港口企業數字化轉型技術應用現狀分析

魏 飛

（天津津港建設有限公司，天津 300456）

引言

在信息技術及國家政策的推動下，各行各業緊跟國家政策進行數字化轉型工作。港口信息化、自動化、智能化不斷深入，港口科技水平大幅提升，目前已成為知識密集型行業。港口企業之間的競爭從單純的規模競爭逐步轉變為物流鏈、服務鏈、價值鏈及生態鏈的全方位競爭，更加注重港口協同創新能力、綜合服務能力和生態協作能力[1]。同時，全球各大港口相繼提出打造智慧港口的企業愿景，已把數字化轉型作為提高企業核心競爭力的戰略目標。目前大多港口企業在于通過數字科技賦能，創新港口運營與發展理念，并運用信息技術使港口建設運營更安全、更可靠、更智能。但較少研究從文獻分析及數字化技術應用角度分析港口企業數字化轉型研究現狀，因此本文的目的在于分析港口企業數字化轉型技術應用現狀，挖掘港口企業在數字化建設中的應用價值。

1 港口企業數字化轉型研究熱點分析

1.1 數據收集

在中國知網，以檢索式為“主題（人工智能+智能技術+機器智能+人工智能應用+數字化+數字化轉型+數字化技術+數字化應用）AND 主題（港口+港口企業+現代港口+數字化港口+綠色港口+樞紐港）”并將時間跨度設置為2010 年至2020 年，進行檢索并篩選，共收集到180 篇文章。

1.2 關鍵詞時序分析

將篩選后的180 篇文章利用CiteSpace 文獻分析軟件進行關鍵詞時序分析，根據關鍵詞節點的大小（節點越大代表關鍵詞出現的頻率越高），分析港口企業數字化轉型的發展演變趨勢，如圖1 所示。

圖1 港口企業數字化轉型關鍵詞時序分析

2010 年，港口數字化說法已經出現，主要集中在“高壓變頻數字化船用岸電系統”在港口中的使 用[2]。2011 年物聯網、無線射頻識別技術廣泛運用在港口的裝卸設備、集裝箱、車輛等中，讓物體有了知覺[3]。2012 年智慧港口應運而生，智能技術主要應用在集裝箱智能閘口、物流運輸實時監控及智能堆場通信及定位等方面[4]。2013 年我國港口信息化基礎設施建設初具模型[5]，港口物流行業順勢發展。2016 年各港口大力建設港口管理信息系統，使港口業務過程數字化、管理數字化、服務體系數字化、基礎設施數字化。

港口數字化浪潮持續推進，港口企業數字化管理平臺開始架構設計以加強港口設施數字化管理。2018 年面對全球工業4.0 和“物聯網+”的發展趨勢，自動化集裝箱碼頭成為港口發展的重點。2019 年在新一代信息技術的驅動下，港口企業數字化轉型迫在眉睫。華為港口數字化轉型首席專家李克武認為，數字化轉型本質上是新一代信息技術驅動下的一場港口生產作業、管理模式和商業模式一次深度變革和重構，是業務轉型[6]。柳遵梁認為港口集團數字化轉型可以理解為港口運營進行模擬信號轉數字信號的過程[7]。

2 數字化技術應用現狀分析

2.1 BIM 技術

BIM 技術的本質是運用計算機技術、信息技術和網絡技術整合建筑業相關技術和流程，提高建筑業信息化管理水平。BIM 技術主要集中在港口規劃、設計及施工階段。

傳統港口規劃多停留在二維平面布置層面，多維多源空間信息分析手段缺失，全壽命周期規劃管理體系尚未建立，空間分析和定量優化水平落后。目前，在港口規劃領域應用BIM 技術主要存在應用架構缺失、空間規劃技術手段發展滯后、應用標準體系欠完善等問題。

在港口設計階段BIM 的應用場景包括工程環境現實重構、方案設計、港口場平設計、碼頭建模、工程量統計、二維出圖及利用渲染軟件對BIM 模型進行方案可視化展示與成果交付。如，利用BIM 的三維參數化建模方法建立港口三維模型，實現參數調整方案的迭代優化，并通過傾斜攝影方法建立三維實景模型，分析碼頭設計的合理性以優化設計方案。同時，BIM 技術可實現二維出圖和工程量計算，通過實時渲染實現可視化方案的交付，從而提高設計方案的質量[8-9]。

BIM 技術在港口施工階段的應用主要在成本、進度、風險管理等方面。在成本方面，BIM 模型可進行港口建設項目預算控制。在進度方面，將港口工程施工階段的各項三維信息轉為4D 模型，同時擬定施工時間并把控施工節點，可對港口施工進度進行可視化管理[10]。在風險管理方面，在港口航道建設中基于BIM 的港口航道建設風險控制技術可確定港口航道建設作業風險源，實現港口航道建設運營風險評估。

2.2 物聯網技術

物聯網技術具有數據自動采集、位置全面感知等特點，在港口行業信息化、數字化、智能化的過程中具有顯著優勢。目前，物聯網技術主要運用在港口信息化系統、港口物流、港口碳排放、港口供應鏈管理、港口船舶監控等方面。

基于物聯網技術的港口信息化系統，主要集中在研究集裝箱自動堆放算法和拖車自動排載算法、裝卸作業設備智能化調度等方面[11]。同時，應用物聯網技術能實現對散雜貨港口作業流程的智能管理，包括在貨物卸載入庫、堆場監控、提貨出庫、設備調度與管理等業務流程[12]，解決傳統物流庫容利用低、貨物周轉慢、管理效率低等問題。在港口碳排放方面，通過融合無線射頻識別技術與無線傳感器，建立港口物流碳排放管理系統，實現碳排放監測。

港口供應鏈集成包括港口供應鏈資源集成、市場集成、信息集成和組織集成。如，基于物聯網的廣西北部灣港口供應鏈集成化可實現對車輛、集裝箱、貨物、船舶以及通關過程、運輸過程、港口作業過程的在線實時監控，實現全過程、智能化、可視化的供應鏈監控體系[13]。在港口船舶監控方面，傳統的船舶監控系統通常采用船端封閉式監控系統，但在船舶監控系統中添加嵌入式傳感技術、通信技術等現代化信息技術，可實現對港區的船舶進行實時監控[14]。

2.3 云計算技術

云計算通過網絡可向用戶提供計算云、儲存云等服務，廣泛應用在港口物流、港口綜合管理系統、港口船舶管理中。港口物流是港口運營的一大主業，借助云計算平臺強大的數據存儲處理能力，將物聯網技術、云計算與SOA 架構整合在一起構建港口物流綜合服務平臺，對業務邏輯進行重組和優化，可提高部門間的協作效率與港口競爭力[15]。

港口作為重要的交通樞紐，基于云計算技術的港口綜合信息管理系統，可解決當前港口管理系統信息化程度低、缺乏智能化等問題。其中，基于云計算的港口綜合信息管理平臺主要包括中控管理、物流設備集成、基礎操作、散貨及CFS 管理、商務計費等模塊[16]。

目前，基于云計算的港口船舶管理技術可實現港口船舶管理技術層次化設計、兼容多終端接入、多層次控制，優化港口船舶調度效率、提高船舶作業水平[17]。此外，基于分布式系統基礎架構Hadoop的信息平臺總體架構模型能解決大量運輸船舶入港時造成信息平臺讀寫性能下降的問題[18]。

綜合以上三種數字化技術的應用，正逐步實現碼頭生產預演與回溯平臺的形成，實現企業數字資產的價值再造，為企業運營診斷、輔助決策提供了更加科學化手段。

3 結語

本文從文獻分析及數字化技術應用角度對港口企業數字化轉型現狀進行分析，其中數字化技術包括BIM 技術、物聯網技術與云計算技術。從文獻分析可以看出，港口企業正在從信息化向數字化、智慧化方向發展，港口企業意識到在信息時代數字化轉型的重要性，大多港口企業正在利用數字化技術提高企業自身的信息化水平進行業務轉型。數字化技術應用方面，BIM 技術在港口建設全壽命周期階段皆有涉及，而物聯網技術與云計算技術主要運用在港口運營階段。部分港口在新碼頭建造階段提出了基于BIM 技術、物聯網技術、云計算技術的數字孿生建設目標，搭建數字企業，探索形成數字資產，為未來數字化運營做準備。

通過港口企業數字化轉型技術應用現狀分析可見，港口企業數字化轉型過程中較多為利用某種或者某幾種技術解決個案問題，表現為業務管理層面或者單一職能層面的點狀數字化。但港口企業已然越來越看重數字資產的重要價值，部分新建企業正從全產業鏈角度探索建立數字化運營平臺。未來港口企業需著重做好頂層設計和路徑規劃、夯實數字化基礎，統籌推進數字化轉型。