基于物聯網技術的北部灣港口物流信息化建設探索

劉 芬

(北部灣海洋發展研究中心(北部灣大學)，廣西 欽州 535011)

近年來，物聯網技術的普及不僅推動了物流信息化的快速發展，也為港口物流行業開創了新機遇[1]。北部灣港作為我國西南方向最大的港口，直面東盟，肩負著服務大西北，溝通東南亞貿易的重任[2]。特別是《西部陸海新通道總體規劃》(以下簡稱《規劃》)提出以后，北部灣港的樞紐地位獲得了進一步的肯定和重視。但相比于國內外其他先進港口，北部灣港還存在著港口設備智能化程度不足、港口信息化程度偏低等問題，因此，基于物聯網技術的港口物流信息化建設還有很大的發展空間。

1 物聯網技術的概念及其應用

1.1 物聯網技術的概念

物聯網通俗來說是“物物連接的網絡”，也就是說使用了多個信號傳感器裝置，采集任何通過監控、互動、連接的物體或是過程中的實時信息，并與互聯網結合而形成的一張巨大網絡。物聯網為了方便人們識別、控制和管理事物，將物與物、人與物以及網絡與物相連接。另外，物聯網是利用射頻識別信息技術(RFID)、氣體傳感器、紅外傳感器、激光掃描儀、全球定位系統等信息技術傳感裝置，按規定的程序，讓實物與網絡建立連接，從而構筑成一張龐大的信息網絡，實現信息數據的通訊與交流[3]。基于物聯網技術的物流作業流程系統架構大致可以分為以下四層(如圖1所示)。

圖1 基于物聯網技術的物流作業流程系統框架

第一，前端傳感層。通過在關鍵空間節點安裝物流運輸的傳感設備(如探測器、報警器、傳感器等)，構建起一個基于物聯網技術的傳感信息系統，有效地對作業過程中貨物和運輸車輛的位置、狀態等信息進行采集。

第二，數據通信層。以無線網或有線網為基礎，形成信息傳輸網絡，將前端傳感層采集的數據，準確實時地傳輸給數據處理系統。

第三，數據中心層。這是物聯網技術應用的關鍵所在，通過將采集回來的數據進行分析處理，為用戶層的決策提供數據支持。

第四，應用服務層。港內用戶基于數據中心層的分析結果，在相關部門中實現智能化的應用，以提升港口的運行效率。

1.2 物聯網技術在港口信息化建設中的應用

1.2.1 港口智能車輛作業系統

以物聯網技術為支撐的港口智能車輛作業系統包括客戶端子系統、車載終端、傳感器、視頻監控系統、衛星定位系統等。港口內給運輸車輛和駕駛員都配有專用的RFID車卡和駕照，當駕駛員使用車輛時，駕駛員會將所操作車輛與自己的信息相關聯，后臺系統就可以將當天的作業流程等信息傳遞到駕駛員的手機或車載終端上，以便駕駛員能夠實時了解作業信息。同時，后臺管理員還可以根據需要進行實時調度，不僅有效提高了港區的作業調度效率，還可以對駕駛員和車輛的工作量進行實時核算。此外，系統還可以通過GPS和攝像系統等設備，對港口運輸車輛進行全程實時監控，實現港口車輛運行的自動化[1]。

1.2.2 智能閘口系統

物聯網智能閘口系統主要包括RFID讀寫器、車輛檢測器、道閘系統、監視器及攝像器材等[1]。車輛出入閘口時，讀寫器會自動采集RFID中的信息，并傳輸至后臺系統，系統將生成車輛的行車指南，并通知閘口放行。在此過程中，已實現全程自動化管理，無須人工加預，不僅縮短了車輛進出閘口的時間，還提高了運營效率。此外，智能閘口系統還可以與其他子系統相關聯，如與生產管理系統相關聯，當車輛通過閘口時，讀寫器就會將獲得的車輛數據同步至生產管理系統，便于相關業務部門開展后續處理工作，大大縮短了作業時間。

1.2.3 港口智能物流信息系統

采用物聯網技術的港口智能物流信息系統建設，是與物聯網技術、信息智能化科學技術、人工智能技術、現代物流管理技術等相結合。對港口資源進行有效整合而形成的物流信息平臺，包括倉儲管理、港口作業、口岸物流等常用業務子系統[1]。該平臺還能夠針對現實情況，對配送體系中的經營數據和流程進行優化組合，以期為公司和顧客創造一種全面、透明化和高效化的綜合配送業務。

2 北部灣港口物流信息化建設的必要性

2.1 北部灣港面臨的現狀

北部灣港是國內吞吐量增長最快的港口之一，由防城港、欽州港、北海港三大港組成。據廣西國資委的統計，“十三五”末，全區港口完成貨物吞吐量18.6億噸，同比增長30%[4]。北部灣港憑借著區位優勢及港口物流體系硬件設備的發展，以大宗商品為主，轉型成億噸港口，逐步成為中國西南地區最便捷出海口和對東盟海上經貿的最主要口岸。特別是《規劃》提出以后，北部灣港的樞紐地位獲得了進一步的肯定和重視。北部灣港區以構建西部陸海新通道國際門戶港和“21世紀海上絲綢之路”國際樞紐港為其主要目標定位[5]。但相對于國內外其他先進港口，還存在著信息化基礎設施和新型技術裝備不足、港口物流鏈智能化程度低等問題，嚴重制約了港口信息化的發展。因此，基于物聯網技術研究北部灣港口物流信息化建設具有重大意義。

2.2 北部灣港目前存在的不足

2.2.1 信息化基礎設施和新型技術裝備不足

科技日新月異，物流信息技術也在不斷更新迭代。但先進信息技術在北部灣港口的應用并不理想。與國內外大型港口使用的視頻、定位、傳感等各種新型信息設備相比，北部灣港現有的信息設備還處于相對較低的水平，沒有達到信息化能帶來的高效、準確的業務效果。以防城港為例，港口運營管理部門通過光纖主干網連接，EDI信息交換系統也完成了與海關、商檢部門、船務代理和貨運代理的對接。港口船隊配備GPS衛星定位與管理系統，集裝箱運輸基本實現了現代化的信息管理。然而，在防城港的貨物裝卸業務中，電子數據交換(EDI)等信息技術的利用率還很低，集裝箱使用率更是不到一半，與國內外發達地區的港口相比還有很大差距[2]。

2.2.2 各港域監管系統信息未實現共享互聯

在歷史發展的長河中，防城港、欽州港和北海港未合并建設之前，這三大港域一直處于獨立發展階段，信息化水平參差不齊，港口之間也沒有統一的信息系統作為支撐，缺乏有效的溝通與交流。雖然港口合并以后對信息化建設做出了統一規定，但效果并不理想。目前，北部灣港尚未形成一個串聯防城港、欽州港和北海港三大港域，以及企業、政府、相關部門的完整物流監管信息平臺，物流信息標準化的水平也很低。這一系列問題將導致各個港口物流部門之間構成信息孤島，無法實現各個單位、各個部門之間業務的協調與高效發展，造成勞動力和資源浪費。

2.2.3 港口物流鏈智能化程度較低

北部灣港口的物流鏈仍然保持了一個半人工、半智能的狀態，所以相較于傳統物流作業方式而言，運營成本并不能獲得明顯的降低。這種影響在北部灣港集裝箱的多式聯運上表現突出，即在集裝箱閘口運輸過程中仍需通過ID卡實現信息識別，并采用人工操作計算機進行貨物信息的傳遞。此外，在集裝箱信息透明度方面，也需要通過人工干預，對集裝箱的信息進行采集、處理和分析等。現代高科技信息技術在港口物流供應鏈中的使用率并不高，造成了供應鏈多重資源的重疊，物流成本也隨之提高。

2.2.4 缺乏專業人才支撐

北部灣港要想實現智慧港口的轉型，就必須要引進和培養大量的專業人才。但相對國內外其他先進港口而言，北部灣港域的教育資源還比較落后，只有北部灣大學一所本科院校，人才相對匱乏。雖然學校已經設立了物聯網工程、電子商務等相關學科，但這類畢業生更傾向于北上廣等經濟發達的地區就業，人才流失嚴重。此外，港區的物流管理人員，尤其是部分高層對信息化發展認識不足，不重視港口物流信息化建設，缺乏人才引進和儲備意識。

2.3 北部灣港發展的必要性

2.3.1 西部陸海新通道的要求

2019年制定的《規劃》將港口物流建設提升到了戰略高度，擬通過強化廣西北部灣港航運和資源集聚能力，提升港口物流智能化和信息化的程度。《規劃》期望至2025年，具有國際影響力的北部灣深水港將基本建成，廣西北部灣國際門戶港初步確立，港口完成貨物吞吐量達5億噸，同時集裝箱吞吐量超1000萬標箱。集裝箱班輪航線超50條，包括5條以上的遠洋航線。到2035年，港口物流服務達到國際一流水平[4]。因此，加快北部灣港口信息化建設，不僅是實現廣西北部灣港口資源在規劃中的有效整合，港口集裝箱吞吐量目標達標的重要途徑，同時也是建成《規劃》中廣西北部灣國際門戶港、實現國際一流港口物流服務水平的有效前提。

2.3.2 北部灣港自身發展的要求

由圖2可知，2015—2021年北部灣港集裝箱吞吐量逐年激增，并且在2020年突破了500萬標箱關口。

圖2 2015—2021年北部灣港集裝箱吞吐量

據了解，2021年2月1日，全區港航工作會議在南寧召開。全會指出，預計到2025年，港口貨物吞吐量將超2億噸，集裝箱達200萬標箱[5]。但港口現有運營模式勢必會阻礙該目標的實現，不利于北部灣港的擴張。因此，北部灣港應全面推進港口信息化建設，這對促進西部地區物流業的發展，滿足北部灣港口貨物進出口貿易具有重大意義。

3 北部灣港口物流信息化建設策略分析

3.1 加強智慧物流基礎設施與設備信息化建造

在完善通信基礎設施和互聯網設備的過程中，要依托國家標準、行業標準和國際標準，從北部灣港的實際需求出發，推進港口智慧物流中心的構建。港口內無線網絡、雷達基站等設施的建設，能有效保障大數據、云計算等基礎設施的建設。在推進新時期物流數據平臺建設的過程中，讓北部灣港成為陸海新通道上重要的數據集成中心。同時，還應對原有物流網絡進行升級改造，使相關設備數據采集、傳輸、處理和分析的能力得到提高。另外，構建基于物聯網技術的物流網絡路線，形成“基礎設施+云計算”的新型智能物流網絡模式。通過物流終端系統建設，促進車站、碼頭物流運營系統實時運行，實現物流中心、碼頭、平臺等重要崗位的運營可視化。此外，還應該與相關部門共同構建一個新的物流公共建設平臺，以實現貨物的實時感知和可追溯性。

3.2 促進覆蓋全港域的信息數據庫建造

建立數據處理中心是北部灣港信息化平臺規劃的核心。在歷史發展過程中，北部灣港中的三大港域經歷了長期的獨立發展階段，因此信息孤島是北部灣港在信息化轉型升級中面對的主要難題，而大數據、云計算等技術可以有效地解決這一難題。通過建立一個比較完善的數據處理中心，將防城港、欽州港和北海港，這三大港域幾乎所有業務信息(如貨物和運輸工具的狀態信息和位置信息、港口堆場的使用情況信息、商家發布的公告信息等)存儲到數據庫中，并提供查詢、分析、處理等功能。最后基于局域網和無線網實現多領域關聯，完成信息獲取、交換、實時監控和管理等功能，從而構筑成一張龐大的信息網絡。此外，還在數據庫與各個單位之間設置了信息傳遞和共享的功能，在關鍵傳輸節點處增加了數據接口模塊，對各個部門開放了檢索、上傳、下載物流信息的部分權限，使相關部門、企業、政府都可以高效辦理船舶、貨物等各項綜合應用業務。

3.3 建立智能信息感知網絡

物流信息識別感應層可以有效地緩解北部灣港口在整個物流鏈運輸過程中信息系統智能化缺失的問題。物流信息感知網絡主要基于電子數據交換(EDI)、無線傳感器、射頻識別(RFID)等相關信息感知技術對貨物的信息加以采集，并利用網絡通信技術達到對物流信息系統的全方面把控。其中，電子數據交換(EDI)技術，可將整個物流的全過程利用計算機和互聯網信息技術來實施管理，不但可以有效降低勞動力的耗費、減少物流成本，同時還可以讓企業精確地預知商品的需求量，從而降低了人工對物流信息的統計，有效減少了人為失誤，真正緩解和了物流鏈中人員復雜、資源重疊的問題；在港口物流領域，射頻識別技術(RFID)和無線傳感器技術主要用于貨物的跟蹤、控制和監控，能及時獲取貨物的具體信息，不僅可以及時把信息反饋給中轉監管部門，還能夠切實降低物流環節中對人工的依賴。

3.4 加強專業人才培養

港口物流信息化的蓬勃發展，依靠專業人士作為支持。一方面，要做好人才引進，吸引大批廣西等地高校專業人才參與到港口物流管理信息化建設中，打造一支綜合能力強的港口物流信息管理和建設隊伍；另一方面，要對港區內部人員進行專業培訓，提高他們的信息化意識和技術水平，結合港口物流管理的實際情況，對港口物流信息化建設提出有針對性的意見。

4 結語

北部灣港要立足于新起點，積極把握物聯網技術進步和港口物流信息化蓬勃發展的機遇，積極謀求新舉措，努力譜寫高質量發展的新篇章，促進港口轉型升級和高質量發展，為把北部灣港建設成為國際智慧港作出更大貢獻[6]。