智能港口發(fā)展展望

馮慧，于巧嬋，李亞斌，楊斌，王帥偉

（1.交通運輸部水運科學研究院，北京 100088；2.山東省港口集團科技信息部，山東 青島 266000）

1 引言

中國已步入經濟增長新常態(tài)，正處在積極推進中國傳統產業(yè)轉型升級、全力推動供應側結構化變革的關鍵時期，但當前港口通過建設投入、通過產能升級等方式獲得利潤，持續(xù)增長的空間仍非常有限。同時沿海部分地區(qū)出現了港口的盲目建造問題，造成了海港結構趨同、產能過剩，同質化競爭將加劇，中國傳統港口通過大量建造促進吞吐量提高的經濟增長方式也將難以為繼。所以，走科學的發(fā)展路線，在已有現代化發(fā)展成效的基礎上，借助智能港口工程來整體提高中國港航運輸業(yè)務的供應品質、供應鏈效益，進一步增強自身品牌效應和核心競爭力，是中國港口的長期戰(zhàn)略目標，也是中國港口追趕全球先進水平、向世界先進港口強國發(fā)展的必然需要。

2 國內智能港口發(fā)展背景

2021年全球前10 大貨物吞吐量港口排名中，中國獨占8 席。全球前50 港口排名中，僅是中國的港口就獨占了28 個席位，在前25 的排名中，中國港口就占據了20 個席位。而世界排名前五的五大港口全部都被我國的大港所占領，寧波舟山港口也變成了當之無愧的全球第一大港，在2021年共計完成了12.2405 億噸的吞吐量，也成功躍居全球唯一一座十億噸級的港口。次之，上海港排名第二，唐山港排名第三，而青島港和廣州港則分別排名第四和第五。蘇州港、日照港、天津港分別位居第七、第九和第十位。2021年，全國港口完成貨物吞吐量155.5 億噸，同比增長了6.8%，完成港口集裝箱吞吐量2.8 億標準集裝箱，同比增長了7%。其中，我國港口外貿貨物的吞吐量大約47 億噸，同比增長了4.5%。港口外貿集裝箱吞吐量大約是1.6 億標準集裝箱，同比增長了7.5%。

當前港口自動化已經是必然趨勢，隨著相關科技的進一步創(chuàng)新和完善，智能港發(fā)展方興未艾。中國智能化港口建造能力居于全球首位、智能化港口已具相當規(guī)模、技術裝備研究已實現突破。

3 智能港口產業(yè)發(fā)展現狀分析

3.1 智能港口產業(yè)環(huán)境分析

在經濟國際化帶動下，港口作為與全球聯系的關鍵環(huán)節(jié)，隨著港口信息化水平的不斷提高，發(fā)展我國智能港口行業(yè)是必然趨勢。目前國際的經貿形勢呈現出一種大變局，世界經貿增長顯著放緩。全球供應鏈面臨重構。我國大力發(fā)展實體經濟，目前國內經濟繼續(xù)保持中高速增長。港口物流業(yè)是我國的主要貨運集散地，也是實體企業(yè)的代表。我國大力推動城市經濟建設?？诎督ㄔO對于為城市吸引外資，促進就業(yè)提高政府財政稅收，以及提高居民收入都具有很大意義。

客戶對全程物流的服務要求提高，讓港口升級提效的需求越來越迫切，促進港口技術創(chuàng)新是必然趨勢。港口的業(yè)務能力將不再僅限于港口經營能力，未來的智能港將以客戶為業(yè)務核心，而智能港建設的基本理念就是要持續(xù)推進理念技術創(chuàng)新、服務水平技術創(chuàng)新、模式技術創(chuàng)新，更快地把新信息技術與傳統港口領域有效的結合,積極探索開拓港航金融、大數據服務等新領域。

保護海洋環(huán)境，降低環(huán)境污染也是經濟社會發(fā)展的必然需要，堅持環(huán)境保護優(yōu)先、自我修復為主，優(yōu)化港口交通運輸設施的格局，打造“綠色、環(huán)保、高效”的智能港口，有利于保護環(huán)境，實現可持續(xù)發(fā)展。

3.2 智能港口技術與產業(yè)化發(fā)展模式

3.2.1 基礎設施智能化

在智能港的基礎設施發(fā)展過程中，信息化、智能碼頭成為了其發(fā)展的核心。未來的智能化港口，在管理的智能化、企業(yè)組織的智能化、內外協調的一體化管理等領域將更加廣泛。建設智能港灣、推動智能港灣管理，將形成港灣資源配置智能化、港灣管理智能化、企業(yè)組織智能化、物流經營智能化、港產城一體化的管理格局，建立可持續(xù)、協調發(fā)展的港灣管理生態(tài)圈，已成為中國所有港灣公司的共同戰(zhàn)略重點和戰(zhàn)略目標。

3.2.2 港口數據融合化

在信息互通資源共享方面，上海市港口公司也開始大力推進口岸管理統一云數據中心平臺建設和服務單證數字化工程,以規(guī)范企業(yè)內部、上下游業(yè)務數據流動。例如上海市港實施的產品銜接單（EIR）和提貨單（EDO）數字化，大大提高了服務單證流動速度；天津港也已經完成了十八種重要業(yè)務單證的無紙化；而山東口岸青島港也已經實現了二十種海港作業(yè)的重要業(yè)務單證無紙化。

3.2.3 運營管理智能化

在經營管理領域，比如單一環(huán)節(jié)的智能管理模式，就是通過建立經營中單一環(huán)節(jié)的智能管理與運營模式，達到服務在線化、運營智能化、服務產品化、過程科學計算與可視化，比如港區(qū)電子圍欄管理系統、集裝箱自動道橋、全軌道電子集車、設備檢測管理系統等；多環(huán)節(jié)綜合智能管理/信息系統，聯結了多種關聯環(huán)節(jié)的綜合智能管理和運營系統，例如全智能化碼頭管理的Terminal View 3D 碼頭現場的管理、衛(wèi)星(北斗)定位系統完成所有模塊(包含岸橋、軌道橋、拖車)的三維數字全景展示、船舶ERP 系統、港口智能調度系統、船岸一體通信系統等。港口的經營管理工作部門主要負責經營管理工作和投資決策，包含了港口的物流管理工作、物流管理、安全、港口的國際市場管理工作和客戶服務信息管理等工作，此外還有財務核算管理工作以及自動化的辦公管理系統等。完成了考勤管理系統、安全管理系統之間的銜接，并利用電子標簽、攝像頭等裝置為管理系統提取了基本數據，同時利用了人臉識別、軌跡追蹤與智能分類、視頻移動與檢測等技術手段，為安全管理系統提供了更加高效的保證。

3.2.4 貿易物流高效化

在港口外貿運輸鏈中，智能港口已達到系統化、整體化的程度。上海港建立的江海聯運服務協作平臺，將實現江海聯運裝卸作業(yè)協同管理和海關服務的協作。大連港區(qū)利用多式共同的業(yè)務信息優(yōu)勢，建立了綜合集疏運網絡。

3.2.5 創(chuàng)新共享生態(tài)化

隨著世界上環(huán)保問題的日益突出和貿易國際化的進程，環(huán)境問題越來越影響著世界經濟發(fā)展和貿易的進程，港口環(huán)境與資源節(jié)約已成為港口的重要無形資產，并成為港口企業(yè)參加國際市場競爭的主要前提，也成為中國港口文明建設的重大課題。

3.3 智能港口產業(yè)鏈發(fā)展現狀

智能港產業(yè)鏈的三條業(yè)務層級是基礎設施管理層、運行管理層、市場業(yè)務管理層。上游層次的基礎設施管理層涉及智能港基礎設施的建立、運營和管理；上游的市場運營業(yè)務層次，主要是集裝箱、干散貨、液體化學品、客運業(yè)務的運營等；而下游的市場業(yè)務層次，包含著多個不同類別的小分子行業(yè)。而港口價值鏈則是以上游港口行業(yè)集群為基礎，以貨源供應者市場為上游，以產品服務市場為下游的價值鏈構建模型。

中國港口機械工業(yè)發(fā)展的重要特征是，中國港口機械工業(yè)從單零件生產、整機制作，到整機運輸、裝配調試，已建立了比較完善的產業(yè)鏈條。除個別的新機型以外，其余每個型號均有若干家或者十家以上生產公司，主要集中在基礎設施層而言的港機設備市場以及自動控制系統產業(yè)，已建立了較完善的產品質量保證體系和有序的市場競爭格局。中國港口機械設備的崛起，離不開三一重工、徐工集團等工程機械企業(yè)巨頭的努力。振華港的集裝箱機械產品銷售已遍及全世界一百零四個國家和地區(qū)的約三百個碼頭，港機市場占有率已持續(xù)了二十年在全球第一位，全球港機市場占比超80%。三一重工的港口機械業(yè)務領域在國內市場占有率已超過50%。徐工港機有限公司的銷售業(yè)務網絡覆蓋全球，產品遠銷亞太、中東、歐美等發(fā)達國家和地區(qū)，港機產品國內外市場占有率連年攀升。華東集團在智能港口、智慧航空IT 業(yè)務等市場上占據了龍頭地位，形成了以智能港口為指導思想的信息化框架。

4 國內智能港口技術與產業(yè)化需求

4.1 市場需求分析

中國港口總體上仍處在建造型和資源投入型的發(fā)展階段，主要表現為:

（1）正處在全方位推動傳統工業(yè)改造與提升、全力推動供應側結構化改造的關鍵，但仍然面臨著軟實力不夠、創(chuàng)新能力較差、與沿海地區(qū)內陸銜接性不足、與港城互動差、港口模式單一等的困難，必須通過智能港建設來整體提高港口綜合業(yè)務的供應效率、提供服務質量，以增強自身核心競爭力。

（2）全國海港格局初步已建立以主樞紐港為核心、區(qū)域性大中型海港為補充、中小型海港為輔助、層次分明的框架。環(huán)渤海、長三角以及珠三角等區(qū)域的主要海港已開始逐步啟動智能港口的建設，武漢港、成都港等中部沿江海港也已開始推行智能規(guī)劃；廈門遠海、青島前灣、上洋山等三座集裝箱港口也已完成了全部的智能化施工。

（3）“一帶一路”帶動下多個口岸的信息化、智能管理水平，以沿線區(qū)域發(fā)展為前沿，以內陸中心經濟區(qū)發(fā)展為腹地，以東部沿海新發(fā)展區(qū)域為導向，進一步強化東中西交流協作，形成全國的物流配送與供應鏈服務體系，建立基于信息驅動技術的口岸物聯網大數據平臺，實現開放、快捷的國際物流供應鏈信息整合平臺。

4.2 國家需求分析

我國已是世界級港口大國，港口發(fā)展成就斐然，對國家經濟發(fā)展起到了至關重要的作用。然而，我國港口在某些方面的發(fā)展與世界先進水平還存在一定差距，如港口的服務質量、綠色環(huán)保、智能化平臺應用等方面。因此，早在2014年6月，交通運輸部就發(fā)布了《關于推進港口轉型升級的指導意見》，明確要拓展服務功能，發(fā)展現代港口業(yè)；完善港口運輸系統，推進綜合交通樞紐建設；科學配置港口資源，引導港口集約發(fā)展；加強技術和管理創(chuàng)新，推動港口綠色發(fā)展；加強港口安全管理，深化港口平安建設；提升港口信息化水平，促進港口服務高效便捷。

雙循環(huán)的新格局下，船舶逐漸向專業(yè)化、大型化及集裝箱深水化發(fā)展，傳統的作業(yè)模式已不能滿足現代需要，港口亟待轉型升級，港口公司經營將不再限制于服務船舶公司、貨代企業(yè)和單一業(yè)務。價值鏈的不斷豐富將促使港口供應鏈整體業(yè)務更加多元化，將推動港口企業(yè)對物流供應商實施更加精細化、柔性化和敏捷化的管理模式。港口求得發(fā)展，必然是著眼于內部大循環(huán)，先謀篇內部的供應市場良性循環(huán)，并充分把握利用國家政策的發(fā)展機會。

4.3 研發(fā)需求分析

智能港注重的是整個流程的技術創(chuàng)新，涵蓋港口制造、經營和管理的多方面，注重技術和港口經營管理模式創(chuàng)新的深度結合。促進港航和其他運輸領域的數據整合與資源共享，完善物流鏈的管理，提升物流服務質量。提升港航經營與管理能力，實現遠程調度、數據智能化收集、儲存與處理、完善港航的過程與產品管理，實現真正的船岸一體化的智能港口。研發(fā)需求將向以下三個方向發(fā)展：

（1）全面感知：針對生產作業(yè)過程要求，運用物聯網和邊緣智能等現代信息技術，全方位了解、掌握各生產環(huán)節(jié)和各類作業(yè)對象的定位信息、生產態(tài)勢信息等，將現場信息全部數字化。

（2）自主裝卸：在智能決策的基礎上，設備自主識別、確定裝卸對象和作業(yè)目標，并安全、高效、自動(或自主)完成作業(yè)任務。

（3）全員共同參與：借助云計算技術、大數據分析、移動互聯等新信息技術的廣泛應用，使統一港口各方人員能夠隨時運用多種終端設備，全方位加入統一云平臺，并通過深入聯系，廣泛互動，使統一港口網絡的綜合業(yè)務云平臺最大限度地優(yōu)化并整合了各方需要和供給關系，使多種需要得以相互快速反應。

5 結語

智能港產業(yè)發(fā)展方向重點圍繞：著力推進降本增效，形成港企業(yè)的國際化的核心競爭能力；著力推動綠色、智能、平安發(fā)展；著力推動陸?；?、江河與海洋交流、水港產城市融合；以客戶為中心，為客戶創(chuàng)造更大的價值，并以客戶需求為準繩延伸服務價值鏈。智能港灣的服務對象主要是：構建高集成度、高速安全的資源共享與互動平臺，完成基于數據驅動的港口物聯網；形成開放、有效的物流一體化服務體系，達到對整條供應商利益最優(yōu)化和降低成本目標至最低。

2022年，國內各大港口都將通過大數據、物聯網、云計算、區(qū)塊鏈等新技術手段提高自動化管理能力，中國國內的自動化港口升級工程正在不斷推動。智能港口建設是國家政策及港口發(fā)展的大勢所趨，未來5～10年將是智能港口建設的高峰期，特別是國內港口，在國家環(huán)境的影響下，將會出現集中建設的情況。智能港口產業(yè)也將迎來前所未有的繁榮態(tài)勢。