智慧港口是指借助物联网、云计算、大数据、智能感知等新一代信息技术来对港口供应链各核心的关键信息进行深度计算与广泛互连，实现港口供应链上的各种资源和各个参与方之间无缝连接与协调联动，从而对港口管理运作做出智慧响应，形成信息化、智能化、最优化的现代港口。港口作为承载着全球90%贸易的海运枢纽，在促进国际贸易和经济发展中发挥着至关重要的作用。发展智慧港口能够有效提升港口作业效率，纾解日益增加的港口运输压力，服务“一带一路”建设，同时顺应了时代发展趋势，成为利用现代科技手段促进我国智慧交通发展的重要方面。
1. 发展环境政策支持：多项智慧港口政策落地，指引行业从技术落地到加速推广
作为“21世纪海上丝绸之路”的重要节点，港口在“一带一路”建设中有着举足轻重的作用。近年来国家出台多项利好智慧港口行业发展的相关政策，加快智慧港口建设。2017年1月，交通运输部发布《关于开展智慧港口示范工程的通知》，首提“智慧港口”，指出“依托信息化，重点在港口智慧物流、危险货物安全管理等方面”，重视智慧港口的安全与物流建设。随着5G等新兴信息技术的发展，2020年8月，交通运输部出台《关于推动交通运输领域新型基础设施建设的指导意见》，对建设智慧港口的技术落地提出更为细致的要求，要求“引导自动化集装箱码头、堆场库场改造，推动港口建设养护运行全过程、全周期数字化，加快港站智能调度、设备远程操控、智能安防预警和港区自动驾驶等综合应用。”随着部分标杆性智慧港口陆续建成，国家对加快各地智慧港口建设提出了新要求。2021年9月与2022年1月，交通运输部与国务院分别发布《交通运输领域新型基础设施建设行动方案（2021—2025年）》与《“十四五”现代综合交通运输体系发展规划》，都对具体港口的智能化改造要求进行明确，如“推进厦门港、宁波舟山港、大连港等既有集装箱码头的智能升级，建设天津港、苏州港、北部湾港等新一代自动化码头”，“推进大连港﹑天津港、青岛港、上海港、宁波舟山港、厦门港﹑深圳港、广州港等港口既有集装箱码头智能化改造。建设天津北疆C段﹑深圳海星、广州南沙四期、钦州等新―代自动化码头。”多项政策落地，使得我国智慧港口行业的发展方向和发展目标逐渐清晰。
技术驱动：5G和人工智能两大引擎助推智慧港口发展
人工智能、大数据、云计算、5G、区块链等技术进步为智慧港口提供发展动力，其中5G与人工智能技术是两大主要发展引擎。5G的大带宽、高时效、大连接在港口各类业务中优势突出，可降低垂直运输系统中桥吊、轨道吊、轮胎吊的远程控制误差，以及水平控制系统中集卡和AGV的远程调度时延，从而提高作业可靠性。此外，大数据积累和深度学习算法进步使得人工智能技术在港口领域发挥作用。深度学习技术作为人工智能的核心技术之一，目前已经克服了传统机器学习算法依赖人为特征建立与筛选的限制，在计算机视觉与自然语言处理等诸多方向都取得了较好的实践结果，应用于港口智能理货、智能安防、自动驾驶、风险预测管理、金融异常检测等多个领域。在技术进步的推动下，智慧港口有望进入智能化发展的新阶段。
市场需求与痛点：传统港口效率低下，贸易增长与港口整合推动智慧港口建设
当前，中国是世界第一贸易大国，也是港口大国。根据Alphaliner数据，2021年在全球港口货物集装箱吞吐量排名前十名的港口中，中国港口占据七席，且集装箱处理量年增速仍较高，对港口效率的提升提出了挑战。与此同时，传统港口发展既面临劳动力成本攀升、劳动强度大、工作环境恶劣、人力短缺等痛点，又面临港口腹地重叠、货类重叠的同质化竞争，降本增效成为港口企业的共同诉求。智慧港口利用互联网和大数据实现港口的智能化、自动化和无人化，助推港口转型升级和企业提质增效，是港口发展的必然趋势。自2019年以来，我国港口资源整合速度明显加快，如山东省和辽宁省的港口资源整合，统筹全省港口发展，这对提升港口作业效率，实现对港口的统一调度管理提出了新要求。在此背景下，提升港口管理水平，打造智慧港口迫在眉睫。
智慧港口应用场景较多，主要为智能识别、自动驾驶、智能装卸、智能监控等四大应用领域
智能识别：准确快速地获取集装箱数据是提高港口效率的关键。智能识别主要运用计算机视觉对集装箱箱号、箱型、装卸提箱状态、铅封有无等进行识别，覆盖集装箱装卸船、堆放、理货、验残、提箱、出关等全流转环节，突破了传统OCR技术易受外界干扰而导致识别准确率较低的技术限制，从而大幅提高物流大数据的流转效率。
自动驾驶：主要满足集装箱水平运输需求，用于岸桥与堆场之间的集装箱运输。当前港口运输自动化的三种运输方案分别为自动驾驶集卡、自动驾驶跨运车与AGV，其中自动驾驶集卡由于无需场地改造，场景适用性强，单车成本低，成为当前我国港口运输自动化的主流解决方案。基于5G、高精度定位与车路协同等技术，当前可实现集卡无人驾驶以及实时路况回传，方便控制中心监管运输进度，实时查看车辆的感知与规划信息。
智能装卸：主要满足集装箱垂直运输需求，包括桥吊、轨道吊和轮胎吊。桥吊用于集装箱从船到岸的装卸，轨道吊与轮胎吊用于堆场内集装箱的搬运与整理。二者都在传统港口模式下需要工人长时间高空低头作业，对身体伤害大。现阶段智能装卸通过应用远程控制技术，司机可以在中控室利用高清监控设备远程查看现场情况并通过电脑屏幕进行监控和指示操纵，能够提升安全系数，节约人力成本。
智能监控：安防系统是港口日常生产运营的重要保障。利用云计算与云存储技术，港口安防系统可以满足进出港车辆分析、驾乘人员面部识别、火灾分析、烟雾分析、禁区报警等智能监控分析需求。而数字孪生港口运营仿真平台的诞生，进一步扩大了智能监控范围。利用数字孪生技术，港口可接入各类箱体信息，实现超大规模集装箱体的动态生成与同步，也可通过显示拖车正在执行的计划指令轨迹和实际运行轨迹，协助安全人员实时监控异常状态，保障安全运输。
智慧港口建设现状
近年来，我国各地区港口正在加速推动数字化、智能化、低碳化转型。2017年12月，上海洋山港四期自动化码头投入运营，成为世界上最大的自动化集装箱码头，装卸运输均采用自主研发的智能系统，实现港口智慧化自主可控。2021年1月，天津港完成传统集装箱码头的全流程自动化升级改造，用数据驱动港口敏捷运营，从而降低港口单箱能耗和综合运营成本。此外，天津港还在低碳化领域持续创新，其北疆港区C段智能化集装箱码头已经投产运营，能够实现绿电自发自用、自给自足，码头运营全过程零碳排放。
3. 发展趋势智慧港口建设落地进程加快，区域港口整合成为大势所趋
当前，我国智慧港口建设已从探索阶段逐步走向成熟，各地智慧港口落地进程加快。然而，由于智慧港口建设投资大、周期长、要素多，再加上技术储备、资本积累、创新能力、人力资源等不足现实情况，决定了智慧港口发展将是一个长期、持续和渐进的过程。基于各港口智慧化技术赋能，以及国家优化港口布局、协调地域经济等供给侧的顶层战略规划，未来区域港口整合将成为大势所趋。
港口智慧决策与高附加值的综合物流服务成为未来发展方向
当前港口基础设施决策系统仍存在智能性和灵活性不足的问题，部分运营环节仍需依赖人员后台操控。未来依托海陆一体化，拥有广阔且交通便捷的经济腹地的第四代港口，将进一步挖掘、分析与应用港口数据资产，通过机器学习算法优化，大幅提升港口智慧大脑的运筹优化和智能决策水平，真正做到智慧决策，减少对人力的依赖。此外，作为多式联运的结合点，港口供应链上下游企业之间的信息流、物流、资金流的协调整合需要强有力的连接。随着数字经济及智慧港口时代的到来，依托信息网络支撑，延长对上下游企业的服务链条成为港口创新营收的新出路。未来，提供多式联运、保税物流、全程物流服务、供应链金融等高附加值数字供应链服务，将成为推动港口发展的重要方式之一。
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