智能港口發(fā)展展望

馮慧，于巧嬋，李亞斌，楊斌，王帥偉

（1.交通運(yùn)輸部水運(yùn)科學(xué)研究院，北京 100088；2.山東省港口集團(tuán)科技信息部，山東 青島 266000）

1 引言

中國(guó)已步入經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)新常態(tài)，正處在積極推進(jìn)中國(guó)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、全力推動(dòng)供應(yīng)側(cè)結(jié)構(gòu)化變革的關(guān)鍵時(shí)期，但當(dāng)前港口通過(guò)建設(shè)投入、通過(guò)產(chǎn)能升級(jí)等方式獲得利潤(rùn)，持續(xù)增長(zhǎng)的空間仍非常有限。同時(shí)沿海部分地區(qū)出現(xiàn)了港口的盲目建造問(wèn)題，造成了海港結(jié)構(gòu)趨同、產(chǎn)能過(guò)剩，同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)將加劇，中國(guó)傳統(tǒng)港口通過(guò)大量建造促進(jìn)吞吐量提高的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式也將難以為繼。所以，走科學(xué)的發(fā)展路線，在已有現(xiàn)代化發(fā)展成效的基礎(chǔ)上，借助智能港口工程來(lái)整體提高中國(guó)港航運(yùn)輸業(yè)務(wù)的供應(yīng)品質(zhì)、供應(yīng)鏈效益，進(jìn)一步增強(qiáng)自身品牌效應(yīng)和核心競(jìng)爭(zhēng)力，是中國(guó)港口的長(zhǎng)期戰(zhàn)略目標(biāo)，也是中國(guó)港口追趕全球先進(jìn)水平、向世界先進(jìn)港口強(qiáng)國(guó)發(fā)展的必然需要。

2 國(guó)內(nèi)智能港口發(fā)展背景

2021年全球前10 大貨物吞吐量港口排名中，中國(guó)獨(dú)占8 席。全球前50 港口排名中，僅是中國(guó)的港口就獨(dú)占了28 個(gè)席位，在前25 的排名中，中國(guó)港口就占據(jù)了20 個(gè)席位。而世界排名前五的五大港口全部都被我國(guó)的大港所占領(lǐng)，寧波舟山港口也變成了當(dāng)之無(wú)愧的全球第一大港，在2021年共計(jì)完成了12.2405 億噸的吞吐量，也成功躍居全球唯一一座十億噸級(jí)的港口。次之，上海港排名第二，唐山港排名第三，而青島港和廣州港則分別排名第四和第五。蘇州港、日照港、天津港分別位居第七、第九和第十位。2021年，全國(guó)港口完成貨物吞吐量155.5 億噸，同比增長(zhǎng)了6.8%，完成港口集裝箱吞吐量2.8 億標(biāo)準(zhǔn)集裝箱，同比增長(zhǎng)了7%。其中，我國(guó)港口外貿(mào)貨物的吞吐量大約47 億噸，同比增長(zhǎng)了4.5%。港口外貿(mào)集裝箱吞吐量大約是1.6 億標(biāo)準(zhǔn)集裝箱，同比增長(zhǎng)了7.5%。

當(dāng)前港口自動(dòng)化已經(jīng)是必然趨勢(shì)，隨著相關(guān)科技的進(jìn)一步創(chuàng)新和完善，智能港發(fā)展方興未艾。中國(guó)智能化港口建造能力居于全球首位、智能化港口已具相當(dāng)規(guī)模、技術(shù)裝備研究已實(shí)現(xiàn)突破。

3 智能港口產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

3.1 智能港口產(chǎn)業(yè)環(huán)境分析

在經(jīng)濟(jì)國(guó)際化帶動(dòng)下，港口作為與全球聯(lián)系的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，隨著港口信息化水平的不斷提高，發(fā)展我國(guó)智能港口行業(yè)是必然趨勢(shì)。目前國(guó)際的經(jīng)貿(mào)形勢(shì)呈現(xiàn)出一種大變局，世界經(jīng)貿(mào)增長(zhǎng)顯著放緩。全球供應(yīng)鏈面臨重構(gòu)。我國(guó)大力發(fā)展實(shí)體經(jīng)濟(jì)，目前國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)繼續(xù)保持中高速增長(zhǎng)。港口物流業(yè)是我國(guó)的主要貨運(yùn)集散地，也是實(shí)體企業(yè)的代表。我國(guó)大力推動(dòng)城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)。口岸建設(shè)對(duì)于為城市吸引外資，促進(jìn)就業(yè)提高政府財(cái)政稅收，以及提高居民收入都具有很大意義。

客戶對(duì)全程物流的服務(wù)要求提高，讓港口升級(jí)提效的需求越來(lái)越迫切，促進(jìn)港口技術(shù)創(chuàng)新是必然趨勢(shì)。港口的業(yè)務(wù)能力將不再僅限于港口經(jīng)營(yíng)能力，未來(lái)的智能港將以客戶為業(yè)務(wù)核心，而智能港建設(shè)的基本理念就是要持續(xù)推進(jìn)理念技術(shù)創(chuàng)新、服務(wù)水平技術(shù)創(chuàng)新、模式技術(shù)創(chuàng)新，更快地把新信息技術(shù)與傳統(tǒng)港口領(lǐng)域有效的結(jié)合,積極探索開(kāi)拓港航金融、大數(shù)據(jù)服務(wù)等新領(lǐng)域。

保護(hù)海洋環(huán)境，降低環(huán)境污染也是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的必然需要，堅(jiān)持環(huán)境保護(hù)優(yōu)先、自我修復(fù)為主，優(yōu)化港口交通運(yùn)輸設(shè)施的格局，打造“綠色、環(huán)保、高效”的智能港口，有利于保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

3.2 智能港口技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展模式

3.2.1 基礎(chǔ)設(shè)施智能化

在智能港的基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展過(guò)程中，信息化、智能碼頭成為了其發(fā)展的核心。未來(lái)的智能化港口，在管理的智能化、企業(yè)組織的智能化、內(nèi)外協(xié)調(diào)的一體化管理等領(lǐng)域?qū)⒏訌V泛。建設(shè)智能港灣、推動(dòng)智能港灣管理，將形成港灣資源配置智能化、港灣管理智能化、企業(yè)組織智能化、物流經(jīng)營(yíng)智能化、港產(chǎn)城一體化的管理格局，建立可持續(xù)、協(xié)調(diào)發(fā)展的港灣管理生態(tài)圈，已成為中國(guó)所有港灣公司的共同戰(zhàn)略重點(diǎn)和戰(zhàn)略目標(biāo)。

3.2.2 港口數(shù)據(jù)融合化

在信息互通資源共享方面，上海市港口公司也開(kāi)始大力推進(jìn)口岸管理統(tǒng)一云數(shù)據(jù)中心平臺(tái)建設(shè)和服務(wù)單證數(shù)字化工程,以規(guī)范企業(yè)內(nèi)部、上下游業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流動(dòng)。例如上海市港實(shí)施的產(chǎn)品銜接單（EIR）和提貨單（EDO）數(shù)字化，大大提高了服務(wù)單證流動(dòng)速度；天津港也已經(jīng)完成了十八種重要業(yè)務(wù)單證的無(wú)紙化；而山東口岸青島港也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了二十種海港作業(yè)的重要業(yè)務(wù)單證無(wú)紙化。

3.2.3 運(yùn)營(yíng)管理智能化

在經(jīng)營(yíng)管理領(lǐng)域，比如單一環(huán)節(jié)的智能管理模式，就是通過(guò)建立經(jīng)營(yíng)中單一環(huán)節(jié)的智能管理與運(yùn)營(yíng)模式，達(dá)到服務(wù)在線化、運(yùn)營(yíng)智能化、服務(wù)產(chǎn)品化、過(guò)程科學(xué)計(jì)算與可視化，比如港區(qū)電子圍欄管理系統(tǒng)、集裝箱自動(dòng)道橋、全軌道電子集車、設(shè)備檢測(cè)管理系統(tǒng)等；多環(huán)節(jié)綜合智能管理/信息系統(tǒng)，聯(lián)結(jié)了多種關(guān)聯(lián)環(huán)節(jié)的綜合智能管理和運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)，例如全智能化碼頭管理的Terminal View 3D 碼頭現(xiàn)場(chǎng)的管理、衛(wèi)星(北斗)定位系統(tǒng)完成所有模塊(包含岸橋、軌道橋、拖車)的三維數(shù)字全景展示、船舶ERP 系統(tǒng)、港口智能調(diào)度系統(tǒng)、船岸一體通信系統(tǒng)等。港口的經(jīng)營(yíng)管理工作部門主要負(fù)責(zé)經(jīng)營(yíng)管理工作和投資決策，包含了港口的物流管理工作、物流管理、安全、港口的國(guó)際市場(chǎng)管理工作和客戶服務(wù)信息管理等工作，此外還有財(cái)務(wù)核算管理工作以及自動(dòng)化的辦公管理系統(tǒng)等。完成了考勤管理系統(tǒng)、安全管理系統(tǒng)之間的銜接，并利用電子標(biāo)簽、攝像頭等裝置為管理系統(tǒng)提取了基本數(shù)據(jù)，同時(shí)利用了人臉識(shí)別、軌跡追蹤與智能分類、視頻移動(dòng)與檢測(cè)等技術(shù)手段，為安全管理系統(tǒng)提供了更加高效的保證。

3.2.4 貿(mào)易物流高效化

在港口外貿(mào)運(yùn)輸鏈中，智能港口已達(dá)到系統(tǒng)化、整體化的程度。上海港建立的江海聯(lián)運(yùn)服務(wù)協(xié)作平臺(tái)，將實(shí)現(xiàn)江海聯(lián)運(yùn)裝卸作業(yè)協(xié)同管理和海關(guān)服務(wù)的協(xié)作。大連港區(qū)利用多式共同的業(yè)務(wù)信息優(yōu)勢(shì)，建立了綜合集疏運(yùn)網(wǎng)絡(luò)。

3.2.5 創(chuàng)新共享生態(tài)化

隨著世界上環(huán)保問(wèn)題的日益突出和貿(mào)易國(guó)際化的進(jìn)程，環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越影響著世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展和貿(mào)易的進(jìn)程，港口環(huán)境與資源節(jié)約已成為港口的重要無(wú)形資產(chǎn)，并成為港口企業(yè)參加國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的主要前提，也成為中國(guó)港口文明建設(shè)的重大課題。

3.3 智能港口產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展現(xiàn)狀

智能港產(chǎn)業(yè)鏈的三條業(yè)務(wù)層級(jí)是基礎(chǔ)設(shè)施管理層、運(yùn)行管理層、市場(chǎng)業(yè)務(wù)管理層。上游層次的基礎(chǔ)設(shè)施管理層涉及智能港基礎(chǔ)設(shè)施的建立、運(yùn)營(yíng)和管理；上游的市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)層次，主要是集裝箱、干散貨、液體化學(xué)品、客運(yùn)業(yè)務(wù)的運(yùn)營(yíng)等；而下游的市場(chǎng)業(yè)務(wù)層次，包含著多個(gè)不同類別的小分子行業(yè)。而港口價(jià)值鏈則是以上游港口行業(yè)集群為基礎(chǔ)，以貨源供應(yīng)者市場(chǎng)為上游，以產(chǎn)品服務(wù)市場(chǎng)為下游的價(jià)值鏈構(gòu)建模型。

中國(guó)港口機(jī)械工業(yè)發(fā)展的重要特征是，中國(guó)港口機(jī)械工業(yè)從單零件生產(chǎn)、整機(jī)制作，到整機(jī)運(yùn)輸、裝配調(diào)試，已建立了比較完善的產(chǎn)業(yè)鏈條。除個(gè)別的新機(jī)型以外，其余每個(gè)型號(hào)均有若干家或者十家以上生產(chǎn)公司，主要集中在基礎(chǔ)設(shè)施層而言的港機(jī)設(shè)備市場(chǎng)以及自動(dòng)控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，已建立了較完善的產(chǎn)品質(zhì)量保證體系和有序的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局。中國(guó)港口機(jī)械設(shè)備的崛起，離不開(kāi)三一重工、徐工集團(tuán)等工程機(jī)械企業(yè)巨頭的努力。振華港的集裝箱機(jī)械產(chǎn)品銷售已遍及全世界一百零四個(gè)國(guó)家和地區(qū)的約三百個(gè)碼頭，港機(jī)市場(chǎng)占有率已持續(xù)了二十年在全球第一位，全球港機(jī)市場(chǎng)占比超80%。三一重工的港口機(jī)械業(yè)務(wù)領(lǐng)域在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率已超過(guò)50%。徐工港機(jī)有限公司的銷售業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋全球，產(chǎn)品遠(yuǎn)銷亞太、中東、歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，港機(jī)產(chǎn)品國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)占有率連年攀升。華東集團(tuán)在智能港口、智慧航空IT 業(yè)務(wù)等市場(chǎng)上占據(jù)了龍頭地位，形成了以智能港口為指導(dǎo)思想的信息化框架。

4 國(guó)內(nèi)智能港口技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化需求

4.1 市場(chǎng)需求分析

中國(guó)港口總體上仍處在建造型和資源投入型的發(fā)展階段，主要表現(xiàn)為:

（1）正處在全方位推動(dòng)傳統(tǒng)工業(yè)改造與提升、全力推動(dòng)供應(yīng)側(cè)結(jié)構(gòu)化改造的關(guān)鍵，但仍然面臨著軟實(shí)力不夠、創(chuàng)新能力較差、與沿海地區(qū)內(nèi)陸銜接性不足、與港城互動(dòng)差、港口模式單一等的困難，必須通過(guò)智能港建設(shè)來(lái)整體提高港口綜合業(yè)務(wù)的供應(yīng)效率、提供服務(wù)質(zhì)量，以增強(qiáng)自身核心競(jìng)爭(zhēng)力。

（2）全國(guó)海港格局初步已建立以主樞紐港為核心、區(qū)域性大中型海港為補(bǔ)充、中小型海港為輔助、層次分明的框架。環(huán)渤海、長(zhǎng)三角以及珠三角等區(qū)域的主要海港已開(kāi)始逐步啟動(dòng)智能港口的建設(shè)，武漢港、成都港等中部沿江海港也已開(kāi)始推行智能規(guī)劃；廈門遠(yuǎn)海、青島前灣、上洋山等三座集裝箱港口也已完成了全部的智能化施工。

（3）“一帶一路”帶動(dòng)下多個(gè)口岸的信息化、智能管理水平，以沿線區(qū)域發(fā)展為前沿，以內(nèi)陸中心經(jīng)濟(jì)區(qū)發(fā)展為腹地，以東部沿海新發(fā)展區(qū)域?yàn)閷?dǎo)向，進(jìn)一步強(qiáng)化東中西交流協(xié)作，形成全國(guó)的物流配送與供應(yīng)鏈服務(wù)體系，建立基于信息驅(qū)動(dòng)技術(shù)的口岸物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)開(kāi)放、快捷的國(guó)際物流供應(yīng)鏈信息整合平臺(tái)。

4.2 國(guó)家需求分析

我國(guó)已是世界級(jí)港口大國(guó)，港口發(fā)展成就斐然，對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用。然而，我國(guó)港口在某些方面的發(fā)展與世界先進(jìn)水平還存在一定差距，如港口的服務(wù)質(zhì)量、綠色環(huán)保、智能化平臺(tái)應(yīng)用等方面。因此，早在2014年6月，交通運(yùn)輸部就發(fā)布了《關(guān)于推進(jìn)港口轉(zhuǎn)型升級(jí)的指導(dǎo)意見(jiàn)》，明確要拓展服務(wù)功能，發(fā)展現(xiàn)代港口業(yè)；完善港口運(yùn)輸系統(tǒng)，推進(jìn)綜合交通樞紐建設(shè)；科學(xué)配置港口資源，引導(dǎo)港口集約發(fā)展；加強(qiáng)技術(shù)和管理創(chuàng)新，推動(dòng)港口綠色發(fā)展；加強(qiáng)港口安全管理，深化港口平安建設(shè)；提升港口信息化水平，促進(jìn)港口服務(wù)高效便捷。

雙循環(huán)的新格局下，船舶逐漸向?qū)I(yè)化、大型化及集裝箱深水化發(fā)展，傳統(tǒng)的作業(yè)模式已不能滿足現(xiàn)代需要，港口亟待轉(zhuǎn)型升級(jí)，港口公司經(jīng)營(yíng)將不再限制于服務(wù)船舶公司、貨代企業(yè)和單一業(yè)務(wù)。價(jià)值鏈的不斷豐富將促使港口供應(yīng)鏈整體業(yè)務(wù)更加多元化，將推動(dòng)港口企業(yè)對(duì)物流供應(yīng)商實(shí)施更加精細(xì)化、柔性化和敏捷化的管理模式。港口求得發(fā)展，必然是著眼于內(nèi)部大循環(huán)，先謀篇內(nèi)部的供應(yīng)市場(chǎng)良性循環(huán)，并充分把握利用國(guó)家政策的發(fā)展機(jī)會(huì)。

4.3 研發(fā)需求分析

智能港注重的是整個(gè)流程的技術(shù)創(chuàng)新，涵蓋港口制造、經(jīng)營(yíng)和管理的多方面，注重技術(shù)和港口經(jīng)營(yíng)管理模式創(chuàng)新的深度結(jié)合。促進(jìn)港航和其他運(yùn)輸領(lǐng)域的數(shù)據(jù)整合與資源共享，完善物流鏈的管理，提升物流服務(wù)質(zhì)量。提升港航經(jīng)營(yíng)與管理能力，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)度、數(shù)據(jù)智能化收集、儲(chǔ)存與處理、完善港航的過(guò)程與產(chǎn)品管理，實(shí)現(xiàn)真正的船岸一體化的智能港口。研發(fā)需求將向以下三個(gè)方向發(fā)展：

（1）全面感知：針對(duì)生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程要求，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)和邊緣智能等現(xiàn)代信息技術(shù)，全方位了解、掌握各生產(chǎn)環(huán)節(jié)和各類作業(yè)對(duì)象的定位信息、生產(chǎn)態(tài)勢(shì)信息等，將現(xiàn)場(chǎng)信息全部數(shù)字化。

（2）自主裝卸：在智能決策的基礎(chǔ)上，設(shè)備自主識(shí)別、確定裝卸對(duì)象和作業(yè)目標(biāo)，并安全、高效、自動(dòng)(或自主)完成作業(yè)任務(wù)。

（3）全員共同參與：借助云計(jì)算技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析、移動(dòng)互聯(lián)等新信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使統(tǒng)一港口各方人員能夠隨時(shí)運(yùn)用多種終端設(shè)備，全方位加入統(tǒng)一云平臺(tái)，并通過(guò)深入聯(lián)系，廣泛互動(dòng)，使統(tǒng)一港口網(wǎng)絡(luò)的綜合業(yè)務(wù)云平臺(tái)最大限度地優(yōu)化并整合了各方需要和供給關(guān)系，使多種需要得以相互快速反應(yīng)。

5 結(jié)語(yǔ)

智能港產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向重點(diǎn)圍繞：著力推進(jìn)降本增效，形成港企業(yè)的國(guó)際化的核心競(jìng)爭(zhēng)能力；著力推動(dòng)綠色、智能、平安發(fā)展；著力推動(dòng)陸海互動(dòng)、江河與海洋交流、水港產(chǎn)城市融合；以客戶為中心，為客戶創(chuàng)造更大的價(jià)值，并以客戶需求為準(zhǔn)繩延伸服務(wù)價(jià)值鏈。智能港灣的服務(wù)對(duì)象主要是：構(gòu)建高集成度、高速安全的資源共享與互動(dòng)平臺(tái)，完成基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的港口物聯(lián)網(wǎng)；形成開(kāi)放、有效的物流一體化服務(wù)體系，達(dá)到對(duì)整條供應(yīng)商利益最優(yōu)化和降低成本目標(biāo)至最低。

2022年，國(guó)內(nèi)各大港口都將通過(guò)大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、區(qū)塊鏈等新技術(shù)手段提高自動(dòng)化管理能力，中國(guó)國(guó)內(nèi)的自動(dòng)化港口升級(jí)工程正在不斷推動(dòng)。智能港口建設(shè)是國(guó)家政策及港口發(fā)展的大勢(shì)所趨，未來(lái)5～10年將是智能港口建設(shè)的高峰期，特別是國(guó)內(nèi)港口，在國(guó)家環(huán)境的影響下，將會(huì)出現(xiàn)集中建設(shè)的情況。智能港口產(chǎn)業(yè)也將迎來(lái)前所未有的繁榮態(tài)勢(shì)。