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全国多地加快智慧港口建设步伐 “三个加强”助力行业提质增效

一、智慧港口行业概述

智慧港口是指在现代港口设施的基础上,充分运用5G通信技术、物联网技术、人工智能、大数据等,实现港口现有的设施智能化,其打破了传统港口的物理隔离,实现了港口供应链的所有资源和各活动参与方之间的无缝连接和协调。

智慧港口有别于传统的自动化码头,其主要特征有以下四个方面:

智慧港口的主要特征

特征 介绍
全面感知 指利用各种信息获取设备,如射频识别技术(RFID)、传感器、北斗卫星导航系统等,实现对整个运输过程实时跟踪、定位、监控和管理,并保障货物运输的安全性和经济性等。
智能决策 指根据系统中现有的数据,对运输活动的未来发展趋势进行预估,从而为未来港口发展决策提供依据。
信息整合与共享 智慧港口通过信息获取技术得到整个运输过程中的所有活动信息,然后将该信息传送至港口后台数据库中,并通过信息处理和整合技术将其展示在码头综合信息化平台中以实现信息共享。
全程参与 利用5G通信、物联网及大数据技术等实现信息实时通讯和交流,保障综合信息化平台能可靠、稳定的为管理者和码头运输各参与方提供服务。

资料来源:观研天下数据中心整理

迄今为止,全球港口的发展经历了五代。第一代主要是作为海陆运输的节点;第二代部署基础设施和设备,减少了对人力的依赖;第三代逐渐作为货物装卸中心;第四代打破了港口的物理隔离性,致力于港口网络化服务;第五代是致力于打造以顾客和贸易中心为主的智慧港口。全球第五代各港口的发展方向和功能如下图所示。

全球部分智慧港口功能描述

国家 港口 特点
中国 上海洋山四期 使用有远程控制岸桥、场桥以及自动导引车的自动化码头。
荷兰 阿姆斯特丹 改进资产管理,并在废物管理方面发展独特的专业知识。
西班牙 巴塞罗那 实现风暴预警系统,并能够量化客户货物的运动轨迹。
德国 汉堡 实时监控导航从可再生能源中获取岸电,并使用移动GPS传感器进行智能车队管理。
美国 洛杉矶TraPac港 收集来自具有数据分析的港口生态环境的实时数据并进行分析,以提高供应链的效率。
新加坡 大士大型港口 实现码头的自动船坞及自动堆场、全自动的AGV。

资料来源:观研天下数据中心整理

二、建设智慧港口不仅能提质增效,还能为社会带来巨大的实际价值

近年来,我国港口规模稳居世界第一。交通运输部发布的《2022中国航运发展报告》显示,2022年全国港口货物吞吐量156.8亿吨、港口集装箱吞吐量近3亿标箱,同比分别增长0.9%、4.7%,较十年前分别增长33%、56%。展望未来,我国港口货物吞吐量仍将保持稳步增长,增速在4%左右…巨大市场需求之下,国内港口迎来了商机,也倒逼“重劳动力、效力低”的传统港口直面向“高效率、自动无人化智慧港口”升级的挑战。

近年来,我国港口规模稳居世界第一。交通运输部发布的《2022中国航运发展报告》显示,2022年全国港口货物吞吐量156.8亿吨、港口集装箱吞吐量近3亿标箱,同比分别增长0.9%、4.7%,较十年前分别增长33%、56%。展望未来,我国港口货物吞吐量仍将保持稳步增长,增速在4%左右…巨大市场需求之下,国内港口迎来了商机,也倒逼“重劳动力、效力低”的传统港口直面向“高效率、自动无人化智慧港口”升级的挑战。

资料来源:观研天下整理

除此之外,智慧港口建设还涉及到许多方面,包括物流、航运、能源、信息技术等,能够为社会带来巨大的实际价值。以中国长三角区域为例,通过海运的国际贸易金额约8.1万亿元,中国社会物流成本占GDP的比例约18%,其中,运输费用占比超过一半,仓储堆存等费用占约三分之一,管理费用占约八分之一,智慧港口一系列建设举措约能降低物流成本3.6%,每年智慧港口预计能为腹地海运物流创造价值338亿元,通过自下而上地分析智慧港口建设对码头效率、船公司效率、腹地物流效率的影响,其中因自动化智能化码头、港区信息化平台建设大大提升集疏运效率,每年约带来约227亿元的价值增值;因为智能化信息平台以及内陆运输网络的优化,每年可降低约22亿元的资金成本,并产生约89亿元的贸易融资收益;同时借助自动化流程、能源结构优化、管理创新以及信息化水平提升,未来港口的可靠性将大大增强,每年可减少排放硫氧化合物约6万吨、氮氧化合物约万吨。

再来看妈湾智慧港,在智慧港口一系列建设举措下,经济、社会及生态效益显著:吞吐量已超过设计能力,综合作业效率提高30%,安全隐患减少50%,总体碳排放降低90%。

三、自动化码头大幅提高运转效率,是我国智慧港口发展的基础

自动化码头建设是我国智慧港口发展的基础。比传统码头相比较,自动化码头更高效便捷,提卸箱速度非常快,从进闸到提箱出闸只需要15分钟。在消化吸收国外经验的基础上,我国已全面掌握了自动化码头设计建造、装备制造、系统集成和运营管理全链条的关键技术,在码头总体布局、装卸工艺、智能化闸口、堆场协同、北斗及“5G”技术应用等方面取得了大量创新成果。尤其是自动驾驶方面,在依托地面磁钉的自动导航运载车(AGV)基础上创新发展了无人集卡、人工智能搬运机器人(ART)、智能导引运输车(IGV)等新型港内运输工具,极大丰富了自动化码头建设内涵和适用范围。

自动化码头提质增效的案例

码头 介绍
青岛港全自动化集装箱码头 2017年5月,青岛港全自动化集装箱码头正式投入运营。几年来,这座智能自动化码头,屡次刷新作业效率。不久前,该码头自主研发的智能管控系统,单台桥吊昼夜在港装卸集装箱量突破1100标准箱,达到1192标准箱,比全球同类码头高出19%。
钦州港自动化码头 钦州港自动化集装箱码头项目一期已投产运营,配备自动化装卸设备及水平运输设备,搭建了智慧安防系统、智能运维平台系统,集装箱码头实现了高度信息化、标准化。据钦州港相关负责人介绍,“相比传统人工码头,自动化码头的作业效率可提高约30%,操作人员可减少90%。”
芜湖港自动化码头 人工操作一台场桥,一个小时可以作业12至13个标箱,无人化作业可以完成16至17个标箱。每月的作业量由原来的约1600个,提升到现在的2500个标箱。
上海洋山港四期自动化码头 上海洋山港四期自动化码头建成运营后,人工成本降低了70%,工作效率比2017年开港之初提升了30%。
日照港全自动化集装箱码头 日照港加快运用数字孪生、模拟仿真平台技术,优化作业流程,实现自动化码头生产组织历史回溯与模拟预演,码头不断实现效率突破:远控桥吊单机效率先后5次打破纪录,较传统人工桥吊效率提升15%,平均效率赶超人工码头;有人内集卡装卸船作业压缩2分钟/move,装船作业效率显著提升。

资料来源:观研天下数据中心整理

2023年全国各大港口继续利用大数据、物联网、云计算、区块链等技术提升智能化发展水平,国内自动化码头升级正在持续推进。今年以来,我国水运建设推动高质量发展,目前已经建成自动化集装箱码头16座、在建10余座,已建成和在建的自动化集装箱码头数量均居世界首位。

天下分析师观点:现阶段智慧港口的发展还有局限性,而自动化码头之所以能成为智慧港口的建设基础发展这主要是因为它实现了两大目标:一是切实提高了作业效率、大幅提高了产能,二是大大降低了港口、码头工人的劳动强度,也改善了工作环境,但还有很大的提升空间。

四、试点带动促发展,智慧港口建设显成效

1、明确山东港口为全国首个“智慧港口建设”试点单位

根据观研报告网发布的《中国智慧港口行业现状深度分析与发展前景预测报告(2023-2030年)》显示,为推进港口自动化和智能化,提高港口效率和安全性,实现可持续发展,2020年交通运输部发布意见,明确山东港口为“智慧港口建设”试点单位。这是全国首个“智慧港口建设”试点单位。之所以选择山东作为试点,是因为“智慧港口”本就是山东港口建设的重点领域和优势领域,“智慧港口看山东”已成为港航业界共识。

天下分析师观点:当前我国智慧港口试点还相对较少,一方面是因为智慧港口的建设需要大量的资金和技术支持,对于一些发展较为滞后的地区可能是一个难以承担的负担另一方面也与各港口实际情况和需求有关。

2、港口“智慧竞争”的大幕正在徐徐拉开

当前“智慧港口”建设已经成为我国推进港口转型升级和行业提质增效的重要抓手。在首个试点单位的带动下,国内其他省份的港口集团,纷纷开始大力推进智慧港口建设,港口“智慧竞争”的大幕正在徐徐拉开。以芜湖港为例,近年来,不断加快智慧港口建设步伐,先后完成了网上业务受理、设备单证无纸化、电子提单等项目建设,建成并启用长江首座新建集装箱无人智能堆场,实现了裕溪口和朱家桥港区的5G专网覆盖,并通过与上海港、中远海运、海关等深度合作,成为全国内河港口中第一个应用区块链技术进行线上提货放行的港口。目前,芜湖港朱家桥集装箱码头三期工程正在加快建设中,将充分应用物联网、大数据、5G通信等现代信息技术。

港口集团大力推进智慧港口建设

港口集团 智慧港口建设进程
江西省港口集团 2023年伊始,该集团启动《江西省港口集团码头生产作业管理等系统建设项目》,通过统筹九江光物流园、九江银砂湾、九江星子沙山、樟树河西、赣州五云5个在建码头建设项目,建设包括综合码头生产作业系统,统一运营管控平台、智能卡口系统、统一客户门户系统等业务系统。
辽宁港口集团 2023年9月4日,辽宁港口集团有限公司与中国移动通信集团辽宁有限公司成功签署战略合作协议,双方将依托5G网络、物联网、大数据、人工智能、云计算等信息技术手段,在数字化基础服务、数字化转型服务、5G业务场景等领域开展深度合作。
河北港口集团有限公司 河北港口集团在智慧港口、绿色港口、平安港口建设等方面加快关键环节技术研发突破,“秦皇岛港煤三期装船机更新土建改造项目”“秦皇岛港煤五期集控中心设计与实施”等一大批高质量技术创新成果如雨后春笋般涌现,推动港口作业设备智能化改造程度达40%,数字堆场建设率达40%,实现所有业务网上处理、客户货物实时监控。
四川省港航投资集团有限责任公司 依托长江黄金水道,万州新田港二期工程进入开工建设阶段,岷江高等级航道和泸州港、宜宾港智慧港口加快建设,川渝共建长江上游航运中心推进顺利,川货出川出海的东向战略布局加快形成。2022年宜宾港已建成全省首个5G智慧港口。
福建省港口集团有限责任公司 2023年9月8日下午,在第五届“丝路海运”国际合作论坛期间,福建省港口集团有限责任公司和中国交通建设股份有限公司举行战略合作协议签约仪式。根据协议,双方将秉承“优势互补、资源共享、互惠互利、合作共赢”的原则,共享创新经验,共谋互利发展,在港口码头、物流园区、综合枢纽等基础设施投资建设开发及市场开拓,港口机械设备提升改造,智慧港口建设,供应链及金融等领域开展多层次、多渠道、多模式交流合作,共同建设港口示范工程,树立行业标杆,合作金额力争达200亿元以上。
重庆港务物流集团有限公司 重庆港务集团通过果园港建设投用智能闸口、智能理货、无纸化平台等系统,实现与重庆市口岸物流办、重庆海关等187个数据接口互联互通,港区整体作业效率提升30%以上。同时,为了进一步压缩重庆口岸整体通关时间,提升通关效率,重庆港务配合重庆海关开展了进口箱“船边直提”和出口箱“抵港直装”试点。此外,2小时到2分钟的无纸化平台省时又便捷,这也是智慧港口建设进程中的重要一环。

资料来源:观研天下数据中心整理

此外,众多互联网科技企业也深度参与到智慧港口建设中。去年,华为联合多家单位在天津泰达科技发展中心共同成立智慧港口全球创新实验室,聚焦智能算法、智能硬件、应用与集成三大课题方向,围绕港口行业场景方案创新与研究、信息通信技术行业应用验证、生态伙伴能力集成验证、创新成果转化交流、人才培养与创新实践等五大中心任务进行创新建设和研究,助推港口智化转型更有“生命力”;九科信息近年来也与众多港口企业和物流企业建立了紧密的合作关系,通过共同创新、技术合作和资源共享,共同推动港口行业的数字化和智能化发展;腾讯也与众多合作伙伴开展合作,探索交通OS、实时孪生、智能网联等技术在港口落地,促进人和物的高效流转,助力实体经济发展。此前,腾讯云还助力招商局集团区块链平台和分布式身份TDID认证平台的发布,进一步促进区块链技术在招商局的交通物流、贸易金融和文化宣传等场景的创新应用。

五、聚焦智慧港口建设短板,“三个加强”助推行业发展

当前我国智慧港口在提高效率、降低成本和增加安全性等方面已经取得了显著的成果,但是仍然存在一些问题需要进一步解决。一方面是智慧港口建设中的技术问题。虽然已经引入了物联网、云计算、大数据、人工智能等技术来提高港口运营效率,但是在一些具体的应用场景中,技术仍然存在一些局限性,如自动化设备的故障率、信息系统的稳定性等方面,需要进一步提升。

另一方面是智慧港口的管理问题。智慧港口的管理涉及多个环节和多个参与者,包括货物装卸、运输、仓储、报关等,需要协调和管理各方的合作和信息共享。此外,智慧港口也需要建立完善的安全管理体系,保障信息的隐私和安全,防止信息泄露和被攻击。

针对以上问题,可以采取以下措施进行改进:

一是加强技术研发和升级。通过不断引入新的技术和应用创新,提高自动化设备的可靠性和信息系统的稳定性,进一步优化智慧港口的运营流程。

二是加强管理协调和管理创新。通过建立智慧港口综合管理系统,整合各方的资源和信息,提高协同效率和管理水平。同时,也需要制定更加严格的安全管理制度和规范,保障信息的隐私和安全。

三是加强人才培养和引进。智慧港口的建设需要高素质的人才支持,需要加强人才培养和引进工作,建立完善的人才培养体系和激励机制,吸引更多优秀的人才加入智慧港口的建设行列。

天下分析师观点:当前我国智慧港口建设更多的是停留在单点智能环节,下一阶段应朝着全面智能,逐渐减少人的控制和干预的方向发展。可以从简单场景作业开始,将单元作业进行具体分解,其中较为机械性操作的且在简单场景下作业可实现全自动化,然后逐渐向复杂的场景与操作过渡。作业过程人的角色可以从控制向监控转变,人的直接参与度由多转变为少,最后是无需监控。(LZC

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