智慧港口是指借助物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、智能感知等新一代信息技術(shù)，通過深入計(jì)算和廣泛連接港口供應(yīng)鏈的核心關(guān)鍵信息，實(shí)現(xiàn)港口供應(yīng)鏈資源與參與者之間的無縫連接和協(xié)調(diào)，從而對港口管理運(yùn)營做出智能響應(yīng)，形成信息化、智能化、優(yōu)化的現(xiàn)代港口。港口作為承載全球90%貿(mào)易的海運(yùn)樞紐，在促進(jìn)國際貿(mào)易和經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。智慧港口的發(fā)展可以有效提高港口運(yùn)營效率，緩解港口運(yùn)輸壓力的增加，服務(wù)“一帶一路”建設(shè)符合時代發(fā)展趨勢，已成為利用現(xiàn)代科技手段促進(jìn)我國智能交通發(fā)展的重要方面。

發(fā)展環(huán)境

政策支持：實(shí)施多項(xiàng)智能港口政策，引導(dǎo)行業(yè)從技術(shù)實(shí)施到加快推廣

作為“21世紀(jì)海上絲綢之路”港口在重要節(jié)點(diǎn)“一帶一路”建設(shè)起著重要的作用。近年來，國家出臺了一系列有利于智慧港口產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策，加快智慧港口建設(shè)。2017年1月，交通運(yùn)輸部發(fā)布《關(guān)于開展智慧港口示范工程的通知》“智慧港口”，指出“依托信息化，重點(diǎn)關(guān)注港口智能物流、危險(xiǎn)品安全管理等”，重視智能化港口的安全和物流建設(shè)。隨著5G隨著新興信息技術(shù)的發(fā)展，2020年8月，交通運(yùn)輸部發(fā)布了《關(guān)于推進(jìn)交通運(yùn)輸領(lǐng)域新基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見》“引導(dǎo)自動化集裝箱碼頭、堆場倉庫改造，促進(jìn)港口建設(shè)、維護(hù)、運(yùn)行全過程、全周期數(shù)字化，加快港站智能調(diào)度、設(shè)備遠(yuǎn)程控制、智能安全預(yù)警、港區(qū)自動駕駛等綜合應(yīng)用?！彪S著一些基準(zhǔn)智能港口的建成，國家對加快各地智能港口建設(shè)提出了新的要求。2021年9月和2022年1月，交通運(yùn)輸部和國務(wù)院分別發(fā)布了《交通運(yùn)輸領(lǐng)域新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)行動方案(2021—2025年)》《“十四五”現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸體系發(fā)展規(guī)劃》明確了具體港口的智能轉(zhuǎn)型要求，如“推進(jìn)廈門港、寧波舟山港、大連港等現(xiàn)有集裝箱碼頭智能升級，建設(shè)天津港、蘇州港、北部灣港等新一代自動化碼頭”，“推進(jìn)大連港﹑天津港、青島港、上海港、寧波舟山港、廈門港﹑集裝箱碼頭在深圳港、廣州港等港口智能化改造。建設(shè)天津北疆C段﹑深圳海星，廣州南沙四期，欽州等新―代碼自動化碼頭。”實(shí)施多項(xiàng)政策，使我國智慧港口產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向和目標(biāo)逐步明確。

技術(shù)驅(qū)動：5G、人工智能兩大引擎推動智能港口的發(fā)展

人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算5G，區(qū)塊鏈等技術(shù)進(jìn)步為智慧港口提供了發(fā)展動力，其中5G和人工智能技術(shù)是兩大發(fā)展引擎。5G大帶寬、高及時性、大連接在港口各類業(yè)務(wù)中具有突出優(yōu)勢，可減少垂直運(yùn)輸系統(tǒng)中橋梁起重機(jī)、軌道起重機(jī)、輪胎起重機(jī)的遠(yuǎn)程控制誤差，以及水平控制系統(tǒng)中的卡集和AGV遠(yuǎn)程調(diào)度延遲，以提高操作的可靠性。此外，大數(shù)據(jù)積累和深度學(xué)習(xí)算法的進(jìn)步使人工智能技術(shù)在港口領(lǐng)域發(fā)揮了作用。深度學(xué)習(xí)技術(shù)作為人工智能的核心技術(shù)之一，克服了傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)算法依賴人為特征建立和篩選的限制，在計(jì)算機(jī)視覺和自然語言處理方向取得了良好的實(shí)踐成果，應(yīng)用于智能安防、自動駕駛、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測管理、金融異常檢測等領(lǐng)域。在技術(shù)進(jìn)步的推動下，智慧港口有望進(jìn)入智能發(fā)展的新階段。

市場需求和痛點(diǎn)：傳統(tǒng)港口效率低下，貿(mào)易增長與港口一體化促進(jìn)智能港口建設(shè)

目前，中國是世界上最大的貿(mào)易大國，也是港口大國。根據(jù)說法。Alphaliner數(shù)據(jù)顯示，2021年，中國港口占全球十大港口之一，集裝箱處理量年增長率仍較高，對提高港口效率提出了挑戰(zhàn)。同時，傳統(tǒng)港口的發(fā)展不僅面臨著勞動力成本上升、勞動強(qiáng)度大、工作環(huán)境惡劣、勞動力短缺等痛點(diǎn)，還面臨著港口腹地重疊和貨物重疊的同質(zhì)化競爭。降低成本和提高效率已成為港口企業(yè)的共同需求。智能港口利用互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)智能化、自動化和無人化，促進(jìn)港口轉(zhuǎn)型升級，提高企業(yè)質(zhì)量和效率，是港口發(fā)展的必然趨勢。自2019年以來，我國港口資源整合速度顯著加快，如山東省、遼寧省港口資源整合，協(xié)調(diào)全省港口發(fā)展，對提高港口運(yùn)營效率、實(shí)現(xiàn)港口統(tǒng)一調(diào)度管理提出了新的要求。在此背景下，提高港口管理水平，建設(shè)智能港口迫在眉睫。

2. 發(fā)展現(xiàn)狀

智慧港口應(yīng)用場景較多，主要為智能識別、自動駕駛、智能裝卸、智能分析等四大應(yīng)用領(lǐng)域

智能識別：準(zhǔn)確快速地獲取集裝箱數(shù)據(jù)是提高港口效率的關(guān)鍵。智能識別主要運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺對集裝箱箱號、箱型、裝卸提箱狀態(tài)、鉛封有無等進(jìn)行識別，覆蓋集裝箱裝卸船、堆放、理貨、驗(yàn)殘、提箱、出關(guān)等全流轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，突破了傳統(tǒng)OCR技術(shù)易受外界干擾而導(dǎo)致識別準(zhǔn)確率較低的技術(shù)限制，從而大幅提高物流大數(shù)據(jù)的流轉(zhuǎn)效率。

自動駕駛：主要滿足集裝箱水平運(yùn)輸需求，用于岸橋與堆場之間的集裝箱運(yùn)輸。當(dāng)前港口運(yùn)輸自動化的三種運(yùn)輸方案分別為自動駕駛集卡、自動駕駛跨運(yùn)車與AGV，其中自動駕駛集卡由于無需場地改造，場景適用性強(qiáng)，單車成本低，成為當(dāng)前我國港口運(yùn)輸自動化的主流解決方案。基于5G、高精度定位與車路協(xié)同等技術(shù)，當(dāng)前可實(shí)現(xiàn)集卡無人駕駛以及實(shí)時路況回傳，方便控制中心監(jiān)管運(yùn)輸進(jìn)度，實(shí)時查看車輛的感知與規(guī)劃信息。

智能裝卸：主要滿足集裝箱垂直運(yùn)輸需求，包括橋吊、軌道吊和輪胎吊。橋吊用于集裝箱從船到岸的裝卸，軌道吊與輪胎吊用于堆場內(nèi)集裝箱的搬運(yùn)與整理。二者都在傳統(tǒng)港口模式下需要工人長時間高空低頭作業(yè)，對身體傷害大?，F(xiàn)階段智能裝卸通過應(yīng)用遠(yuǎn)程控制技術(shù)，司機(jī)可以在中控室利用攝像頭遠(yuǎn)程查看現(xiàn)場情況并通過電腦屏幕進(jìn)行監(jiān)測和指示操縱，能夠提升安全系數(shù)，節(jié)約人力成本。

智能分析：安防系統(tǒng)是港口日常生產(chǎn)運(yùn)營的重要保障。利用云計(jì)算與云存儲技術(shù)，港口安防系統(tǒng)可以滿足進(jìn)出港車輛分析、駕乘人員面部識別、火災(zāi)分析、煙霧分析、禁區(qū)報(bào)警等智能視頻分析需求。而數(shù)字孿生港口運(yùn)營仿真平臺的誕生，進(jìn)一步擴(kuò)大了智能監(jiān)測范圍。利用數(shù)字孿生技術(shù)，港口可接入各類箱體信息，實(shí)現(xiàn)超大規(guī)模集裝箱體的動態(tài)生成與同步，也可通過顯示拖車正在執(zhí)行的計(jì)劃指令軌跡和實(shí)際運(yùn)行軌跡，協(xié)助安全人員實(shí)時分析異常狀態(tài)，保障安全運(yùn)輸。

智慧港口建設(shè)現(xiàn)狀

近年來，我國各地區(qū)港口正在加速推動數(shù)字化、智能化、低碳化轉(zhuǎn)型。2017年12月，上海洋山港四期自動化碼頭投入運(yùn)營，成為世界上最大的自動化集裝箱碼頭，裝卸運(yùn)輸均采用自主研發(fā)的智能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)港口智慧化自主可控。2021年1月，天津港完成傳統(tǒng)集裝箱碼頭的全流程自動化升級改造，用數(shù)據(jù)驅(qū)動港口敏捷運(yùn)營，從而降低港口單箱能耗和綜合運(yùn)營成本。此外，天津港還在低碳化領(lǐng)域持續(xù)創(chuàng)新，其北疆港區(qū)C段智能化集裝箱碼頭已經(jīng)投產(chǎn)運(yùn)營，能夠?qū)崿F(xiàn)綠電自發(fā)自用、自給自足，碼頭運(yùn)營全過程零碳排放。

3. 發(fā)展趨勢

加快智能港建設(shè)，區(qū)域港整合成為大勢所趨

目前，我國智能港口建設(shè)已逐步從探索階段走向成熟，各地智能港口落地進(jìn)程加快。然而，由于智能港口建設(shè)投資大、周期長、因素多、技術(shù)儲備、資本積累、創(chuàng)新能力、人力資源等不足，智能港口的發(fā)展將是一個長期、持續(xù)、漸進(jìn)的過程?；诟鞲劭谥悄芗夹g(shù)的授權(quán)，以及國家優(yōu)化港口布局、協(xié)調(diào)區(qū)域經(jīng)濟(jì)等供給側(cè)的頂層戰(zhàn)略規(guī)劃，區(qū)域港口一體化將成為未來時代的趨勢。

港口智能決策和高附加值綜合物流服務(wù)已成為未來的發(fā)展方向

目前，港口基礎(chǔ)設(shè)施決策系統(tǒng)仍存在智能和靈活性不足的問題，部分運(yùn)營環(huán)節(jié)仍需依靠人員背景控制。未來，依托海陸一體化，擁有廣闊便捷的經(jīng)濟(jì)腹地的第四代港口將進(jìn)一步挖掘、分析和應(yīng)用港口數(shù)據(jù)資產(chǎn)，通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法優(yōu)化，大大提高港口智能大腦的運(yùn)營優(yōu)化和智能決策水平，真正實(shí)現(xiàn)智能決策，減少對人力的依賴。此外，作為多式聯(lián)運(yùn)的結(jié)合點(diǎn)，港口供應(yīng)鏈上下游企業(yè)之間的信息流、物流和資本流的協(xié)調(diào)整合需要強(qiáng)有力的聯(lián)系。隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)和智能港口時代的到來，依托信息網(wǎng)絡(luò)的支持，延長上下游企業(yè)的服務(wù)鏈已成為港口創(chuàng)新收入的新出路。未來，提供多式聯(lián)運(yùn)、保稅物流、全過程物流服務(wù)、供應(yīng)鏈金融等高附加值數(shù)字供應(yīng)鏈服務(wù)將成為促進(jìn)港口發(fā)展的重要途徑之一。