，對航線進行優化，對船舶抵達時間進行預測和判斷，科學調配資源。抵達港口后，進行卸貨，與下條貨運訂單無縫對接，船舶繼續行駛。引進先進的智慧控制系統對航運大數據進行傳輸，將所有物流信息進行連接，結合具體的貨運需求和氣象信息，采用信息技術對物流場景進行模擬，提前制訂物流計劃，確保進港與出港的貨船得到合理安排，提高物流運輸效率。

其次，采用高清相機對貨物照片進行拍攝，采用智能化視覺識別系統對貨船貨物進行清點；設置24小時監控設備，對危險貨物各項技術參數進行檢測，一旦發現異常，系統會自動發出警報；使用機器代替人工巡檢。

3.港口機械檢測保養智能化

以鋼絲繩為例，在港口機械設備中，鋼絲繩的消耗量比較大，且面臨的安全風險比較高，合理使用鋼絲繩可提高安全生產水平，降低作業成本，提高企業的效益。長期以來，鋼絲繩安全管理雖然備受企業重視，但缺乏先進的安全管理技術，大部分企業依然采用人工檢測的方式判斷鋼絲繩是否安全，導致鋼絲繩的安全隱患很難被消除。因此，要積極采用先進的弱磁檢測技術，對各類鋼絲繩進行嚴格的檢測，既可以對其外部損傷情況進行檢測，又能對其內部損傷情況進行檢測，避免出現檢測盲區，以提高檢測效率和質量。也可采用岸橋鋼絲繩在線自動檢測系統實現智慧監測，保證鋼絲繩的安全。

四、數字化背景下智慧港口發展對策

1.培養專業人才

為保證港口實現順利轉型，有效發揮數字化技術的作用，需加強對專業人才的培養。首先，構建健全的人才培養體系。港口企業要加強對員工的培訓，對現有的培訓體系進行優化，使員工掌握扎實的知識和技能，將員工培養成高技能人才。建立專門的人才培養基地，采取多種培訓方式，保證員工的能力得到提升，例如，聘請專業的人士來到企業進行培訓，對員工進行針對性培養。其次，設立數字化人才專項基金，同時，企業要派遣優秀的技術骨干外出學習，有助于人員掌握最新的知識和技術；也可與高校和其他教育機構合作進行人才聯合培養，認真開發課程，打造專門的實訓基地，滿足人才的學習需求。最后，引進高端人才，打造健全的人才引進機制。明確數字化港口建設需求和各崗位職責，對人才進行針對性引進，吸引更多優秀的人才。

2.建立統一的數據平臺

為促進數字化技術在港口建設中得到有效應用，促進港口實現順利轉型，要加強數據平臺建設，統一數據的處理保準，確保各項數據得到有效融合，實現精準化服務。首先，制定精確的標準，進一步規范平臺建設，對各項工作進行統籌規劃。例如，建立數據庫時，需明確相應的標準，制定嚴格的制度與規范，完善數據錄入、分類等環節，對數據格式進行統一，確保數據得到有效的聯通和共享。其次，制定完善的制度，保障信息安全，對數據的公開標準予以完善，對各部門的操作權限予以合理設置。最后，對數據進行整合，設置完善的數據共享平臺，保證各部門彼此協同。同時，打造健全的數據共享機制，對每個平臺的信息管理工作進行規范，使數據得到準確傳遞。

3.打破信息壁壘

為保證港口數字化建設落到實處，最終打造先進的智慧港口，需加強各部門的溝通，使其彼此協作，互相配合。首先，轉變傳統的發展理念，引進先進的硬件與軟件設施，構建一體化管理系統，確保工作流程得到優化，加強數據之間的融合，提高港口的核心競爭力。其次，加強各部門之間的協作度，避免出現信息孤島現象，確保信息得到有效整合，實現資源共享。同時，將各部門的數據信息系統進行銜接，使其彼此形成合力。對現有的管理制度進行優化，加強各部門的溝通，使其彼此展開合作，提高工作效率與質量，促進信息得到迅速傳輸。最后，對各部門的信息進行準確提煉，確保數據得到高度融合，構建專門的數據傳輸系統，在保證數據互聯互通的同時，對數據進行重構，使各參與者之間有更加緊密的聯系。

五、智慧港口數字化創新平臺構建

1.應用場景

打造智慧港口數字化平臺時，要結合港口的發展現狀與發展趨勢，引入先進的技術手段，加強基礎設施建設，將信息技術與港口業務有機結合，融入前瞻視角，對當前業務進行分析后制定合理的解決方案，滿足多種業務需求。方案涉及內容眾多，例如，需考慮到業務受理環節、資源如何分配、作業執行問題等，確保港口生產邁向自動化與智能化方向，提高決策的合理性，從而促進港口實現順利升級與轉型。

2.技術創新

（1） 5G技術應用

進行智慧港口平臺建設時，要積極開展技術創新，引入先進的5G技術，將邊緣計算、空口小區頻譜切分等技術與之相結合，滿足人工智能技術的運行需求，提高其運行能力。在5G技術的支持下，構建專門的港口專用網絡，該網絡有超大帶寬，能夠避免信息出現延時，可滿足海量信息的傳輸需求。同時，將5G技術與人工智能、工業視覺技術相結合，對集裝箱碼頭各項工作進行遠程監督與控制，確保港口不斷升級。

當前，我國的5G發展速度飛快，在數字孿生港口建設方面也取得突出的成績，在世界范圍內占據領先地位。中國移動已經著手布局6G網絡，計劃在2030年發展6G商用，屆時港口會面臨更加廣泛的發展機遇。目前，5G通信技術在港口智慧化建設中起到至關重要的作用，如內部外部港口自動化建設、對貨船開展智能化分析與精準定位、智能化駕駛等。

（2） 云計算技術應用

采用云計算技術對港口各項業務數據進行處理，既能提高數據的處理能力，又能降低運營成本，提高港口數字化建設水平。同時，云計算技術可實現大規模數據處理，滿足港口業務運行需求，即使業務規模不斷增長，也可采用云計算處理海量數據，使港口實現快速發展。

（3） 大數據技術應用

將大數據技術與智慧港口信息化平臺建設相結合，可對每個環節的數據進行采集和分析，對數據進行深入挖掘，了解各環節運行情況。同時，構建專業的大數據分析模型，對港口的運行情況進行分析和預警，減少不必要的業務風險。此外，要構建專門的數據中臺系統，對交通運輸數據、倉儲與集裝箱數據進行整合并與其他參與方及時交換數據。

（4） 區塊鏈技術應用

區塊鏈技術的主要特點是不能被篡改和可追溯，將這一技術與智慧平臺相結合，可優化交易、通關、物流、支付等業務環節，為企業、相關機構和部門提供“一站式”服務，保證信息安全，提高服務效率和質量。

（5） 物聯網技術應用

開展智慧港口建設時，要引入先進的物聯網技術。物聯網可利用多種信息傳感器和互聯網對各種物體進行連接，也可實現物體與人之間的連接，從而實現有效的智能化感知與識別，達到智能化管理的目的。

實現智慧港口建設的關鍵是合理運用物聯網技術，為保證物聯網得到合理利用，一是要設置數量充足、性能完善的傳感器；二是要打造健全的通信網絡體系。當前，各大港口已基本接入物聯網技術，對各大生產設備進行連接，打通底層數據。在不久的將來，接入物聯網平臺的技術和設備會更加多樣化，如無線射頻識別技術、紅外傳感器、激光掃描儀等，從而確保港口感知能力得到提升。

（6） 人工智能技術

采用人工智能技術可進一步提高港口智能化水平。人工智能技術主要是對人的思維、大腦進行模擬與擴展，是一種先進的理論和方法，也是一種擁有廣泛發展前景的技術。人工智能技術在港口建設中有廣泛的應用空間，如自動化駕駛、智能化閘口、智能化調度等。

目前，人工智能技術的功能主要是對語音、圖像等內容進行識別，屬于人工智能的低層次。隨著時間的推移，人工智能技術的感知能力、語言表達能力、判斷能力會得到提升，功能日益復雜。從應用領域來看，可將人工智能技術劃分為兩種，一是商用AI技術，二是工業AI技術。在港口建設中，工業AI技術發揮著重要的作用，這一技術的使用有更加嚴格的要求。

在智能決策方面，可將其劃分為三個等級，一是決策支持，二是決策增強，三是決策智能。隨著港口智慧化建設工作的開展，多數港口企業在決策支持與增強環節中，主要采用大數據、數據挖掘等先進的技術手段尋找規律、輔助決策，工作人員依然要參與到決策之中，這就意味著決策依然會受到人為因素的影響，導致信息面臨遺漏。因此，在運營決策方面，要納入更多決策職能，提高港口運營能力，實現自主決策生產與自動化分析，確保設備得到自主驅動。部分港口企業已具備較高的決策智能化水平，如執行自主放行決策。在不久的將來，人工智能技術在港口生產中的應用范圍會不斷拓寬，例如，對整體運營調度系統開展智能化決策，利用邊緣人工智能技術提高設備的智能化操作能力。

邊緣人工智能技術匯集邊緣計算與人工智能技術的精華，且離不開5G技術的支持，只需采用本地機器學習算法，就可在第一時間響應，在云端上保留重要數據，提高數據的安全系數。總之，在港口智慧化建設背景下，邊緣人工智能技術的應用前景無限廣闊。

3.特色功能設計

（1） “一站式”客戶服務門戶

對“一站式”客戶服務門戶進行設計時，要明確服務內容，融入“一站式”理念。例如，客戶在預約、受理、訂艙與查詢時，可通過這一系統實現“一站式”操作；同時，將這一系統與外部數據進行聯通，可對物流進行全面監督，確?？蛻綦S時對貨物的運輸狀態進行監督與控制，給客戶帶來良好的體驗。

（2） 集裝箱業務管理

對碼頭、場站的集裝箱進行管理，保證其進入和出港順利，同時，提高業務受理的便捷性，嚴格按照計劃要求進行調度，實現精準作業，確保資源得到統一分配。通過移動應用服務系統保證后臺與現場工作人員彼此協同，實現智能化交互。

（3） 散雜貨業務管理

對散雜貨業務進行管理時，要將生產作業作為重要內容，將商務計費作為節點，將各部門進行銜接，使其彼此互相協作，提高工作效率和質量，從而提高客戶的滿意度。

（4） 滾裝業務管理

采用數字化技術可對滾裝業務進行全過程管理，這樣就可確保貨物在第一時間得到裝卸與運輸，提高運輸效率。

（5） 智能集裝箱場站管理

集裝箱場站工作內容復雜，對其進行管理時，要融入智能化技術，對各項資源進行智能化調度，智能化分析影響工作的因素，融入相應的數字化思想，確保堆存計劃更加合理，提高計劃執行的靈活性，保證堆場周轉效率得到提升，保證各項業務得到精細化管理。

（6） 智能化閘口

智能化閘口中包含先進的物聯網技術、自動化識別技術等，操作這一設施時，首先，要通過物聯網技術和自動識別技術對車號等技術參數進行智能化識別。其次，獲取信息后，可對智能化閘口進行控制，允許其通行，保證這一操作與其他平臺彼此交互，使數據得到準確采集。

（7） 智能理貨

在智能理貨中，采用RFID、圖片采集等先進的技術手段對各項數據進行全面采集、識別和處理，無須借助人力即可實現對業務的自動化處理，保證作業安全和作業效率。

（8） 全景可視化監控

應用先進的圖形化技術可對港口信息進行圖形化處理，形成直觀的界面，滿足工作人員的監控需求，同時，這一技術還可直接與視頻監控技術相結合，對港口作業進行全面的監督與控制，對碼頭、場站等情況進行實時化觀測，滿足后續工作需求。

（9） 大數據智能分析

采用大數據技術對各項數據進行整合與分析，構建專業的模型，對港口業務進行智能化分析，通過多種方式展示業務情況，為決策提供參考依據。

六、智慧港口數字化發展趨勢

1.技術升級推動智慧港口轉型升級

為推動港口實現智慧化，就要推動港口不斷升級和轉型，采用數字化技術對各個環節進行優化，確保信息得到有效傳輸，保持穩定的資金流，確保資源得到合理配置，提高港口的競爭力。將各種技術相結合，確保技術落到實處，可實現智能化監控和協作，對信息展開智能化分析，及時預警，促進港口順利實現升級與轉型。

人工智能的快速發展推動了各個行業實現智能化升級與轉型，行業大模型概念應運而生。大力發展和應用行業大模型，將促進港口擁有更加廣泛的發展空間，使港口邁向高質量發展的方向。近年來，我國港口綠色化與智慧化建設取得的成績頗為矚目，許多關鍵技術在世界范圍內處于領先地位，如生產調度系統、管理技術、設備操作技術等。隨著更多技術的開發、應用和創新，港口整體管理水平將不斷提升。

2.一體化協同平臺推動數字化港口體系構建

港口企業要積極融入“互聯網+”的理念，將先進的數字化技術與港口運行工作相結合，對各種業務進行高效處理，打造一體化協同平臺，確保服務模式得到創新，使各種資源得到合理配置與利用，打造現代化港口。

一體化協同平臺的構建需要多方支持與聯動。要加強智慧港口建設，加強技術難關的突破與攻克，推進科技成果盡快轉化和應用，實現合作共贏，為打造一流港口奠定堅實的基礎，促進港口邁向現代化方向，為國家戰略的實施奠定堅實的基礎，以此推動區域經濟實現可持續發展。同時，對港口專業數據、知識和經驗進行整合，打造融合交互系統，將專業知識、逼真的數字形象等元素相結合，推出多個場景，如數字化助理、智能問答等，有效發揮計算機、人工智能等先進技術的作用，使其成為實在的生產力。同時，技術人員積極創新技術手段，發揮各方合力作用，在人工智能的基礎之上，運用隱私計算技術，將核心技術與實體經濟進行融合，使人工智能邁向產業化方向，推動港口實現智慧化升級與轉型，提高港口經濟發展水平。

3.發揮政企合力提高綜合服務水平

為促進港口實現順利轉型，政府要起到主導作用，主動與企業進行合作。政府要制定一系列支持政策，激發企業參與技術創新的積極性與主動性。當企業與政府合作時，就能應用更加先進的技術手段，保證港口各項業務得到高效處理，突破行業限制，保證數據得到共享，使產業鏈得到有效整合，從而實現共贏。

七、結語

綜上所述，為保證我國港口邁向智慧化發展，就要引進先進的數字化技術，對港口各個環節進行優化和改進，推動港口盡快實現升級與轉型，提高港口經濟水平，使我國在世界范圍內有更加強大的競爭力。

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