郭溪
摘? ?要:港口是重要的交通運(yùn)輸樞紐,在推進(jìn)貿(mào)易流通和地區(qū)發(fā)展等方面具有重要作用。港口的信息化建設(shè)與發(fā)展可以解決港口作業(yè)環(huán)境惡劣、勞動(dòng)力短缺等問題,有效提高工作效率,降低運(yùn)營(yíng)成本,是港口發(fā)展的必然趨勢(shì)。基于此,分析我國(guó)港口信息化的建設(shè)現(xiàn)狀,探討港口信息化建設(shè)面臨的問題與挑戰(zhàn),提出港口信息化發(fā)展的建議,以期助力港口的數(shù)字化、智慧化轉(zhuǎn)型升級(jí)。
關(guān)鍵詞:港口;信息化建設(shè);問題;發(fā)展建議
中圖分類號(hào):F49? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A? ? ? 文章編號(hào):1673-291X(2023)07-0072-03
港口是一個(gè)城市的綜合交通運(yùn)輸樞紐,也是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的戰(zhàn)略資源和重要支撐。交通運(yùn)輸部發(fā)布的《2020年年交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》顯示,截至2020年年末,全國(guó)港口完成旅客吞吐量4 418.8萬(wàn)人,其中內(nèi)河港口完成74.6萬(wàn)人,沿海港口完成4 344.2萬(wàn)人。全國(guó)港口完成貨物吞吐量145.50億噸,比上年增長(zhǎng)4.3%。其中,內(nèi)河港口完成50.70億噸,增長(zhǎng)6.4%;沿海港口完成94.80億噸,增長(zhǎng)3.2%。完成集裝箱鐵水聯(lián)運(yùn)量687萬(wàn)TEU,增長(zhǎng)29.6%。目前我國(guó)已建成世界級(jí)港口群,港口規(guī)模穩(wěn)居世界第一。航運(yùn)競(jìng)爭(zhēng)力、科技創(chuàng)新水平、國(guó)際影響力等方面均已位居世界前列。2020年,全球港口貨物吞吐量和集裝箱吞吐量排名前10名的港口中,中國(guó)港口分別占8席、7席。在新冠肺炎疫情期間,我國(guó)主要港口始終保持正常、高效運(yùn)轉(zhuǎn),遠(yuǎn)洋貨輪晝夜穿梭,全力保障了全球產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈穩(wěn)定。
一、港口信息化建設(shè)現(xiàn)狀
港口運(yùn)營(yíng)面臨工作環(huán)境惡劣、人工成本高、勞動(dòng)力短缺等難題,降本增效進(jìn)行港口信息化建設(shè)成為港口運(yùn)營(yíng)者共同的追求。同時(shí)隨著5G、人工智能、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)的不斷發(fā)展與廣泛應(yīng)用,越來(lái)越多的港口采用數(shù)字技術(shù),提高港口的信息化、智慧化水平,以此提高港口的生產(chǎn)效率和效益,并確保競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
(一)自動(dòng)化碼頭初顯規(guī)模
我國(guó)自2012年開始探索建設(shè)自動(dòng)化碼頭,經(jīng)過多年的研究、試驗(yàn)、試運(yùn)營(yíng),目前已在多地港口實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化運(yùn)營(yíng)。
廈門港口采用我國(guó)自主研發(fā)的遠(yuǎn)海全自動(dòng)化碼頭系統(tǒng),其技術(shù)在全球港口中處于領(lǐng)先地位。自2016年3月正式運(yùn)營(yíng)以來(lái),實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定安全運(yùn)行,其工作效率和經(jīng)濟(jì)效益得到極大的提升。
青島港建設(shè)完成全自動(dòng)化集裝箱碼頭,通過運(yùn)用全球領(lǐng)先的智能生產(chǎn)控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)流程化、現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人化、操作自動(dòng)化、決策智能化。橋吊單機(jī)作業(yè)效率最高超過47.6自然箱/小時(shí),連續(xù)六次刷新了橋吊單機(jī)效率世界紀(jì)錄。
天津港傳統(tǒng)集裝箱碼頭全流程自動(dòng)化升級(jí)改造也已經(jīng)取得重要進(jìn)展。該碼頭集成多種技術(shù),實(shí)現(xiàn)了無(wú)人自動(dòng)化集裝箱場(chǎng)橋、無(wú)人駕駛電動(dòng)集裝箱卡車、無(wú)人智能解鎖站和無(wú)人集裝箱岸橋規(guī)?;山M應(yīng)用,目前已啟動(dòng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試。
目前全球規(guī)模最大、自動(dòng)化程度最高的是上海洋山港四期自動(dòng)化碼頭。其采用了技術(shù)最先進(jìn)的設(shè)備和系統(tǒng),并使用自動(dòng)化引導(dǎo)運(yùn)輸車運(yùn)輸集裝箱,可實(shí)現(xiàn)特定場(chǎng)景下集卡的L4級(jí)自動(dòng)駕駛、厘米級(jí)定位、精確停車以及東海大橋隊(duì)列行駛,提升通行效率。
(二)5G應(yīng)用加速落地推廣
隨著5G的大規(guī)模商用,5G在港口信息化的應(yīng)用得到加速推廣。以往港口的通信網(wǎng)絡(luò)以4G、光纖和Wi-Fi為主,存在建設(shè)困難、運(yùn)維成本高、穩(wěn)定性差等問題,無(wú)法解決港口的核心痛點(diǎn)。5G具有高帶寬、低時(shí)延、廣連接等特性,能夠滿足港口信息化、智能化需求,助力港口數(shù)字化、智慧化轉(zhuǎn)型升級(jí)。
1.龍門吊遠(yuǎn)程控制。龍門吊司機(jī)是一種特殊工種,需要在30米高的司機(jī)室操作,不僅存在明顯的安全隱患,而且工作效率較低。經(jīng)過信息化改造之后,司機(jī)只需要在中控室,通過前端傳回的多路實(shí)時(shí)視頻進(jìn)行相應(yīng)操作,即可完成龍門吊精準(zhǔn)移動(dòng)、抓舉等動(dòng)作。龍門吊實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制后,可大幅降低人力成本,同時(shí)改善工作環(huán)境,提升作業(yè)安全性。龍門吊的遠(yuǎn)程控制需要回傳多路視頻的高清圖像,對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬要求較高,同時(shí)對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延要求在毫秒級(jí)以內(nèi)。隨著5G的大范圍商用,其大帶寬、低時(shí)延的特性可滿足龍門吊遠(yuǎn)程控制場(chǎng)景中對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的需求,這將有利于降低龍門吊遠(yuǎn)程控制改造成本和改造門檻。
2.橋吊遠(yuǎn)程控制。橋吊高度一般約60—70米,其信息化改造與龍門吊相似,主要分為遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控兩類。不同的是,單個(gè)橋吊同時(shí)回傳的監(jiān)控?cái)?shù)量以及因此產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)帶寬需求是龍門吊的數(shù)倍,同時(shí)橋吊在港口的部署更加密集。除此之外,橋吊的垂直、水平移動(dòng)速度都高于龍門吊,需要更低的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。因此,要實(shí)現(xiàn)橋吊的信息化改造,對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋、帶寬、時(shí)延提出了更高的要求。
3.智能理貨?;?G的智能理貨可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的理清箱數(shù)、核準(zhǔn)箱號(hào)、檢驗(yàn)殘損、封裝等工作,并依據(jù)理貨結(jié)果,辦理交接、簽證手續(xù)。高清圖像結(jié)合基于AI的機(jī)器視覺,可以對(duì)破損箱號(hào)實(shí)現(xiàn)95%以上的識(shí)別率?;?G專網(wǎng)回傳的智能理貨實(shí)時(shí)高清視頻,可以通過智能理貨系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)作業(yè)數(shù)據(jù)交互共享,滿足海關(guān)24小時(shí)便捷通關(guān)監(jiān)管要求,有效減少現(xiàn)場(chǎng)人機(jī)交叉作業(yè)帶來(lái)的安全隱患[1]。
4.智慧閘口。智慧閘口系統(tǒng)通過與TOS等系統(tǒng)的對(duì)接,實(shí)現(xiàn)對(duì)集裝箱貨車通道的自動(dòng)化管理,通過對(duì)集卡車進(jìn)行箱號(hào)識(shí)別、車牌識(shí)別、重量采集、箱體驗(yàn)殘、自動(dòng)放行控制等工作,完成閘口數(shù)據(jù)的快速驗(yàn)證,大幅提高通閘效率,減少運(yùn)輸車輛作業(yè)時(shí)長(zhǎng),提升口岸通關(guān)效率,同時(shí)實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守,降低運(yùn)營(yíng)成本。
5.IGV集卡控制與無(wú)人駕駛。IGV(Intelligent Guided Vehicle),智慧型導(dǎo)引運(yùn)輸車,與傳統(tǒng)的AGV相比,不僅讓搬運(yùn)車自動(dòng)駕駛,還要讓車輛能夠像人一樣完成搬運(yùn)工作。無(wú)人駕駛?cè)诤狭?G、V2X、人工智能等先進(jìn)技術(shù),賦能港口運(yùn)輸車輛,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛、厘米級(jí)定位、精準(zhǔn)停車、與自動(dòng)化港機(jī)設(shè)備的交互以及隊(duì)列行駛等。同時(shí),IGV集卡也具備遠(yuǎn)程控制能力,操作人員可通過攝像頭實(shí)時(shí)查看路況和運(yùn)行狀況,若自動(dòng)駕駛集卡出現(xiàn)故障,可在線進(jìn)行故障判斷,并遠(yuǎn)程操作IGV集卡退出故障路段[2]。
6.視頻監(jiān)控與AI識(shí)別。視頻監(jiān)控在港口的主要應(yīng)用場(chǎng)景:吊車攝像頭對(duì)集裝箱編碼的智能識(shí)別,按照晝夜生產(chǎn)方案進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤和信息傳輸[3];安全防護(hù):對(duì)司機(jī)工作狀態(tài)、肢體語(yǔ)言或面部表情進(jìn)行智能分析,對(duì)疲勞駕駛、瞌睡等危險(xiǎn)狀況發(fā)出預(yù)警;運(yùn)營(yíng)管理:人臉識(shí)別、車輛識(shí)別、貨物識(shí)別管理;智能巡檢:利用機(jī)器人、無(wú)人機(jī)等無(wú)人設(shè)施進(jìn)行快速智能巡檢。
5G網(wǎng)絡(luò)具備大帶寬、低時(shí)延、廣連接的能力,可有效支持多路高清視頻和前端物聯(lián)感知設(shè)施信息的回傳,同時(shí)結(jié)合邊緣計(jì)算和人工智能,可幫助港口設(shè)備和生產(chǎn)系統(tǒng)同步協(xié)調(diào),提高港口的工作效率和智慧化水平。
(三)追求綠色運(yùn)營(yíng)管理理念
隨著港口業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)量的不斷增加,以及港口數(shù)據(jù)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,港口信息化發(fā)展運(yùn)營(yíng)過程中需要統(tǒng)籌協(xié)調(diào)的各項(xiàng)資源越來(lái)越多。目前已有很多企業(yè)認(rèn)識(shí)到綠色運(yùn)營(yíng)管理理念的重要性。這是一種堅(jiān)持?jǐn)?shù)字化、智慧化、綠色可持續(xù)的發(fā)展理念,通過應(yīng)用人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù),對(duì)數(shù)據(jù)、終端、系統(tǒng)等各項(xiàng)資源進(jìn)行深入整合。這不僅可以提升信息化資源的挖掘、利用效率,促進(jìn)資源的合理配置,同時(shí)很大程度上降低了港口在信息化建設(shè)過程中需要支出的費(fèi)用,這對(duì)港口信息化的持續(xù)發(fā)展和運(yùn)營(yíng)具有重要意義。
同時(shí),隨著我國(guó)港口信息化建設(shè)程度的不斷加深,越來(lái)越多的港口企業(yè)認(rèn)識(shí)到港口轉(zhuǎn)型升級(jí)的必要性,港口信息化建設(shè)日益得到重視,在生產(chǎn)設(shè)備和信息通信網(wǎng)絡(luò)等方面的資金投入力度不斷加大,使得硬件設(shè)備的更新?lián)Q代和軟件系統(tǒng)的升級(jí)改造得到足夠的資金保障。除此之外,港口從業(yè)人員的技術(shù)水平、專業(yè)資質(zhì)以及操作能力不斷提高,為我國(guó)港口信息化的快速發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的人力資源基礎(chǔ)。
二、港口信息化建設(shè)面臨的問題與挑戰(zhàn)
(一)港口信息基礎(chǔ)設(shè)施相對(duì)薄弱
從我國(guó)港口的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看,主要是缺少雄厚的信息基礎(chǔ)設(shè)施和專業(yè)化設(shè)備。信息基礎(chǔ)設(shè)施是港口信息化發(fā)展的數(shù)字底座和重要支撐,薄弱的信息基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)能級(jí)無(wú)法支撐信息化應(yīng)用和業(yè)務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)作。雖然上海、青島、深圳等國(guó)內(nèi)先進(jìn)港口的綜合水平在國(guó)內(nèi)已經(jīng)處于“領(lǐng)頭羊”地位,但相對(duì)于鹿特丹港口、新加坡港口等世界先進(jìn)水平的港口,在信息基礎(chǔ)設(shè)施方面仍然存在一定差距。
(二)信息化應(yīng)用和協(xié)同不足
港口產(chǎn)業(yè)鏈的信息化應(yīng)用和協(xié)同不足。港口行業(yè)是由多方業(yè)務(wù)主體共同參與的龐大產(chǎn)業(yè),要實(shí)現(xiàn)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的信息化應(yīng)用和協(xié)同,需要在各方主體之間實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的鏈?zhǔn)綌?shù)字化協(xié)同。但是,目前業(yè)務(wù)鏈上下游復(fù)雜的角色業(yè)務(wù)協(xié)同之間數(shù)字化水平較低,數(shù)據(jù)共享困難,溝通成本較高,在不同業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)之間仍存在信息孤島,對(duì)內(nèi)部協(xié)同造成一定困難。
(三)存在重設(shè)備、輕信息化應(yīng)用現(xiàn)象
港口作業(yè)需要龍門吊、起重機(jī)、牽引機(jī)、集卡車等重型設(shè)備,傳統(tǒng)的自動(dòng)化碼頭改造升級(jí)只關(guān)注于大型設(shè)備的升級(jí)換代,但是,設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)與業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)之間缺乏深度融合,造成各系統(tǒng)的發(fā)展水平參差不一。先進(jìn)的硬件設(shè)備、滯后的管理體系與管理信息系統(tǒng)之間無(wú)法有效融合,嚴(yán)重制約了智慧港口的整體建設(shè),效率和效益無(wú)法有效達(dá)成。
三、港口信息化發(fā)展建議
(一)加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)
港口通常占地面積比較大,并分為陸域與水域,又有眾多企業(yè)與部門參與其中,需要進(jìn)行穩(wěn)定可靠的信息溝通與數(shù)據(jù)交換,因此首先需要加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),為港口實(shí)現(xiàn)信息化提供基礎(chǔ)支撐。
大力推進(jìn)5G、衛(wèi)星通信、北斗等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),持續(xù)提升港口的信息基礎(chǔ)設(shè)施綜合服務(wù)能力。推廣使用云服務(wù)架構(gòu),同時(shí)將邊緣計(jì)算與5G網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合,提升港口作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的智慧化、自動(dòng)化程度。
打造港口統(tǒng)一數(shù)據(jù)中心,匯聚多個(gè)系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù),通過標(biāo)準(zhǔn)化、清洗和脫敏,在數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)形成標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)。并結(jié)合業(yè)務(wù)需求,將數(shù)據(jù)打上標(biāo)簽、建立業(yè)務(wù)模型,在數(shù)據(jù)集市中應(yīng)用于主體分析和數(shù)據(jù)挖掘。
數(shù)字化管理平臺(tái)建設(shè)方面,以數(shù)字化、可視化、智能化理念為目標(biāo),構(gòu)建港口數(shù)字孿生平臺(tái),通過直觀、動(dòng)態(tài)的形式展現(xiàn)港口各類建筑及設(shè)備的空間分布、運(yùn)行狀況以及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)對(duì)港口從宏觀到微觀的全方位展示和管理。
(二)盤活港口大數(shù)據(jù)
港口及上下游時(shí)刻在制造海量數(shù)據(jù),要實(shí)現(xiàn)港口信息化、無(wú)人化運(yùn)作,需要做好數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理以及應(yīng)用。充分運(yùn)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等信息技術(shù)完成港口產(chǎn)業(yè)鏈中各類數(shù)據(jù)的整理工作,構(gòu)建港口數(shù)據(jù)體系,充分發(fā)揮港口積聚數(shù)據(jù)要素的作用,為實(shí)現(xiàn)港口的信息化建設(shè)發(fā)展提供高品質(zhì)的信息、金融等增值服務(wù)。
通過盤活港口大數(shù)據(jù),進(jìn)一步整合一系列獨(dú)立分散的信息系統(tǒng),打破數(shù)據(jù)孤島,真正實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的挖掘和分享,引導(dǎo)企業(yè)由生產(chǎn)型向服務(wù)型轉(zhuǎn)變,全面提升港口的服務(wù)水平和工作效率,建設(shè)真正意義上的“智慧港口”[4]。
(三)加強(qiáng)生態(tài)合作
圍繞港口信息化產(chǎn)業(yè)鏈,加強(qiáng)港口生態(tài)建設(shè),聚集產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴,推動(dòng)商業(yè)模式創(chuàng)新和跨平臺(tái)合作。港口企業(yè)擁有豐富的客戶資源、行業(yè)核心數(shù)據(jù)等;IT廠商、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、云服務(wù)商具備信息化建設(shè)經(jīng)驗(yàn);運(yùn)營(yíng)商的優(yōu)勢(shì)在于云網(wǎng)資源;高校院校具備基礎(chǔ)研究和支撐技術(shù)研發(fā)力量。除此之外,港口參與方還包括相關(guān)協(xié)會(huì)聯(lián)盟、咨詢服務(wù)機(jī)構(gòu)等單位和組織。各類企業(yè)可以共同參與港口信息化的建設(shè)與運(yùn)營(yíng),倡導(dǎo)共同發(fā)展,促進(jìn)互利共贏[5]。
通過擴(kuò)大港口行業(yè)生態(tài)圈,不斷擴(kuò)大合作的內(nèi)容和范圍,合作的機(jī)制與形式也將更加多樣化,互聯(lián)互通將得到進(jìn)一步落實(shí),這對(duì)提升港口的綜合功能具有經(jīng)濟(jì)意義和戰(zhàn)略價(jià)值。
總之,港口是重要的交通運(yùn)輸樞紐,在推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、促進(jìn)國(guó)際貿(mào)易流通中起著重要作用,通過信息化建設(shè)可以大幅度提高港口的工作效率。未來(lái),港口將繼續(xù)朝著港口調(diào)度智能化、設(shè)備操作自動(dòng)化、信息數(shù)據(jù)可視化發(fā)展,實(shí)現(xiàn)真正意義上的智慧港口。
參考文獻(xiàn):
[1]? ?方琰崴.5G智慧港口行業(yè)應(yīng)用解決方案[J].郵電設(shè)計(jì)技術(shù),2020,(7):12-16.
[2]? ?汪沛,尹鵬,段永偉.5G通信技術(shù)在智慧港口中的創(chuàng)新應(yīng)用[J].港口科技,2020,15-20.
[3]? ?龍丹.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在港口信息化建設(shè)中的應(yīng)用研究[J].物流工程與管理,2019,41(5):84-86.
[4]? ?吳新田.港口信息化發(fā)展及建設(shè)策略研究[J].船舶物資與市場(chǎng),2020,(7):71-72.
[5]? ?張芷凡.南海港口區(qū)域合作機(jī)制的構(gòu)建與完善——以“海洋命運(yùn)共同體”為視角[J].海南大學(xué)學(xué)報(bào):人文社會(huì)科學(xué)版,2020,38(4):28-36.
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