孙付春，杨斌
(山东省港口集团有限公司，山东青岛266000)
摘要：为进一步推动山东省智慧港口的建设，基于工业4.0集成概念在港口行业的延
伸，总结多维度集成的设计理念和原则。总结国内外智慧港口发展经验，着重说明：单一
灭白蚁“自下而上”发展之路挑战重重，只有“上下结合、双线发展”之路，整体自主决策智能串
联港口生态，才能推动智慧港口建设。介绍智慧港口技术在山东港口自动化码头、干散
货码头、件杂货、综合物流服务平台方面的实际应用，说明山东港口在智慧港口建设方
面的优势。
关键词：港口；智慧；绿；CP4.0；自动化
0引言
2019年，山东港口实现货物吞吐量丨3.2亿t，居全国沿海港口第1位，集装箱吞吐量2956万 TEU，居全国港口第2位。2020年上半年，在疫情 形势紧张和国际贸易不确定性加大的情况下，山东港口集团实现难能可贵的“双增长”：完成货物 吞吐量7亿t，同比增长7.1%；完成集装箱吞吐量 1 478万TEU，同比增长2.5%。
从20世纪60年代至今，港口行业每20 a就 会经历1次转型升级，从机械化、自动化到信息 化。今天，以人工智能为代表的智能时代大幕已经 拉开，以光电、风电等可再生能源为代表的绿时 代也已经来临，站在全新时代的起点上，未来港口 智慧绿升级之路需要当代港口人的深人思考。
1港口发展新形势
“更加注重经略海洋”“加快建设世界一流的 海洋港口”是习近平总书记对港口行业的殷切期 望，也是港口行业工作的总遵循。但是.港口发展 也面临着复杂的新形势。
从全球贸易看，由于新冠肺炎疫情和国际贸 易形势的不利影响，港口行业面临前所未有的挑 战；从时代趋势看，港口 4.0大幕开启，以AI、5G 为代表的一系列新技术在港口应用发展迅猛；从 港口业态看，从“轨到轨”到“门到门”和“端到端”的全程多式联运区块链应用，急需港口打造通联 融合的“万能接口”；从时代使命看，作为基础性、枢纽型重要设施，经济发展的重要支撑，港口应在 智慧赋能、绿发展中走在前列，彰显作为。
港口的发展重点和方向主要有2个特征：自主智能、绿共享。一方面，未来港口是高度无人 自主智能化的，即人与机器智能在战略决策层面 深度智能交互，设备设施无人作业，高度自主智 能，万物互联、整体协同；另一方面，绿能源得 到广泛应用，港口发展与人、与自然、与生态和谐 共生。
2智慧港口发展现状
放眼世界，全球港口正加快脚步奔向智慧未 来。以世界主要集装箱港口自动化升级情况为 例：截至2020年上半年，全球共有51个建成和 在建的自动化码头，其中亚洲最多，达22个。在 51个自动化港口中，2010年之后建成的和在建的有36个，其中近50%是全自动化码头，远远高 于2010年之前的全自动化码头总和。
在国内，各大港口积极响应建设世界一流海 洋港口的号召，加快推进智慧港口建设，其中：厦
港口科技•智慧港口
门远海开启我国首个全自动化集装箱码头的探 索；上海港建设洋山四期集装箱全自动化码头，打 造“3E”智慧港口；山东港口青岛港推进“氢+5G”全自动化码头建设；天津港推动无人驾驶电动集 卡规模化应用；宁波港在建设5G智慧港口；广州 港、招商深圳海星码头、重庆果园港等在推进新形 式自动化方面进行着积极尝试；神华黄骅港、山东 港口烟台港等在大宗干散货、油品作业自动化方 面进
行有益探索。中国港口智慧港口建设等方面 既取得积极成效，也积累丰富经验，呈现出良好的 发展格局，逐渐引领世界港口发展潮流。
论语解释3集装箱港口 4.0实践周星驰电影列表
2018年，新加坡港完成集装箱吞吐量3 660 万TEU，排名世界第2。无论体量、当前先进程度、以及对未来科技的重视，新加坡港都是世界领先 的。在下一代港口建设和开发上，新加坡也在积极 推进，新加坡港务集团邀请其合作伙伴共同参与 建设第4代集装箱港口（CP4.0)。CP4.0是未来港 口转型的蓝图，其核心包括互联社区、智能机器系 统、环境可持续和集装箱装卸全自动化。新加坡走 的是一条“自下而上”升级的经典之路，即从局部 自动化、智能化着手，各个击破、逐一升级，最终目 标是互联后走向智慧。
CP4.0的技术和概念非常先进，但是在发展道 路上依然存在诸多挑战。从微观生产看，局部效率 得到优化，但整体效率提升远低于预期；从宏观和 本质看，需要做到单点智能的决策透明、可解释，并 串联各个单点局部，整体审视港口，整体协同决策。最为关键的整体决策中的自主智能依旧没有具体 方案。
单一“自下而上”发展之路挑战重重，远非坦 途。一是自动化、单点局部智能的堆砌依然是割裂 的，无法应对现实的多变复杂性、整体系统性的挑 战；二是一味地“自下而上”还原发展道路，很难有 效整合
、串联现有单点自动化和局部智能化；三是 方法和技术面向学习、预测、分类时，无法推理，很 难解释因果；四是系统“孤岛”难以形成互联互通；五是即便互联互通，也难以整体思考决策；六是投 资大、见效慢。
面对上述问题，需要探索一条属于中国港口、独特全新高效的智慧化发展之路。在局部自动化、智能化升级后，最终需要解决中央决策大脑的难 题。让中央大脑“理解”港口，使港口变得可计算、能思考、会决策，让智慧升级少走弯路，自主智能 中央决策大脑将会补齐智慧升级整体战略最后、最重要的拼图，使“自上而下”变为现实，从而到 “上下结合、双线发展”之路，串联港口生态。
4山东港口的智慧港口建设
4.1建设实践
基于工业4.0集成概念在港口行业的延伸，山东港口总结多维度集成的设计理念和原则。多 维度集成包括从通信等基础设施到设备、生产、管 理、服务、决策的一体化运营，从港口、航运到金融 的跨行业延展，从装卸、物流、海关到客户的价值 链贯通等。
自上而下、顶层设计保证目标的一致性和先 进性，统一规划保证项目的一致性和贯通性。通过 现有资源和技术的积累，对传统码头进行升级改 造，做好新老系统建设的统筹。山东港口智慧绿 港标准规范体系设计见图1。
響智慧大脑数据集成 数据治理 数据集市；数据挖掘洞察分析数字孪生数据标准
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您智慧服务：：门户/社交I办公协同 I员工服务 I客户体验和服务电子商务服务标准智慧管控 一财务管理p■—又才'管一沒资管理)统一*享管团灰東管理卑户关系管理管控标准
^智慧生产产调度 港区作业 集疏运 智能闸口安S：环保"板4业_务系统。作业标准
T O智慧装备 装卸设备 辅助设备 _物流设备 闸口设备；绿能源设备设备标准智慧基础数据库数据总线开发平台 5G/IoT AI/区块链天气/水文GIS计算中心技术标准■智慧绿港标准体系智慧绿港评价体系|绿港口工程建设体系
• 2•
智慧绿港安全体系
图1山东港口智慧绿港标准规范体系设计
李开明 吴亦凡港口科技•智慧港口
根据山东港口建设国际领先的智慧绿港、物流枢纽港、产城融合港、金融贸易港、游轮文旅 港等5个战略定位，根据现有模式与能力的差距，按照管控、协同、创新的路径，就6大方向进行布 局，分别为数据决策透明化、平台服务生态化、战 略管控一体化、生产调度智能化、设备作业自主 华、基础框架智慧化。
2020年5月19日，交通运输部批复山东港 口作为智慧港口建设试点单位，山东港口按照 “自上而下”与“自下而上”相结合策略，确定“一 二三”的战略布署。“一”是指“一套标准体系”，形 成一批覆盖局部技术到整体数字化业态的智慧 港口标准体系；“二”是指“两大平台”，即山东港 口智慧大脑平台和山东港口云生态平台；“三”是 指“三大工程”，即自动化集装箱码头信息系统工 程、传统码头智能化改造工程和智慧港口信息基 础设施工程。
2020年6月2日，山东港口在青岛市举办一 流智慧绿港口建设推进大会，来自政府、行业部 门、各高校院所、合作企业、金融机构等业内专家 学者齐聚一堂，开展需求对接和技术研讨。
2020年8月8日，山东省政府在青岛市召 开“一带一路”陆海联动研讨会，成立由5名中 国科学院、工程院院士领衔，清华大学、复旦大 学、同济大学、交通运输部水科院、中国港口协 会等专家组成的智慧绿港口专家委员会，并 评审通过《山东港口智慧绿港顶层设计方案》，涵盖“智慧基础、智慧装备、智慧生产、智慧 管控、智慧服务、智慧大脑”等6大体系、39个项 目。
明星三级片
4.2应用场景
山东港口坚持脚踏实地，扎实做好智慧绿 基础性工程建设。描写人的四字词语
在自动化码头方面，山东港口不断优化提升 青岛港集装箱全自动化码头等工程。青岛港集装 箱全自动化码头采用垂直岸线布置，实现全要素 信息流广泛互联、全流程自动化、一站式智能化港 口服务。项目解决一键锚定、永续充电、自动摘锁、AGV轻量化等世界难题，作业效率提升30%，缩 减人员50%以上。日照港集装箱自动化堆场推进 新型平行岸线全自动化码头建设，运用5G通信、试用无人集卡，外来车辆能够深人堆场，码头与堆 场设备配比降低，传统码头与自动化码头可混合使用，大幅降低建设成本和综合能耗，项目做到 “经济版自动化”，相比传统集装箱码头，人员节省 75%以上。
在干散货码头方面，烟台港干散货自动化码 头综合运用卫星定位、激光扫描、三维仿真、大数 据等技术，实现装卸作业设备的自动化控制和堆 场3D数字化管理，建设完成作业流程全自动的 大型专业化、干散货码头。改造后的码头综合装卸 效率提升8%，耗电量平均降低5%，混配精度偏差 控制在0.06%~0.17%，混配质量处于行业领先水 平。另外，烟台港综合统筹200万m3库区容量，跨 越6市560 km、2 000万t原油输送能力，通过全 息计算模型和支线管输优化算法，建立管道“智 脑”系统，实现从单机自动化到系统辅助决策、自主决策智能化的转变。
在件杂货方面，山东港口采用人工智能深 度学习算法实现木材、钢材、集装箱的智能理 货，改变传
统码头室外理货方式，在粮食作业中 引入全密闭、全天候和全自动作业系统和机器人码包装火车工艺。通过多年的学习、应用和实 践，山东港口逐渐建立起来涵盖集装箱、干散 货、油品和件杂货作业的全体系、全流程自动化 系统。
山东港口正在整合“云港通”“舟道网”等综合 物流服务平台，搭建起车、船、货、港、查验单位沟 通信息、业务办理的万能接口；加入全球航运商业 网络(GSBN)，推进外贸钢材、大宗商品交易区块 链应用，建设“山港易付”金融平台，构建起“互联 网+港口 +业务”的新型业态；高效、广泛地应用 绿环保新技术，通过建立太阳能光伏、风力、氢 燃料、储能供电和LNG等综合供能系统，建设智 慧绿能源生态平台，实现循环、低碳、绿发展。
5结语
面向未来，山东港口将秉承创新、协调、绿 、开放、共享理念，广泛、高效采用新一代数字 和绿科技手段，打造卓越的智慧运营能力、服 务协同能力、融合创新能力和可持续发展能力，为客户提供优质便捷的物流供应链服务，为合作 方提供丰富的业务创新机会和能力，成为良好港 口生态的基础构建者、产业生态的重要协调人、绿生态的引领践行者，为打造世界一流海洋港 口做好支撑。
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