馮慧，于巧嬋，李亞斌，楊斌，王帥偉

（1.交通運輸部水運科學(xué)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(jīng)濟增長新常態(tài)，正處在積極推進中國傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、全力推動供應(yīng)側(cè)結(jié)構(gòu)化變革的關(guān)鍵時期，但當(dāng)前港口通過建設(shè)投入、通過產(chǎn)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(xiàn)了港口的盲目建造問題，造成了海港結(jié)構(gòu)趨同、產(chǎn)能過剩，同質(zhì)化競爭將加劇，中國傳統(tǒng)港口通過大量建造促進吞吐量提高的經(jīng)濟增長方式也將難以為繼。所以，走科學(xué)的發(fā)展路線，在已有現(xiàn)代化發(fā)展成效的基礎(chǔ)上，借助智能港口工程來整體提高中國港航運輸業(yè)務(wù)的供應(yīng)品質(zhì)、供應(yīng)鏈效益，進一步增強自身品牌效應(yīng)和核心競爭力，是中國港口的長期戰(zhàn)略目標(biāo)，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(nèi)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(jù)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(lǐng)，寧波舟山港口也變成了當(dāng)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(biāo)準(zhǔn)集裝箱，同比增長了7%。其中，我國港口外貿(mào)貨物的吞吐量大約47 億噸，同比增長了4.5%。港口外貿(mào)集裝箱吞吐量大約是1.6 億標(biāo)準(zhǔn)集裝箱，同比增長了7.5%。

當(dāng)前港口自動化已經(jīng)是必然趨勢，隨著相關(guān)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(dāng)規(guī)模、技術(shù)裝備研究已實現(xiàn)突破。

3 智能港口產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

3.1 智能港口產(chǎn)業(yè)環(huán)境分析

在經(jīng)濟國際化帶動下，港口作為與全球聯(lián)系的關(guān)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(jīng)貿(mào)形勢呈現(xiàn)出一種大變局，世界經(jīng)貿(mào)增長顯著放緩。全球供應(yīng)鏈面臨重構(gòu)。我國大力發(fā)展實體經(jīng)濟，目前國內(nèi)經(jīng)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(jīng)濟建設(shè)。口岸建設(shè)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(wù)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(shù)創(chuàng)新是必然趨勢。港口的業(yè)務(wù)能力將不再僅限于港口經(jīng)營能力，未來的智能港將以客戶為業(yè)務(wù)核心，而智能港建設(shè)的基本理念就是要持續(xù)推進理念技術(shù)創(chuàng)新、服務(wù)水平技術(shù)創(chuàng)新、模式技術(shù)創(chuàng)新，更快地把新信息技術(shù)與傳統(tǒng)港口領(lǐng)域有效的結(jié)合,積極探索開拓港航金融、大數(shù)據(jù)服務(wù)等新領(lǐng)域。

保護海洋環(huán)境，降低環(huán)境污染也是經(jīng)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(fù)為主，優(yōu)化港口交通運輸設(shè)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(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

3.2 智能港口技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展模式

3.2.1 基礎(chǔ)設(shè)施智能化

在智能港的基礎(chǔ)設(shè)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(nèi)外協(xié)調(diào)的一體化管理等領(lǐng)域?qū)⒏訌V泛。建設(shè)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(jīng)營智能化、港產(chǎn)城一體化的管理格局，建立可持續(xù)、協(xié)調(diào)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(biāo)。

3.2.2 港口數(shù)據(jù)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(tǒng)一云數(shù)據(jù)中心平臺建設(shè)和服務(wù)單證數(shù)字化工程,以規(guī)范企業(yè)內(nèi)部、上下游業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流動。例如上海市港實施的產(chǎn)品銜接單（EIR）和提貨單（EDO）數(shù)字化，大大提高了服務(wù)單證流動速度；天津港也已經(jīng)完成了十八種重要業(yè)務(wù)單證的無紙化；而山東口岸青島港也已經(jīng)實現(xiàn)了二十種海港作業(yè)的重要業(yè)務(wù)單證無紙化。

3.2.3 運營管理智能化

在經(jīng)營管理領(lǐng)域，比如單一環(huán)節(jié)的智能管理模式，就是通過建立經(jīng)營中單一環(huán)節(jié)的智能管理與運營模式，達到服務(wù)在線化、運營智能化、服務(wù)產(chǎn)品化、過程科學(xué)計算與可視化，比如港區(qū)電子圍欄管理系統(tǒng)、集裝箱自動道橋、全軌道電子集車、設(shè)備檢測管理系統(tǒng)等；多環(huán)節(jié)綜合智能管理/信息系統(tǒng)，聯(lián)結(jié)了多種關(guān)聯(lián)環(huán)節(jié)的綜合智能管理和運營系統(tǒng)，例如全智能化碼頭管理的Terminal View 3D 碼頭現(xiàn)場的管理、衛(wèi)星(北斗)定位系統(tǒng)完成所有模塊(包含岸橋、軌道橋、拖車)的三維數(shù)字全景展示、船舶ERP 系統(tǒng)、港口智能調(diào)度系統(tǒng)、船岸一體通信系統(tǒng)等。港口的經(jīng)營管理工作部門主要負(fù)責(zé)經(jīng)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(wù)信息管理等工作，此外還有財務(wù)核算管理工作以及自動化的辦公管理系統(tǒng)等。完成了考勤管理系統(tǒng)、安全管理系統(tǒng)之間的銜接，并利用電子標(biāo)簽、攝像頭等裝置為管理系統(tǒng)提取了基本數(shù)據(jù)，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(shù)手段，為安全管理系統(tǒng)提供了更加高效的保證。

3.2.4 貿(mào)易物流高效化

在港口外貿(mào)運輸鏈中，智能港口已達到系統(tǒng)化、整體化的程度。上海港建立的江海聯(lián)運服務(wù)協(xié)作平臺，將實現(xiàn)江海聯(lián)運裝卸作業(yè)協(xié)同管理和海關(guān)服務(wù)的協(xié)作。大連港區(qū)利用多式共同的業(yè)務(wù)信息優(yōu)勢，建立了綜合集疏運網(wǎng)絡(luò)。

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(mào)易國際化的進程，環(huán)境問題越來越影響著世界經(jīng)濟發(fā)展和貿(mào)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(chǎn)，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(shè)的重大課題。

3.3 智能港口產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展現(xiàn)狀

智能港產(chǎn)業(yè)鏈的三條業(yè)務(wù)層級是基礎(chǔ)設(shè)施管理層、運行管理層、市場業(yè)務(wù)管理層。上游層次的基礎(chǔ)設(shè)施管理層涉及智能港基礎(chǔ)設(shè)施的建立、運營和管理；上游的市場運營業(yè)務(wù)層次，主要是集裝箱、干散貨、液體化學(xué)品、客運業(yè)務(wù)的運營等；而下游的市場業(yè)務(wù)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(chǔ)，以貨源供應(yīng)者市場為上游，以產(chǎn)品服務(wù)市場為下游的價值鏈構(gòu)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(chǎn)、整機制作，到整機運輸、裝配調(diào)試，已建立了比較完善的產(chǎn)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(chǎn)公司，主要集中在基礎(chǔ)設(shè)施層而言的港機設(shè)備市場以及自動控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，已建立了較完善的產(chǎn)品質(zhì)量保證體系和有序的市場競爭格局。中國港口機械設(shè)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(chǎn)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(wù)領(lǐng)域在國內(nèi)市場占有率已超過50%。徐工港機有限公司的銷售業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋全球，產(chǎn)品遠(yuǎn)銷亞太、中東、歐美等發(fā)達國家和地區(qū)，港機產(chǎn)品國內(nèi)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(wù)等市場上占據(jù)了龍頭地位，形成了以智能港口為指導(dǎo)思想的信息化框架。

4 國內(nèi)智能港口技術(shù)與產(chǎn)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(xiàn)為:

（1）正處在全方位推動傳統(tǒng)工業(yè)改造與提升、全力推動供應(yīng)側(cè)結(jié)構(gòu)化改造的關(guān)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(nèi)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(shè)來整體提高港口綜合業(yè)務(wù)的供應(yīng)效率、提供服務(wù)質(zhì)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(shè)，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(yuǎn)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(nèi)陸中心經(jīng)濟區(qū)發(fā)展為腹地，以東部沿海新發(fā)展區(qū)域為導(dǎo)向，進一步強化東中西交流協(xié)作，形成全國的物流配送與供應(yīng)鏈服務(wù)體系，建立基于信息驅(qū)動技術(shù)的口岸物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)開放、快捷的國際物流供應(yīng)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(jīng)濟發(fā)展起到了至關(guān)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(wù)質(zhì)量、綠色環(huán)保、智能化平臺應(yīng)用等方面。因此，早在2014年6月，交通運輸部就發(fā)布了《關(guān)于推進港口轉(zhuǎn)型升級的指導(dǎo)意見》，明確要拓展服務(wù)功能，發(fā)展現(xiàn)代港口業(yè)；完善港口運輸系統(tǒng)，推進綜合交通樞紐建設(shè)；科學(xué)配置港口資源，引導(dǎo)港口集約發(fā)展；加強技術(shù)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(shè)；提升港口信息化水平，促進港口服務(wù)高效便捷。

雙循環(huán)的新格局下，船舶逐漸向?qū)I(yè)化、大型化及集裝箱深水化發(fā)展，傳統(tǒng)的作業(yè)模式已不能滿足現(xiàn)代需要，港口亟待轉(zhuǎn)型升級，港口公司經(jīng)營將不再限制于服務(wù)船舶公司、貨代企業(yè)和單一業(yè)務(wù)。價值鏈的不斷豐富將促使港口供應(yīng)鏈整體業(yè)務(wù)更加多元化，將推動港口企業(yè)對物流供應(yīng)商實施更加精細(xì)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(nèi)部大循環(huán)，先謀篇內(nèi)部的供應(yīng)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(shù)創(chuàng)新，涵蓋港口制造、經(jīng)營和管理的多方面，注重技術(shù)和港口經(jīng)營管理模式創(chuàng)新的深度結(jié)合。促進港航和其他運輸領(lǐng)域的數(shù)據(jù)整合與資源共享，完善物流鏈的管理，提升物流服務(wù)質(zhì)量。提升港航經(jīng)營與管理能力，實現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)度、數(shù)據(jù)智能化收集、儲存與處理、完善港航的過程與產(chǎn)品管理，實現(xiàn)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(chǎn)作業(yè)過程要求，運用物聯(lián)網(wǎng)和邊緣智能等現(xiàn)代信息技術(shù)，全方位了解、掌握各生產(chǎn)環(huán)節(jié)和各類作業(yè)對象的定位信息、生產(chǎn)態(tài)勢信息等，將現(xiàn)場信息全部數(shù)字化。

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

（3）全員共同參與：借助云計算技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析、移動互聯(lián)等新信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使統(tǒng)一港口各方人員能夠隨時運用多種終端設(shè)備，全方位加入統(tǒng)一云平臺，并通過深入聯(lián)系，廣泛互動，使統(tǒng)一港口網(wǎng)絡(luò)的綜合業(yè)務(wù)云平臺最大限度地優(yōu)化并整合了各方需要和供給關(guān)系，使多種需要得以相互快速反應(yīng)。

5 結(jié)語

智能港產(chǎn)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(chǎn)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(zhǔn)繩延伸服務(wù)價值鏈。智能港灣的服務(wù)對象主要是：構(gòu)建高集成度、高速安全的資源共享與互動平臺，完成基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的港口物聯(lián)網(wǎng)；形成開放、有效的物流一體化服務(wù)體系，達到對整條供應(yīng)商利益最優(yōu)化和降低成本目標(biāo)至最低。

2022年，國內(nèi)各大港口都將通過大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、區(qū)塊鏈等新技術(shù)手段提高自動化管理能力，中國國內(nèi)的自動化港口升級工程正在不斷推動。智能港口建設(shè)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(shè)的高峰期，特別是國內(nèi)港口，在國家環(huán)境的影響下，將會出現(xiàn)集中建設(shè)的情況。智能港口產(chǎn)業(yè)也將迎來前所未有的繁榮態(tài)勢。