智慧港口系统

龙源期刊网

宁波智慧港口发展研究

作者：陈燕芬 郑静

来源：《中国经贸》2014年第03期

【摘要】智慧港口建设是宁波打造国际强港的重要任务。因此，本文在清楚界定智慧港口的定义基础，针对宁波港智慧化建设中存在的问题，提出宁波港智慧化建设的建设目标。

【关键词】智慧港口；信息；发展

一、智慧港口的定义

智慧港口是指充分借助物联网、传感网、云计算、决策分析优化等智慧技术手段进行透彻感知、广泛连接、深度计算港口供应链各核心的关键信息，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。

二、宁波港口智慧化面临的问题

1.感知网覆盖面有限，自动识别能力偏弱。目前，宁波港基本实现集装箱货物信息的自动采集，主要码头、航道的可视化监控。无法实现“人、交通工具、货、设施设备”的基本信息、运营状况、运营环境等的感知、监控；在内河航道、客运码头等地区还未实现视频监控点的覆盖；现有的监控设备中有些摄像头是固定不能移动，其可视范围有限，导致出现监控盲区；由于采用租赁企业视频监控系统的模式，视频监控的区域广度、可视范围和画面质量都受到企业自身视频监控系统建设的条件限制，自动识别、报警危险情况能力偏弱。

2.信息资源整合程度不高，制约部门间的业务协同。港口的生产资源、经营资源分属各部门管辖，处于各自为政、条块分割的状态，使纵向的信息交互与沟通相对顺畅，横向的信息共享与协同水平不高，缺乏统一协调共享机制和交换渠道。各部门的信息系统无法整合，信息资源无法通过交换层面实现共享，使港口集团业务部门之间、集团同基层公司之间无法实现生产业务协同工作，大大降低了生产作业效率。

3.建设还处于信息处理阶段，缺乏智慧决策支持。经过近几年的努力，宁波港口信息化建设步伐明显加快，基本搭建了信息系统的五大体系。在电子政务、电子商务、各部门的信息化及信息流转配套处理方面都有长足进步，但港口智慧化不仅仅是将手工数据处理方式转变为计算机处理，也不仅仅是对传统的经营、管理、生产等环节进行简单计算机模拟与再现，而是利用云计算、模式识别、决策支持、仿真技术等各种智慧技术进行数据深入分析和作出客观、及时、准确的决策。

智能港口评价指标体系

随着全球贸易的快速发展，智能港口已经成为枢纽物流的重要组成部分。如何评价智能港口的效率、安全、可持续性等方面，成为众多港口管理者和决策者关注的问题。为此，本文将从港口运营效率、港口安全性、港口环境可持续性等方面，介绍智能港口评价指标体系。

一、港口运营效率

港口的运营效率是影响其发展和竞争力的关键因素。智能港口的评价指标体系应包括以下因素：

1. 码头周转时间：衡量船舶在港口停留时间的长短，这直接影响到港口船舶的泊位使用率和码头效率。

2. 货物堆放效率：产品的堆放顺序应合理，能够实现最佳空间利用率和货物存储效率，从而降低搬运成本。

3. 货物装卸效率：自动化装卸设备应用能够大大提高作业效率，减少装卸时间和工人数量。

4. 智能调度：通过智能算法优化堆场、码头等资源分配，降低了人工干预的程度，提高了资源利用率和吞吐量。

上述指标对于评价智能港口运营效率非常重要，是未来港口发展的关键考量之一。

二、港口安全性 港口安全是评价港口优劣的另一个重要因素。智能港口的评价指标体系应包括以下因素：

1. 防范措施：包括防火、防水、防盗等，保障货物的安全。

2. 火灾监测：港口应设置自动化火灾检测系统，能够高效率地及时发现、监测火灾风险，防止货物和设施被烧毁。

3. 水环境监测：通过水环境监测系统实现对水质的实时检测，保障港口环境安全。

4. 交通安全：港口应设置限速和交通警示系统，加强物流车辆的管理和安全。

以上指标对于保障港口安全非常关键，以防范一切人为、自然因素造成的危害。

三、港口环境可持续性

智能港口对于环境的保护和可持续发展非常重视，这也是评价智能港口的重要标准之一。智能港口的评价指标体系应包括以下因素：

1. 能源利用：智能港口应优先使用可再生能源，例如风能、太阳能等，减少污染物的排放。

2. 处理废弃物：港口应设立废弃物处理站，强制所有港口企业在其内部对废弃物进行分类处理，生物可降解的应当在回收利用。

智慧港口系统

智慧港口系统是一种基于先进技术和信息化手段的智能化管理系统，旨在提高港口的运营效率、安全性和可持续发展能力。该系统集成了物联网、大数据分析、人工智能等技术，能够实时监测和管理港口的各项运营活动。

一、系统架构

智慧港口系统的架构包括硬件设备、软件平台和数据中心三个主要部分。

1. 硬件设备：智慧港口系统的硬件设备包括传感器、监控摄像头、RFID标签、智能门禁系统等。这些设备能够实时获取港口各个区域的信息，并将其传输到软件平台进行处理。

2. 软件平台：智慧港口系统的软件平台是系统的核心，包括数据采集、数据处理、数据分析和决策支持等功能模块。通过对传感器数据的采集和处理，软件平台能够实时监测港口的船舶、货物、人员等信息，并提供相应的报警和预警功能。

3. 数据中心：智慧港口系统的数据中心是存储和管理港口各类数据的地方，包括历史数据、实时数据和分析结果等。数据中心采用云计算技术，能够实现数据的备份、共享和安全存储。

二、功能特点

智慧港口系统具有以下功能特点：

1. 实时监测：通过传感器和监控摄像头等设备，系统能够实时监测港口的船舶、货物、人员等信息，包括位置、状态、数量等。

2. 数据分析：系统能够对采集到的数据进行分析和处理，提取有价值的信息，并生成相应的报表和统计图表，为港口管理者提供决策支持。 3. 预警管理：系统能够根据设定的规则和阈值，对港口的运营情况进行监测和分析，一旦发现异常情况，系统将及时发出预警信息，帮助管理者采取相应的措施。

4. 资源调度：系统能够根据港口的实际情况和需求，对船舶、货物、人员等资源进行合理调度，提高港口的运营效率和资源利用率。

5. 安全管理：系统能够实时监测港口的安全状况，包括防火、防盗、防爆等方面，一旦发生安全事件，系统将及时发出报警信息，并协助管理者进行应急处理。

6. 环境监测：系统能够监测港口周边环境的变化，包括气象、水质、噪音等方面，为港口管理者提供环境保护和治理的参考依据。

DGPS自动纠偏与箱位管理系统

基于DGPS的轮胎吊自动纠偏与箱位管理系统采用差分GPS技术得到厘米精度的位置数据，建立码头区域的二维坐标系。在数字化堆场中确定轮胎吊的位置和行驶偏差，结合大车电机编码器数据推导，根据轮胎吊运动经验模型，实现轮胎吊的箱位检测和自动纠偏功能。

系统描述

DGPS终端通过无线网络将机器位置和作业信息传送给服务器，服务程序全景显示堆场状况，记录并维护堆场上集装箱的堆放情况，分析堆场和操作任务情况，实现箱位管理功能；系统同时实现了过箱防撞、任务提示和位置导引等功能。

该系统能够减少因司机疲劳驾驶产生的故障，提高操作的效率和安全性。

性能和参数

• 定位精度：<15mm；位置检测总体有效率：>99%；

• 控制刷新率：1~5Hz；自动纠偏有效率>98%；

• 行走偏差：启动和停止阶段为±100mm,；正常行走阶段为±50mm； • 启动和停止时间：6~8秒；

• 供电：220V；功耗：<25W；运行温度：-20～50℃；

• 支持冷藏箱、普通重箱，20尺、40尺和45尺集装箱堆场；

• 适应各种不规则的堆场和轨道，支持轮胎吊、轨道吊等各种堆垛机械；

• 总控服务软件支持二维场景显示，可扩展至三维显示。

应用方案

该产品主要应用于集装箱堆场的轮胎式龙门起重机(简称轮胎吊，即RTG)或轨道式龙门起重机(简称轨道吊，即RMG)，DGPS基站安装在码头制高点，基上终端安装在各个RTG上，和机械的电控PLC链接并进行数据交换，提供实时自动纠偏和箱位管理功能，提供防撞、精确导引和位置提示等辅助功能；服务器安装在码头监控室内，配合高清晰全景显示，实现对设备的监控管理和辅助调试，并实现堆场的管理功能。DGPS系统同时可以和码头业务管理系统(TOS)集成使用。

油改电自动纠偏与安全控制系统

本系统可避免“油改电”轮胎吊在行驶过程中因可视角度问题引起的碰撞事故，最大程度的体现了“油改电”节约成本的价值，大大减少了轮胎吊“油改电”出现的安全问题。充分提高了轮胎吊的工作效率，减少司机疲劳驾驶中出现的安全问题。