智慧港口技術支持與研究

摘 要：智慧港口作為現(xiàn)代港口發(fā)展的前沿形態(tài)，是全面提升我國港口競爭力、實現(xiàn)我國港口轉型升級的重要途徑。智慧港口的發(fā)展離不開高新技術的支持，智慧港口是物聯(lián)網、云計算、移動互聯(lián)網、人工智能等高新技術與港口功能的完美融合。智慧港口的發(fā)展對國家可持續(xù)發(fā)展具有重要意義，是國家戰(zhàn)略的關鍵節(jié)點。

關鍵詞：智慧港口；主要技術；高新技術；國家戰(zhàn)略

隨著全球經濟發(fā)展格局的轉變，和國內外貿易環(huán)境的快速變化，我國港口面臨著激烈的競爭、全新的機遇和發(fā)展的挑戰(zhàn)，具有全面感知、智能決策和持續(xù)創(chuàng)新的智慧港口，已經成為我國港口現(xiàn)代化的發(fā)展趨勢。

在國家戰(zhàn)略層面，2014年習近平總書記提出了“一帶一路”和“長江經濟帶”兩大國家戰(zhàn)略，港口作為我國連接國內外貨運商貿、物流倉儲以及信息服務等環(huán)節(jié)的重要載體，是這兩大國家戰(zhàn)略的關鍵節(jié)點，這為我國智慧港口提供了歷史性的發(fā)展機遇；在行業(yè)政策層面，2014年全國交通運輸工作會議上指出，當前和今后一個時期要全面深化改革，集中力量加快推進綜合交通、智慧交通、綠色交通、平安交通“四個交通”的發(fā)展。港口作為重要的交通樞紐，大力發(fā)展智慧港口，成為“四個交通”建設的重要內容；在市場環(huán)境層面，隨著全球航運市場進入“船舶大型化”、“聯(lián)盟超級化”、“港口網絡軸輻化”以及“碼頭高等級化”的新常態(tài)，我國港口要想在激烈的市場競爭中贏得生存空間，推進智慧港口建設勢在必行。

一、智慧港口概述

智慧港口是以信息物理系統(tǒng)（Cyber-Physical Systems）為結構框架，在使用到高科技的創(chuàng)新應用后，將物流的供求方（甲方）和需求方（乙方）共同結合并形成的一體化網絡系統(tǒng)；加速信息處理的綜合能力同時對相關資源優(yōu)化配置；以高新技術為支撐點為現(xiàn)代化物流業(yè)提供安全高效優(yōu)質服務的新型港口。

智慧港口全面感知外部的環(huán)境，在需要的節(jié)點，時時感知貨物的狀態(tài)，為后續(xù)活動打下基礎。智能化的第一步就是感知能力，對外部進行響應、識別，同時將數(shù)據(jù)全面數(shù)字化，得以進行物聯(lián)網等數(shù)據(jù)的傳輸、利用。

在全面感知的前提下，構建知識庫、數(shù)據(jù)庫、模型庫、方法庫，系統(tǒng)可以通過已知的數(shù)據(jù)根據(jù)這些以往經驗，加以約束條件后，快速準確的得到決策目標，提高工作效率和準確率。同時在某些決策上，人工決策需要長時間的經驗積累才能達到一定的水平，并需要復雜的計算，而智能決策通過學習四大庫，僅需幾分鐘就能完成決策，且能保證高度的準確性。

港口相關方可以資源共享，全程參與貨物的運輸、貿易、交接、倉儲，資源得到優(yōu)化，信息無滯后，試試了解貨物的狀態(tài)，整個港口供應鏈在高度活躍的狀態(tài)下，高速運作。

通過港口相關方的廣泛參與和深入交互，港口管理者與智能信息系統(tǒng)的人機交互，智能信息系統(tǒng)的自主學習，使得港口具備持續(xù)創(chuàng)新和自我完善的功能，是智慧港口的核心。

二、主要技術支持

主要包含高新技術，相輔相成，互利互助，共同支撐智慧港口的快速發(fā)展。

1.物聯(lián)網技術

物聯(lián)網（Internet of Things），是將各類型的信息及傳感設備，例如RFID（遠程電子識別裝置）、紅外傳感器、GPS（全球定位系統(tǒng)）、bar-code（條形碼掃描器）等各種裝置與互聯(lián)網結合起來從而形成的一個巨大的網絡。

港口物聯(lián)網是建立在物聯(lián)網的基礎上依托港口、物流行業(yè)間物與物的傳感連接進而形成的網絡空間，港口物聯(lián)網在作用上能實現(xiàn)地方產業(yè)結構的變化與調整，以此同時為技術研發(fā)提供一個應用平臺，該平臺同時也對物流行業(yè)的規(guī)劃、管理與控制提供決策的輔助。港口物聯(lián)網為物流企業(yè)提供各種遠程監(jiān)控、信息管理以及物流服務，從而提升企業(yè)知名度，提高物流效率，降低運營成本，為區(qū)域化物流的發(fā)展提供支撐，以此同時，港口物聯(lián)網也為了解物流、應用物流提供一個相當實用的技術平臺。

2.云計算

云計算（Cloud Computing），是一種基于互聯(lián)網平臺下的應用與服務方式，通過這種方式，計算機資源與信息可以按需求提供給其他設備共享。使用不同的網絡終端，通過云計算可以共享到一樣的信息，由此加快信息的傳遞。

港口云計算中心后臺連接著政府監(jiān)管系統(tǒng)、物流倉儲系統(tǒng)、碼頭業(yè)務系統(tǒng)、集疏運一體化系統(tǒng)、船貨代系統(tǒng)等，資源有效共享，港口相關方可以同時快速地了解貨物的情況。

3.移動互聯(lián)網技術

移動互聯(lián)網（Mobile Internet，簡稱MI）是一種通過智能移動終端，采用移動無線通信方式獲取業(yè)務和服務的新興業(yè)態(tài)，包含終端、軟件和應用三個層面。

移動互聯(lián)網技術現(xiàn)在無處不在，使得所要求業(yè)務和服務的信息和狀態(tài)得到及時的響應，在智慧港口中，得益用移動互聯(lián)網技術，港口相關方可以實時監(jiān)控貨物地點及狀態(tài)，在相應節(jié)點做出快速反應，同時可有效防止貨物的丟失，降低損失。

4.大數(shù)據(jù)技術

大數(shù)據(jù)（Big data），也稱為巨量數(shù)據(jù)、大資料數(shù)據(jù)，是所涉及的數(shù)據(jù)量規(guī)模大到無法在相對時間內整理成為人類所能需要理解的信息。必須借助計算機對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、比對、解析方能得出客觀結果。

當今，并不缺乏數(shù)據(jù)，關鍵在于如何在海量的數(shù)據(jù)中合理找到有效的數(shù)據(jù)，并加以規(guī)劃計算，使其轉化為可以為我們所用的數(shù)據(jù)，這就是大數(shù)據(jù)的主要作用。如此海量的數(shù)據(jù)已經遠遠超出了人腦計算的能力，需要這些數(shù)據(jù)所表達的真正有價值的東西。通過計算機的設定，對數(shù)據(jù)偏好的提取，可定制出智慧港口中需要的大數(shù)據(jù)。打擊走私、檢驗檢疫、商務研判，通過大數(shù)據(jù)的分析預測，實現(xiàn)智能監(jiān)管和智能商務。海量數(shù)據(jù)中的細小差異、變化都可能暴露走私犯罪的蜘絲馬跡，其準確性和快速性成為海關提高效率的關鍵點。此外，大數(shù)據(jù)對未來的發(fā)展趨勢有一定的預測判斷。大數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)的挖掘幫助我們得到所需的信息。

5.人工智能技術

人工智能（Artificial Intelligence，簡稱AI）也稱為機器智能，是計算機科學的一個分支，主要研究應用人工方法和技術，模仿、延伸和擴展人的智能。機器智能應用領域廣泛，涉及復雜問題求解、專家系統(tǒng)更新、模式模塊識別、機器計算與分析等領域。

在智慧港口中，自動化設備的運動，場地的調動等等，大量的活動操作需要經驗和知識的積累，機器可以學習快速掌握這些經驗和知識，并進行延伸，自我學習，自我改進，準確快速地完成港口智能計劃與調度，計算出最合理的船舶在港時間、最恰當?shù)膱鰞确?、和最小化的運輸成本，服務質量和工作效率得到提高。這直接關系到港口的競爭力，吸引更多的船舶來港?？浚岣吒劭诘臓I收。

6.系統(tǒng)仿真技術

系統(tǒng)仿真是一門研究系統(tǒng)建模與仿真理論、方法、技術及應用的綜合性科學技術。

在港口投資建設初期，系統(tǒng)仿真技術可以模擬港口的建設，對港口未來的需求做預測，模擬港口運行的狀態(tài)，了解港口設置的合理性，有效地降低港口的建設成本及建設周期。

另外系統(tǒng)仿真技術，可以模擬碼頭裝卸過程，根據(jù)數(shù)據(jù)的設定，通過這個預演系統(tǒng)，找出可能存在的瓶頸，進行改良提高。

系統(tǒng)仿真技術在智慧港口中，可以對實際即將發(fā)生的操作，進行模擬，驗證是否能夠達到預期的效果，并且改善能力過?；蚰芰Σ蛔愕那闆r，提高實際的生產效率和整體的服務水平。

三、未來發(fā)展趨勢

港口是對外貿易的門戶，法國前總統(tǒng)薩科奇曾提出的《大巴黎計劃》，其中指出衡量一個城市的發(fā)達與否就看是否有與之相連接的港口，港口的發(fā)展決定了一個城市的發(fā)展前景。智慧港口是智慧交通和智慧城市重要組成部分，智慧港口是港口未來發(fā)展的主要方向。

我國正在大力建設“一帶一路”，智慧港口是國家發(fā)展戰(zhàn)略的重要節(jié)點，建設好新型的現(xiàn)代化港口，才能推動國家戰(zhàn)略的前進。港口作為一個重要樞紐連接國內與海外的貨運商貿、物流倉儲設備以及各項物流信息服務等的載體，將成為“一帶一路”戰(zhàn)略的重要環(huán)節(jié)，迎來重大發(fā)展機遇。同時對港口的信息監(jiān)控與監(jiān)管、物流對接、港務操作、安全應急隱患等及時應變能力也提出來更高要求。所以港口應向創(chuàng)新化、智慧化、科技化轉變的改革。

智慧港口是智慧技術在港口領域的深度應用，是港口發(fā)展的高級階段。對于我國港口而言，通過打造智慧港口，優(yōu)化提升港口的基礎設施和管理模式，實現(xiàn)港口功能創(chuàng)新、技術創(chuàng)新和服務創(chuàng)新，已經成為我國港口提高國際競爭力，完成轉型升級的重要途徑。通過對智慧港口體系結構以及關鍵技術的研究，使我國港口的服務質量和服務效率日益提升，國際競爭力不斷加強，隨著關鍵高新技術的不斷改進，智慧港口仍有很大的發(fā)展提升空間。

參考文獻：

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作者簡介：車駿（1987.02- ），男，漢族，湖北武漢人，碩士研究生學歷，武漢工商學院教師，研究方向：物流管理