智慧港口技术支持与研究

摘 要：智慧港口作为现代港口发展的前沿形态，是全面提升我国港口竞争力、实现我国港口转型升级的重要途径。智慧港口的发展离不开高新技术的支持，智慧港口是物联网、云计算、移动互联网、人工智能等高新技术与港口功能的完美融合。智慧港口的发展对国家可持续发展具有重要意义，是国家战略的关键节点。

关键词：智慧港口；主要技术；高新技术；国家战略

随着全球经济发展格局的转变，和国内外贸易环境的快速变化，我国港口面临着激烈的竞争、全新的机遇和发展的挑战，具有全面感知、智能决策和持续创新的智慧港口，已经成为我国港口现代化的发展趋势。

在国家战略层面，2014年习近平总书记提出了“一带一路”和“长江经济带”两大国家战略，港口作为我国连接国内外货运商贸、物流仓储以及信息服务等环节的重要载体，是这两大国家战略的关键节点，这为我国智慧港口提供了历史性的发展机遇；在行业政策层面，2014年全国交通运输工作会议上指出，当前和今后一个时期要全面深化改革，集中力量加快推进综合交通、智慧交通、绿色交通、平安交通“四个交通”的发展。港口作为重要的交通枢纽，大力发展智慧港口，成为“四个交通”建设的重要内容；在市场环境层面，随着全球航运市场进入“船舶大型化”、“联盟超级化”、“港口网络轴辐化”以及“码头高等级化”的新常态，我国港口要想在激烈的市场竞争中赢得生存空间，推进智慧港口建设势在必行。

一、智慧港口概述

智慧港口是以信息物理系统（Cyber-Physical Systems）为结构框架，在使用到高科技的创新应用后，将物流的供求方（甲方）和需求方（乙方）共同结合并形成的一体化网络系统；加速信息处理的综合能力同时对相关资源优化配置；以高新技术为支撑点为现代化物流业提供安全高效优质服务的新型港口。

智慧港口全面感知外部的环境，在需要的节点，时时感知货物的状态，为后续活动打下基础。智能化的第一步就是感知能力，对外部进行响应、识别，同时将数据全面数字化，得以进行物联网等数据的传输、利用。

在全面感知的前提下，构建知识库、数据库、模型库、方法库，系统可以通过已知的数据根据这些以往经验，加以约束条件后，快速准确的得到决策目标，提高工作效率和准确率。同时在某些决策上，人工决策需要长时间的经验积累才能达到一定的水平，并需要复杂的计算，而智能决策通过学习四大库，仅需几分钟就能完成决策，且能保证高度的准确性。

港口相关方可以资源共享，全程参与货物的运输、贸易、交接、仓储，资源得到优化，信息无滞后，试试了解货物的状态，整个港口供应链在高度活跃的状态下，高速运作。

通过港口相关方的广泛参与和深入交互，港口管理者与智能信息系统的人机交互，智能信息系统的自主学习，使得港口具备持续创新和自我完善的功能，是智慧港口的核心。

二、主要技术支持

主要包含高新技术，相辅相成，互利互助，共同支撑智慧港口的快速发展。

1.物联网技术

物联网（Internet of Things），是将各类型的信息及传感设备，例如RFID（远程电子识别装置）、红外传感器、GPS（全球定位系统）、bar-code（条形码扫描器）等各种装置与互联网结合起来从而形成的一个巨大的网络。

港口物联网是建立在物联网的基础上依托港口、物流行业间物与物的传感连接进而形成的网络空间，港口物联网在作用上能实现地方产业结构的变化与调整，以此同时为技术研发提供一个应用平台，该平台同时也对物流行业的规划、管理与控制提供决策的辅助。港口物联网为物流企业提供各种远程监控、信息管理以及物流服务，从而提升企业知名度，提高物流效率，降低运营成本，为区域化物流的发展提供支撑，以此同时，港口物联网也为了解物流、应用物流提供一个相当实用的技术平台。

2.云计算

云计算（Cloud Computing），是一种基于互联网平台下的应用与服务方式，通过这种方式，计算机资源与信息可以按需求提供给其他设备共享。使用不同的网络终端，通过云计算可以共享到一样的信息，由此加快信息的传递。

港口云计算中心后台连接着政府监管系统、物流仓储系统、码头业务系统、集疏运一体化系统、船货代系统等，资源有效共享，港口相关方可以同时快速地了解货物的情况。

3.移动互联网技术

移动互联网（Mobile Internet，简称MI）是一种通过智能移动终端，采用移动无线通信方式获取业务和服务的新兴业态，包含终端、软件和应用三个层面。

移动互联网技术现在无处不在，使得所要求业务和服务的信息和状态得到及时的响应，在智慧港口中，得益用移动互联网技术，港口相关方可以实时监控货物地点及状态，在相应节点做出快速反应，同时可有效防止货物的丢失，降低损失。

4.大数据技术

大数据（Big data），也称为巨量数据、大资料数据，是所涉及的数据量规模大到无法在相对时间内整理成為人类所能需要理解的信息。必须借助计算机对数据进行统计、比对、解析方能得出客观结果。

当今，并不缺乏数据，关键在于如何在海量的数据中合理找到有效的数据，并加以规划计算，使其转化为可以为我们所用的数据，这就是大数据的主要作用。如此海量的数据已经远远超出了人脑计算的能力，需要这些数据所表达的真正有价值的东西。通过计算机的设定，对数据偏好的提取，可定制出智慧港口中需要的大数据。打击走私、检验检疫、商务研判，通过大数据的分析预测，实现智能监管和智能商务。海量数据中的细小差异、变化都可能暴露走私犯罪的蜘丝马迹，其准确性和快速性成为海关提高效率的关键点。此外，大数据对未来的发展趋势有一定的预测判断。大数据通过数据的挖掘帮助我们得到所需的信息。

5.人工智能技术

人工智能（Artificial Intelligence，简称AI）也称为机器智能，是计算机科学的一个分支，主要研究应用人工方法和技术，模仿、延伸和扩展人的智能。机器智能应用领域广泛，涉及复杂问题求解、专家系统更新、模式模块识别、机器计算与分析等领域。

在智慧港口中，自动化设备的运动，场地的调动等等，大量的活动操作需要经验和知识的积累，机器可以学习快速掌握这些经验和知识，并进行延伸，自我学习，自我改进，准确快速地完成港口智能计划与调度，计算出最合理的船舶在港时间、最恰当的场内翻箱、和最小化的运输成本，服务质量和工作效率得到提高。这直接关系到港口的竞争力，吸引更多的船舶来港停靠，提高港口的营收。

6.系统仿真技术

系统仿真是一门研究系统建模与仿真理论、方法、技术及应用的综合性科学技术。

在港口投资建设初期，系统仿真技术可以模拟港口的建设，对港口未来的需求做预测，模拟港口运行的状态，了解港口设置的合理性，有效地降低港口的建设成本及建设周期。

另外系统仿真技术，可以模拟码头装卸过程，根据数据的设定，通过这个预演系统，找出可能存在的瓶颈，进行改良提高。

系统仿真技术在智慧港口中，可以对实际即将发生的操作，进行模拟，验证是否能够达到预期的效果，并且改善能力过剩或能力不足的情况，提高实际的生产效率和整体的服务水平。

三、未来发展趋势

港口是对外贸易的门户，法国前总统萨科奇曾提出的《大巴黎计划》，其中指出衡量一个城市的发达与否就看是否有与之相连接的港口，港口的发展决定了一个城市的发展前景。智慧港口是智慧交通和智慧城市重要组成部分，智慧港口是港口未来发展的主要方向。

我国正在大力建设“一带一路”，智慧港口是国家发展战略的重要节点，建设好新型的现代化港口，才能推动国家战略的前进。港口作为一个重要枢纽连接国内与海外的货运商贸、物流仓储设备以及各项物流信息服务等的载体，将成为“一带一路”战略的重要环节，迎来重大发展机遇。同时对港口的信息监控与监管、物流对接、港务操作、安全应急隐患等及时应变能力也提出来更高要求。所以港口應向创新化、智慧化、科技化转变的改革。

智慧港口是智慧技术在港口领域的深度应用，是港口发展的高级阶段。对于我国港口而言，通过打造智慧港口，优化提升港口的基础设施和管理模式，实现港口功能创新、技术创新和服务创新，已经成为我国港口提高国际竞争力，完成转型升级的重要途径。通过对智慧港口体系结构以及关键技术的研究，使我国港口的服务质量和服务效率日益提升，国际竞争力不断加强，随着关键高新技术的不断改进，智慧港口仍有很大的发展提升空间。

参考文献：

[1]刘兴鹏，张澍宁.智慧港口内涵及其关键技术[J].世界海运，2016（1）：1-6.

[2]李蔚田，神会存.智能物流[M].北京：北京大学出版社，2013：197-201.

作者简介：车骏（1987.02- ），男，汉族，湖北武汉人，硕士研究生学历，武汉工商学院教师，研究方向：物流管理