大數(shù)據(jù)在智慧港口中的應(yīng)用

邢振寰

（日照港集團(tuán)有限公司第三港務(wù)分公司，山東 日照 276826）

0 引 言

近年來，全球經(jīng)濟(jì)形勢緊張，復(fù)蘇緩慢，港口作為水陸交通的集結(jié)點和樞紐，運營成本呈上升趨勢。隨著現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)如云、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)外眾多港口在現(xiàn)代化、信息化建設(shè)進(jìn)程中不斷延伸，同時為了提升港口運營效率和服務(wù)質(zhì)量，大數(shù)據(jù)治港的概念應(yīng)運而生[1-2]。本文將從大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧港口中的應(yīng)用角度出發(fā)，探討目前智慧港口發(fā)展的趨勢。

1 港口數(shù)字化管理平臺

港口數(shù)字化管理平臺依托信息接入技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等基礎(chǔ)技術(shù)，為港口大數(shù)據(jù)搭建平臺基礎(chǔ)。港口數(shù)字化管理平臺通常采用多層體系結(jié)構(gòu)，可分為設(shè)備層、技術(shù)層、數(shù)據(jù)層、服務(wù)層和應(yīng)用層[3]，如圖1所示。

（1）設(shè)備層：作為物理基礎(chǔ)，設(shè)備層主要需要搭建服務(wù)器、專用網(wǎng)絡(luò)、存儲設(shè)備、信息采集設(shè)備、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理和系統(tǒng)管理應(yīng)用等。

圖1 港口數(shù)字化管理平臺總體架構(gòu)

（2）技術(shù)層：作為技術(shù)依賴，港口數(shù)字化管理平臺技術(shù)層需要綜合應(yīng)用多種技術(shù)，主要包括數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)技術(shù)、定位技術(shù)、集成技術(shù)和面向服務(wù)（SOA）技術(shù)等。

（3）數(shù)據(jù)層：主要完成港口數(shù)據(jù)采集、存儲、傳遞，實現(xiàn)港口數(shù)據(jù)庫的建設(shè)，主要包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用數(shù)據(jù)庫和視頻數(shù)據(jù)庫等。

（4）服務(wù)層：服務(wù)層包括數(shù)據(jù)可視化、安全提示、視頻監(jiān)控和定位等多種服務(wù)，提供一個通用接口供使用者訪問；使用者通過應(yīng)用層訪問，無需關(guān)心服務(wù)層內(nèi)部架構(gòu)，實現(xiàn)了應(yīng)用層的兼容性。

（5）應(yīng)用層：使用者直接訪問的部分，實現(xiàn)了港口管理中的各項功能要求，如港務(wù)查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計和事件分析等。在此基礎(chǔ)上，數(shù)字化管理港務(wù)為港口運行提供了決策依據(jù)。

2 港口大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)

港口大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)是港口數(shù)字化管理平臺的核心應(yīng)用。通過訪問數(shù)據(jù)庫信息，可分析處理港口數(shù)據(jù)，從而有效利用港口數(shù)字化管理平臺中的數(shù)據(jù)資源，為港口管理、生產(chǎn)提供決策信息[4]。

港口大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)主要具有四個功能：（1）數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)庫建立，實時采集港口日常生產(chǎn)產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)，按照港口調(diào)度需求，確定港口數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，將采集數(shù)據(jù)即時存儲到數(shù)據(jù)庫中；（2）可視化管理，建立符合港口管理需要的可視化管理模型，如泊位占比、物資流向、停靠時間、任務(wù)完成情況等，以可視化圖形方式展現(xiàn)數(shù)據(jù)；（3）數(shù)據(jù)分析模型建立，根據(jù)港口生產(chǎn)管理邏輯，確定數(shù)據(jù)分析模型，智能預(yù)測未來港口吞吐量、物流管理和流程管理等，動態(tài)監(jiān)管港口生產(chǎn)流程，提升港口日常運營效率；（4）智能決策預(yù)警，挖掘數(shù)據(jù)之間的內(nèi)在聯(lián)系，通過對異常數(shù)據(jù)分析如短期內(nèi)港口擁擠、泊位占比過高、安全事故等，智能分析原因，挖掘相關(guān)數(shù)據(jù)，并提示建立相關(guān)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系，實現(xiàn)安全管理、應(yīng)急預(yù)警等功能，提升港口服務(wù)質(zhì)量。

3 港口智能物流鏈

作為現(xiàn)代信息通信技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)被廣泛應(yīng)用在物流運輸、倉儲管理、遠(yuǎn)程采集監(jiān)測和遙感、城市水暖網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)控以及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)傳感等領(lǐng)域。港口大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)在實現(xiàn)港口物流鏈管理中引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以將港口大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)滲透于港口物流管理的各個環(huán)節(jié)，有效提升港口物流鏈的效率[5]。

港口物流供應(yīng)鏈的運輸環(huán)節(jié)主要由三部分組成：港外運輸、港內(nèi)運輸和海上運輸。傳統(tǒng)港口物流供應(yīng)鏈主要存在無法進(jìn)行及時的港外貨物運輸管理、港內(nèi)車輛運輸調(diào)度與信息服務(wù)效率較低、運輸銜接部分及通關(guān)作業(yè)效率較低等問題。將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于港外陸運運輸環(huán)節(jié)，需要給運輸車輛安裝衛(wèi)星定位（GPS、北斗等）裝置、RFID設(shè)備、無線通信工具以及必要的傳感器設(shè)備，即實現(xiàn)港口物聯(lián)網(wǎng)體系，將港口物流的各個要素和關(guān)節(jié)全部接入港口大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。它的主要工作原理為：在貨物分揀、裝運前貼上RFID電子標(biāo)簽，在每個流程執(zhí)行時通過讀寫器錄入物聯(lián)網(wǎng)信息管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對貨物的全周期跟蹤；根據(jù)運輸單據(jù)，利用導(dǎo)航技術(shù)，通過大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)合理制定運輸方案，通過定位技術(shù)臨時調(diào)整貨物運輸進(jìn)度和應(yīng)對各種突發(fā)情況?；谶@些物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持，整個運輸周期實現(xiàn)了對運輸車輛、人員以及貨物的智能管理。

4 結(jié) 論

通過港口數(shù)字化平臺的建設(shè)，形成了智慧港口的軟硬件基礎(chǔ)。在港口數(shù)據(jù)資源基礎(chǔ)上運用大數(shù)據(jù)服務(wù)，實現(xiàn)了港口運營決策支持。應(yīng)用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將港口中的工作人員、貨物、設(shè)備統(tǒng)一接入大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)管理，實現(xiàn)了物流鏈智能化，有效提升了港口的運行效率。智慧港口的探索目前還處于起步階段，隨著信息技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，可以預(yù)見未來港口必將更高效化和人性化。