港口數字化智能化體系建設探究

李洋，解慶功

（山東港口集團日照港股份三公司，山東 日照 276826）

當下，港口亟待實現的舉措就是建設數字化智能化體系，從而形成和發展自身競爭力，這是實現可持續發展最好的方法。港口需確保信息流和資金流以及運輸流的通暢性，提升自身的國際吸引力，而這就考驗港口的集裝箱處理能力，數字化智能化體系的建設可以在一定程度上提高港口集裝箱處理能力，為經濟發展奠定扎實基礎。

1 國內外的技術研究現狀

在20世紀90年代時，新加坡、漢堡以及香港等地區，就已經展開了港口集裝箱工作改革，并結合進了計算機技術來輔助港口工作，當時，在這些地區的港口就已經形成了數字化和圖形化，并因而衍生出了新的管理方法。如，Navis公司就研發出來了一種名為SPARCS的碼頭管理體系，該管理體系是建立在實時性的結構基礎之上的，有著可視化和可操作性較高的優勢。其中，有一個ExpertDecking優化程序可以按照實際需求來分配集裝箱，從而讓集裝箱得到很好的利用，不會出現集裝箱閑置的現象，這也實現了港口集裝箱的自動化分配。并且，SPARCS碼頭管理體系還提供電子數據交換，該交換功能借助了JAVA技術與XML技術的幫助。又比如，COS-MOSNV研究了一種專門的港口管理系統，相關工作人員只需要在系統當中輸入集裝箱預配載規劃和表單，就可以降低港口內的翻箱情況，而系統在接收到命令之后，就可以自動安排起重機的工作順序，并一同實施仿真，且能仿真出不一樣的結果。在仿真結果出來之后，工作人員則可以根據港口的實際需要，來選擇仿真結果，以此來對集裝箱加以定位優化。我國國內很多港口也通過相關技術建立了數字化智能化體系，但最初的時候主要是以引入國際管理體系為主要方式的。例如，我國上海市就在20世紀90年代末的時候，引入并應用集裝箱實時管理系統，簡稱為CIMS，該系統的使用大大提高了港口工作效率。集裝箱實時管理系統可以分成三部分，第一部分主要是圍繞作業前的數據處理，對船舶規范和箱子進場資金等加以處理；第二部分是作業中的數據處理，如集裝箱數據、船舶配載以及堆場管理等等；第三部分是作業結束后的數據處理，如集裝箱的使用總量、提箱受理等。但是，這些管理體系雖然有著比較好的工作效率，然而，在傳播的配載以及機械設施調度等方面均未實現全自動化，依舊需要人工加以輔助才能完成運作，這是未來發展需要改善的關鍵。

2 港口數字化智能化體系建設途徑

2.1 開發遠程監控管理平臺

在港口工作的時候，會涉及到很多的集裝箱裝卸設備，這些設備的數量會隨著港口的規模變化而變化，在大數據背景下，只有加強裝卸設備的遠程監控管理，才能為港口集裝箱實時管理系統建設奠定基礎。以往的設備管理和維修方法都已經無法滿足現有港口發展要求所需了，還必須開發出新的管理系統，才能實現高效運作。遠程監控管理平臺是建立在計算機基礎之上的，同時，還融合了智能化系統和GPS定位系統，基于WEB發布、PLC編程、DATAVIEW動態畫面編程等技術，在實現數據實時收集、分析、整理的同時，又可以對集裝箱裝卸設備進行24小時監督。當管理平臺一旦監測到集裝箱裝卸設備存在問題時，就會發出警報，并對故障位置加以定位，分析故障出現的原因，并提出建設性的改善措施。遠程監控管理平臺的出現，可以說減輕了工作人員的壓力，在平臺運行的時候，并不需要人工進行現場監督，及時發出故障報警時，工作人員也可以在第一時間接收到信號，從而趕往現場。該管理平臺還實現了和實時管理系統的對接，有著WEB服務的功能，工作人員在需要時，可以直接進行認證進入網站查詢相關集裝箱的信息，如工作狀態、數據產生等等，減少了繁瑣的工作流程。工作人員可以通過收集集裝箱裝卸設備的運行數據，將其傳輸到遠程監控管理平臺當中，管理平臺再把數據加以處理和儲存，借助動態界面把集裝箱裝卸設備的信息展現在工作人員面前，幫助工作人員分析集裝箱工作情況。該系統的硬件部分主要是由機上部分與地面部分組合而成的，機上部分則包含了PLC無線網橋和天線，地面部分則包含了無線中心控制網橋和核心服務器等。

2.2 建設實時配載系統

因為現如今已經有的自動配載軟件還不能對配載時的經驗知識進進行處理，這難免會制約港口的順利發展，還會導致工作人員工作壓力極大，再加上當前港口的集裝箱船配載工作還沒有完全實現自動化。在分析了裝船效率影響因素的同時，還必須針對港口的實際情況兩來建設實時配載系統，如港口的實處環境、加載問題等。在系統建設上，可以先建立一個模型，先在實時管理系統的基礎上結合進智能輔助配載，再將其運行質量加以提升，從而解決橋機效率問題。

2.3 構建最優進出場規劃系統

在港口當中，堆場始終是港口的核心，特別是對于我國一些港口來說，當其集裝箱的吞吐量增加之后，以往的堆場問題也漸漸凸顯出來。比如，在集裝箱吞吐量增加后，就會將堆場較小和設施不足的問題表現出來。使用計算機技術將港口的特征以及一些設備的合理分配問題相結合，提高港口集裝箱的裝卸效率。并且，當在構建最優進出場規劃系統的時候，還必須從裝船的實際要求入手，只有這樣，才能確保港口出箱能力可以得到有效提升。最優進出場規劃系統中有兩個功能可以實現裝船出場問題，一個是自動配位功能，另一個是最小預翻箱功能，這兩個功能是建立在系統基礎上的，將港口的裝船要求作為深入點，這樣更能提高系統的實用性和實操性。并且，最優進出場規劃系統可以對港口中的集裝箱進行自動化的配位計算，讓原本混亂的集裝箱出場順序變得有序起來。除此之外，該規劃系統是使用的預配位與搶占技術等來實現全自動化裝配，更加適合港口內的工作實際需要，也可以滿足港口數字化智能化體系建設要求。

2.4 建立數據倉庫分析決策系統

伴隨著如今我國港口集裝箱吞吐量的上升，在對其實施管理的時候，必須結合進相應的管理技術。在相關管理部門當中，一直以來所使用的報表形式都比較單一且固定，并沒有融入新的理念加以創新，最終就使得傳統報表方法不易被延伸，在進入新時期之后，要想生成具有個性化色彩的數據組合非常困難。而在當前，這是亟待解決的問題之一，管理部門必須要創新數據庫分析決策系統，才能順應時代要求。與此同時，在部門當中以前的報表數據參數都還保存在實時管理系統里面，這會在一定程度上增加系統壓力。這些數據參數需要隨時進行維護、更新，就可能在各個時間段生成相同的報表，最終的結果是一致的，但實則上這些環節并不是必要的。部門可以通過建立與時俱進的數據庫分析決策系統，對多種數據參數加以整合，并實現數字化、自動化的報表生成目的。數據倉庫分析決策系統有著一定的針對性，其根據港口的決策管理問題基礎進行研究、開發、使用，屬于數據參數的抽取類智能工具，還可以通過該系統構建港口集裝箱箱量數據模型的，分析各種維度下的箱量影響原因，從而讓部門的報表形式可以得到更新換代，有著更好的推動價值。

3 結語

在港口數字化智能化體系建設上，我國最初主要是以引入國際管理體系為主要方式，進入新時期，我國也需在借鑒和引入的前提下加以創新、研發。在港口數字化智能化體系實際建設過程當中，可以通過開發遠程監控管理平臺、實時配載系統、最優進出場規劃系統以及數據倉庫分析決策系統等來實現，為促進港口經濟發展奠定扎實基礎。