我国智慧港口建设架构设计与实践

【摘要】“智慧港口”源于智慧地球、智慧城市等概念的提出,代表着未来港口发展的方向,成为港口转型发展的关键。本文通过对我国“智慧港口”建设与发展理念的阐述,对我国“智慧港口”建设战略主题进行了分析,提出了我国“智慧港口”建设基本框架设计,以及建设目标与重点,并根据相关实践总结,凝练了当前正在开展的我国典型性“智慧港口”实践建设内容与特点。

【关键词】智慧交通 智慧港口 转型升级 架构设计 实践总结

Abstract: The concept of "Smart Port" is based on the concept of "Smart Planet" and  "Smart City". It represents the future port development direction and becomes the key to the port transformation and development. In this article, an analysis is made to the strategic themes of "Smart Port" in China, based on the construction and development concept. It also puts forward the basic framework of the "Smart Port", including the construction goal and the key point. And at last, according to the relevant practice, It refines the typicality content and characteristics of current ongoing "Smart Port" construction in China.

Keywords: Smart Transportation, Smart Port, Transformation and Upgrading, Architectural Design, Summary of Practices

“智慧港口”(Smart Port),是现代港口发展的新理念,是在港口行业发展和知识创新相互驱动的背景下,催生的一个新概念。是以理性思维来处理港口生产经营、可持续发展和战略问题,综合应用物联网、移动互联、智能感知、云计算、大数据分析等新一代信息技术,建立实时、高效、准确、优质的港口物流服务体系,建立便捷、安全、经济、智能的集疏运体系,促进物流、信息流、资金流的高效运转,实现港口资源配置智能化、港口服务敏捷化、港口生产组织柔性化、港口物流运作协同化、港城发展和谐化的全新港口发展模式,从而打造港口的综合竞争优势,最终实现紧密协作、安全可靠、绿色生态、持续发展的智慧港口物流生态圈。“智慧港口”代表着未来港口发展的方向,成为港口转型发展的关键。

一、我国“智慧港口”的建设与发展

当前我国港口行业同时面临着诸多压力与挑战,也给新时代的港口发展提出了新的挑战。从港口行业自身来讲,多元化的利益格局的不断变化,也在促使港口行业不断寻求差异化的竞争优势,以维系自身发展。一方面,各方物流服务商通过积极地优化供应链网络,以满足市场的需求变化,促使港口行业必须尽快解决在信息、服务和效率等方面的瓶颈;另一方面,行业的同质化竞争严重,促使港口必须转变思路构建长期竞争优势。物流价值链对集疏运体系的完善度、物流流向的透明度、贸易便利化的要求越来越高,也在不断推动港口优化与腹地的运输网络,提供更便捷的信息渠道和更优质的服务。第三,当前环保呼声增强,安全重要性凸显,新能源使用、废气排放监管政策发挥的作用越来越大,港口必须重视环境影响,加强安全管控能力,以寻求可持续发展。如何从传统的竞争格局中走出来,持续发现新的利益增长点,建立起稳定的、可持续的良性发展模式,从而形成持久的竞争优势,将是今后一个时期港口行业面临的长期挑战。

我国“智慧港口”的推进重点,主要以“基础设施系统、生产组织系统、运输服务系统、决策管理系统”为核心任务,统筹推进港口信息化、智能化、智慧化进程,加快推动交通供给侧结构性改革,在更高层面上实现资源优化配置,在更高境界上满足社会运输服务需求。推进重点建议包括:

基础设施系统。重点推进港口基础设施与运输装备智能化研发与应用,提高交通基础设施传感与智能设备的覆盖率,加快专业化运输装备的智能改造,加强交通运输装备自动运行、在线管控等核心技术研发。推进建设下一代交通移动通信系统网络,重点提升港口信息接入服务能力。

生产组织系统。重点推进港口货物与旅客运输组织系统的智能化,以及多种运输方式协同联动。建成高效的港口运输管理运行控制系统,推进货运智能技术应用。推进物流供应链管理技术在港口运输链的应用,实现与制造业、商贸业、金融业等港口物流上下游信息的精准对接与协同运作。鼓励开展动态、实时、精准的物流网络和流程整合控制,基于智能化决策的港口运输协同管理服务平台建设。

运输服务系统。重点推进港口物流信息资源的整合与开放,实现港口运输信息增值服务创新;推进线上线下资源整合,延伸港口物流服务链条,创新商业模式;加强港口物流交易与业务创新平台建设,促进平台互通与协同和创新运营服务模式;建立多种运输方式间信息共享机制,货物与旅客运输联程联运更加便捷。

决策管理系统。重点推进完善港口运输运行监测系统,实现对运输网络运行状况的动态监测;建立完善综合安全应急管控系统,构建跨行业、跨区域联防联控与应急指挥体系;提升港口大数据处理及分析能力,创新港口运输数据产品,支撑生产运营智能管控和管理决策辅助分析;打造公开透明、高效便利的港口政务服务体系。

近期,交通运输部开展的“智慧港口”示范工程建设,即以港口智慧物流、危险货物安全管理等方面为重点,着力创新以港口为枢纽的物流服务模式、安全监测监管方式,以推动实现“货运一单制、信息一网通”的港口物流运作体系,并逐步形成“数据一个库、监管一张网”的港口危险货物安全管理体系,从而着力推进港口智慧物流建设和实现港口危险货物管理与监管的智能化。

二、“智慧港口”建设战略主题

基于相关的实践与经验总结来看,从行业需求的视角,“智慧港口”要达到的最终的目标和效果,仍然聚焦于以下几个方面:实现港口资源统筹高效利用,降低运输成本,更加经济;实现完善的基础设施和运营网络,更加可靠;实现一体化智能化的运输服务,更加高效;实现高水平的港口安全监管和应急救援,更加安全;实现创新型、高附加值的运输组织与服务,更加敏捷;实现节能环保的可持续性和谐发展,更加绿色。

我国“智慧港口”建设战略主题,应借助数字化、智能化的创新技术,重点围绕智能化管控、数字化供应链以及“互联网+”业务创新等核心战略主题,重点实现相关领域流程再造、业务协同与管理创新,推动相关业务组织从碎片化到系统化的升级,推动港口从单纯的物流运输节点转向营建开放、高效的平台,形成具有“信息广泛互联、资源优化配置、业务协同联动”的港口物流新业态和新模式,从而通过优化面向全球的物流效率和资产利用率,积极融入世界贸易一体化的大格局。

智能化管控,通过智能化管控系统建设,实现智能的港口运营与精细化安全管理,进一步提升运营效率与安全水平。

数字化供应链,打造数字化供应链,推进智慧港口物流参与方全流程协作和整合管理,实现高效的运输组织与一体化供应链协作。

“互联网+”业务创新,打造“互联网+港口”信息化创新平台,推进智慧港口物流参与方全方位信息集成、可视化和业务创新,实现便捷便利化的运输服务与开放式业务创新。

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图1 我国“智慧港口”建设核心战略主题

Figure 1 - Core strategic themes of China “Smart Port”

三、“智慧港口”建设基本框架设计

依据以上“智慧港口”建设战略主题框架分析,提出我国“智慧港口”建设基本框架如下:

一是聚焦“信息一网通”,建立和完善包括感知体系在内的港口基础支撑系统,推动港口基础设施建设;

二是聚焦“数据一个库”,构建和完善以数据资源为核心的港口大数据中心,实现相关数据的互联互通,完善港口的数据支撑;

三是聚焦“作业智能化”,推进关键作业环节智能化技术应用,促进港口智能化运营,打造港口“智慧+运营”;

四是聚焦“管理精细化”,构建港口危险货物管理智能化系统,推动危险货物安全管理体系建设,提升政府监管和服务,打造港口“智慧+安全”;

五是聚焦“协作无缝化”,开展全产业上下游物流供应链无缝化协作应用示范,打通港口物流产业链,打造港口“智慧+协作”;

六是聚焦“协同一体化”,开展区域以港口为枢纽的物流网络资源协同调度应用示范,实现港口物流网络化资源整合,打造港口“智慧+协同”;

七是聚焦“服务便捷化”,构建线上业务服务、综合信息服务与口岸协作服务,推动“互联网+”服务及贸易便利化创新,打造港口“智慧+服务”;

八是聚焦“模式创新化”,构建资源集聚“互联网+”创新平台,推动港口物流参与方全方位信息集成、可视化和业务创新,构建港口社区生态圈,打造港口“智慧+平台”;

九是注重标准,制定示范工程应用与安全运维标准体系,打造智慧港口标准体系。

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图2 “智慧港口”建设基本框架

Figure 2 - The basic framework of China “Smart Port”

四、“智慧港口”建设目标与重点

“智慧港口”建设主要目标与重点如下:

(1)运营作业智能化:借助ICT技术、系统工程和人工智能等技术成果,通过完善智能闸口、智能车船配载、智能设备调度、智能船舶调度等港口码头关键业务环节智能化系统建设,构建港口作业智能控制网,推动港口运营智能化创新。重点实现智能感知与数据自动采集处理、指令电子化、操作智能化、设备远程管理等,实现信息系统指令与码头机械设备控制功能的无缝衔接,实现作业资源的最有效、合理分配和调度,实现作业流程的标准化及优化,提高作业效率和准确率,保证生产过程的连续、协调、均衡和经济运行,以求实现作业效率与效益的最大化。

(2)安全管理精细化:借助传感识别、定位追踪、视频分析和风险管理等技术成果,通过开展危险货物作业跟踪与核查、风险源在线监测等系统建设,构建危险货物运输监管网,推动危险货物运输智能化与精细化管理创新。重点实现危险货物在港口物流多环节业务状态的动态信息掌握与业务核查,推动建立全过程、全链条的监管体系;并通过与港口行政管理部门信息系统对接,实现业务协同,提高政府与企业的监管、决策和服务能力。

(3)区域物流协同化:借助数据共享交换与互联互通技术成果,重点开展全产业物流供应链无缝化协作、区域港口群网络资源一体化协同调度等系统建设与应用示范,构建物流供应链一体化化协作网,推动物流供应链协作与资源整合协同创新。重点实现覆盖全产业的物流供应链服务电子化、网络化、无纸化和“一单制”,通过物流信息集成和共享,实现物流上下游供应链的无缝衔接,实现物流资源的连接与互联互通,实现区域港口群节点网络、腹地无水港运输网络、港航运输网络的网络化资源整合与协同调度,优化物流供应链管理与资源调度能力。

(4)客户服务便捷化:借助移动互联网、云计算、数据交换、智能化分析与决策等技术成果,完善物流综合信息服务平台、口岸协作服务系统、管控与决策分析平台等系统建设,构建客户线上业务与信息服务门户,推动服务便捷化及贸易便利化创新。重点打通各港航要素之间的业务流程和关联应用,实现包括查询、预约、受理、电子结算等在内的线上作业模式,汇集融合堆场堆存、进出闸口、集卡运输、口岸放行、货物装卸、船舶动态等物流信息,通过网络、手机移动终端等多种方式,实现货物由承揽、转运、运输、交付的全程跟踪,为用户提供一站式、定制化的港口物流全程可视化服务和物流管理服务。推动跨部门、跨行业数据交换共享,推动实现港口与海关、海事、质检等口岸单位的信息一体化,促进贸易与运输便利化服务水平,助力自贸区业务发展。

(5)业务与服务模式创新化:借助可视化、大数据、云平台、移动互联网等技术成果,充分利用全产业供应链与港口物流网络的优势,探索物流交易、电子商务、大数据分析、可视化数据服务、港口社区管理等系统建设,探索构建港航及物流资源集聚“互联网+”创新平台,推动智慧港口物流参与方全方位信息集成、可视化和业务创新。重点通过对各方面信息的收集、分析和整合,获取行业洞察并探索开发新的商业模式、运作模式,确立价值增长点。深入建立合作关系,为各方营造开放创新的环境和系统平台,以最佳方式利用港口生态圈,展开规模化运营,构建创新机制应对企业间合作在战略、运营和文化层面的挑战,从而实现开放而协作、高度互联、数据化和智能化的智慧港口生态圈体系。

五、我国典型性“智慧港口”架构设计与实践

(一)以“区域物流与供应链一体化协作”为建设核心与特点的智慧港口建设实践

此类建设实践以数字化供应链应用系统为核心,主要开展:一是聚焦“一条链”协作的物流上下游产业链衔接与协作系统建设,主要包括OTM(运输管理系统),WMS(仓库管理系统),客户协同平台协同,供应商协同平台系统,结算协同平台系统,运力协同平台系统等;二是聚焦实现“货运一单制”电子订单系统建设,主要包括ERP/WMS订单接入系统、订单生成系统、订单管理系统、电子回单系统、自动对账系统、运管监管系统、统计分析系统等;三是聚焦“多张网”的港口物流资源整合管理系统建设,主要包括港口信息互联互通系统、虚拟无水港与物流资源协同调度系统等。

开展此类建设实践的港口,主要需要依托港口对相关产业的全面覆盖和业务掌控,从而围绕“港口+物流+工贸”这一主要链条,从资源整合、产业协同以及提高整体竞争力、发挥整体效应的角度,推进开展物流上下游产业链衔接协作、“一单制”全程物流经营人运作等智慧物流新模式的探索和创新。一方面是在“港口、物流、工贸”协同发展战略的指引下,协调产业链、物流链多方资源,重点解决各环节的业务衔接问题,构建贯通北部湾物流网络和产业链通道的“一条链”;二是整合港口、物流与上下游产业链、多式联运等行业信息资源,通过优化再造业务流程,辅以先进的供应链管理技术手段,重点解决整条链的协作问题,从而面向制造商、货主、货代、班列运营人、公路承运人、场站经营人等企业,提供覆盖全程物流+产业链的一体化协作业务解决方案和操作服务支持,打造先进的“门到门”全程物流运输链协同服务业务模式。

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图3以广西北部湾港为例的“区域物流与供应链一体化协作”智慧港口建设网络

Figure 3 – An example Smart Port Network focus on "regional logistics and supply chain integration" to build in Beibuwan port of Guangxi

(二)以“业务流程协同及增值服务”为建设核心与特点的智慧港口建设实践

此类建设实践以推进港口业务协同模式、客户服务模式创新为核心,一是聚焦“衔接、协作、互换、联动”,通过港口物流智能化业务处理中心系统的重构集成整合,实现相关业务系统的重构、协同与融合,显著提升港口物流业务的协同联动与资源优化配置,解决港口物流业务各环节的业务信息链脱节、无法融合和及时共享的问题;二是在此基础上,通过对业务处理中心基础业务与协同服务的抽取、集成、重构与调度,实现包括业务受理、物流协同、运营作业、财务结算、口岸监管、金融商贸等在内的业务服务全方位、立体化和精准需求匹配与支持,实现从港口物流“一站式”综合信息服务门户向着面向客户多样化应用场景、可实现智能化服务协同、组合与调用的港口智慧物流跨界服务平台的转型升级,重点满足客户在交互方式多样化、信息与服务获取便捷性和可靠性、信息的透明度与及时性、物流全程可视化、沟通渠道畅通性、流程优化与精简等方面的服务需求。

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图4 以大连港为例的“业务流程协同及增值服务”智慧港口建设

Figure 4 – An example Smart Port Network focus on "Business process synergy and value-added services" to build in Dalian port of Liaoning

(三)以“开放式业务创新平台”为建设核心与特点的智慧港口建设实践

此类建设实践以推进港口业务模式创新为核心,主要通过借助新技术带来的新动能,通过建设开放式创新环境加强内外部协作,充分调动中小型企业参与创新的积极性,形成更广泛的创新基础,以及价值创新和开放式创新带来的新格局,着力打造基于自动化码头调度港口协同调度和智能运营平台、港口物流枢纽集疏运协同平台、多元化的港口物流交易服务平台、航运金融及大数据服务等平台,从而支撑港口由单纯的物流运输节点向供应链平台和贸易平台转型。通过相关系统建设,为港口物流各方营造开放创新的环境,以最佳方式利用港口生态圈,拓展展开规模化运营,构建创新机制以应对港口物流企业间合作在战略、运营和文化层面的挑战。

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图5 以上海港为例的“开放式业务创新平台”智慧港口建设

Figure 5 – An example Smart Port Network focus on " Opening business innovation platform " to build in Shanghai port

(四)以“互联网+港口”拓展应用为建设核心与特点的智慧港口建设实践

此类建设实践以建立“互联网+港口”物流集成应用体系为核心,主要通过多式联运一体化运作与“一单制”应用、基于“海外仓+平台+体验店”港口跨境电商运作、基于“互联网+”的全程物流协同化运作与综合服务以及“互联港+”智慧物流大数据应用与服务中心等系统平台建设,推进“互联港+跨境贸易”物流服务、港口跨境电商运作模式、“一站式”区域性港口物流综合信息枢纽、基于“数据驱动”定制化增值信息服务与决策支持应用等应用服务创新,并尝试在“互联港+金融+供应链”金融多元化服务与配套服务链等多方面的拓展应用创新。

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图6 以营口港为例的“互联网+港口”拓展应用智慧港口建设

Figure 6 – An example Smart Port Network focus on " Internet + Port " to build in Yingkou port of Liaoning

(五)以“危险货物安全管理与防控”为建设核心与特点的智慧港口建设实践

此类建设实践以建立“监管一张网”的港口危险货物安全管理体系为核心,主要通过港口安全业务协同管理系统、化工储区安全管理可视化系统、集装箱危险货物堆场安全管理可视化系统、智能化应急预案管理系统、港口安全应急指挥调度管理等系统建设,通过应用移动互联网、高精度遥感测绘、北斗定位、GIS、物联网监测、大数据(应急评估模型分析)等技术,构建以港口危险货物为业务主线的信息化管控系统,增强港口危险货物信息动态智能化监控和安全监管能力,提升危险货物突发事件、应急处置与指挥决策能力,从而推进港口智慧物流建设和实现港口危险货物管理与监管的智能化。

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图7 以宁波舟山港为例的“危险货物安全管理与防控”智慧港口建设

Figure 7 – An example Smart Port Network focus on " Safety management and prevention and control of dangerous goods " to build in Ningbo-zhoushan port of Zhejiang

 

参考文献

[1]交通运输部,关于推进交通运输信息化智能化发展的指导意见,【2013】

[2]交通运输部,关于开展智慧港口示范工程的通知(交水函〔2017〕101号)

[3]上海市交通委员会,关于加强智慧交通体系建设的指导意见,沪交科【2015】721号;

[4]刘艳,面向全程物流的智慧口岸建设实践,大连港口集团有限公司;

[5]任海东,港口危险货物信息化管控的探索,宁波舟山港股份有限公司;

[6]上港集团-埃森哲,智慧港口:带动未来贸易, 2015;