煤码头港口数字化智能化体系建设探究

煤码头港口数字化智能化体系建设探究

李鹏

河北华电曹妃甸储运有限公司063210

摘要：随着信息技术的发展，数字化智能化建设成为了当今世界各国经济发展中一个重要趋势。我国港口信息化起步较晚，但在国家“一带一路”战略中发挥着举足轻重的作用。港口作为重要的经济发展部分，对经济建设有着至关重要的作用。本文以煤码头港口数字化智能化体系建设为主要研究对象，从港口智能化概念以及港口的工作流程出发，提出了港口智能化发展的意义，对港口智能化面临的挑战进行分析，提出几点关于港口智能化发展的建议，并分析了港口智能化的几个案例，为建设具有中国特色的现代化数字化智能化体系提供理论支持与参考依据。

关键词：港口;数字化智能化体系;建议

一、引言

近几年，随着社会的进步和发展，智能化设备在人们生活中扮演着越来越重要的角色，其应用范围也日益扩大。港口作为物流运输中心之一是经济全球化、一体化过程中不可或缺的一部分。数字化物流技术为港口建设提供了新思路和新方法，它将成为未来现代航运业发展与生产方式变革方向，以及交通运输现代化管理模式创新相结合的主要内容。因此，我们必须要对传统智能化设备进行改进升级改造才能使其更好地服务于货物贸易活动之中。在这种情况下我们需要对港口数字化智能化系统进行探究，并在此基础上结合其发展特点，进一步实现港口数字化智能化物流的应用。

二、港口智能化概念

港口智能化是指以港口为中心，通过对信息的采集、分析和处理，利用先进技术手段构建出一种具有较高灵活性并且能进行远程监控与控制等功能的综合环境监测系统。它包括了计算机网络通讯系统、通信平台及各子系统之间相互连接协调作用，以及在各个方面都实现电子化管理。随着时代发展进步科技水平不断提高，为港口智能化建设提供了更有条件，港口数字化智能体系也得到广泛研究和应用，我国港口建设也有了更多的可能性。“智慧”是以信息化为基础，通过对环境数据进行采集、分析和处理后形成智能化系统。在现代信息化时代中，港口作为重要节点之一，应充分利用先进技术手段构建出一个集感知、决策及执行等功能于一体港口智能化的建设，智能化体系是一个具有巨大潜力并且能够有效推动我国海洋经济发展的重要内容，能够提高国家竞争力，提升服务社会功能及实现国民经济可持续发展战略目标。

三、煤炭作业码头的工作流程以及智能化体系的发展意义

（一）煤炭作业码头的工作流程

在现阶段煤炭作业码头生产作业中，需要耗费大量的人工、物力成本对煤炭进行运输，在运输的过程中，由于传统手动分散控制，人员的成本较高，设备联锁保护不连贯，增加电能损耗。煤炭在煤炭作业码头的运输流程简述如下，煤炭通过火车通过既定的路线运送到港口，到达港口之后由人工就地操控翻车机完成火车的接卸工作，煤炭沿着皮带机运至堆料机，由堆料机司机现场对垛、卸料；当煤炭需要进行装船作业时，由取料机司机现场对垛、取料，经皮带机运输，到达装船机，在装船指导员、舱口工和装船机司机等人员现象配合，将煤炭装载到指定船舶。

（二）智能化体系的发展意义

随着科技的发展，数字化智能设备越来越多，尤其是在港口领域。因此对信息传输系统提出了更高要求[1]。目前我国已经有很多企业开始使用计算机网络通信等功能来完成生产任务和管理事务、提高工作效率及保证安全运行。煤码头港口智能化体系建设完成之后可以实现煤炭的全自动集控运输，煤炭从火车到港的卸车，到船舶的疏港装船作业，现场无一人操控，全部实现远程集控操作，可以实现多人操控多机作业等。并且可以使用智能化设备对料场进行扫描，从而进一步来估算料场煤炭吨位、温度等情况。通过数字化智能化体系的建设，使得煤码头的生产作业现场做到了无人值守，节约了人工成本，降低了人员在现场的安全系数，同时大大提高了港口的装卸工作效率。

四、煤码头港口智能化发展面临挑战

近几年，国家经济发展越来越好，智能化技术在港口数字化建设中扮演着越来越重要的角色，尤其是一些大型复杂结构件和高精度集成电路(如MOSFET、ICP等)以及各种电子计算机系统，这些设备不仅体积庞大而且功能单一。这就对我国港口智能化物流体系构建提出了新要求，首先从硬件方面来看，由于目前国内大部分企业还没有形成自己完整成熟的物流配送网络平台，其次，在信息采集过程中，缺乏完善有效地数据分析和处理机制这就使得港口智能化物流系统的功能不完善，不完整。最后是缺乏相应配套服务，比如仓储信息管理系统、物流配送管理和运输调度等这些问题都严重阻碍了我国港口数字化智能化物流体系构建的步伐，也就制约着我国港口物流信息化建设。

五、港口数字化智能体系的建设

（一）大型机械远程监控

煤炭作业码头在工作的过程中，会遇到煤炭的装卸问题，这些煤炭的数量与港口的规模是成正比的，在大数据的环境下，港口的煤炭管理就能够通过数字化智能体系的构建实现管理。例如加强煤炭装卸设备的远程监控管理，加强料场场存的远程监控管理，时刻关注料场煤炭存量、温度等内容，为港口建设实时监控系统做准备。从前的港口的设备管理和维修与现今的港口发展需求不一致，因此需要更新港口的管理系统，使得港口的工作效率更加高效。港口的远程监控管理就是实现更新和优化港口管理系统的一个重要举措，港口的远程监控管理是在港口的计算机系统管理上建立的一套实时管理系统，另外该系统还融合了智能化系统和GPS定位系统，这些系统的融合能够使得港口的装卸工作更加高效，大型机械远程监控系统中还融入和PLC编程和DATAVIEW动态画面编程等大数据技术，这些技术能够实现远程监控系统对港口的情况实时监控和收集，当监控系统发现异常情况之后能够第一时间多工作人员发出警告，并且准确的定位到故障发生的位置，分析异常发生的原因，并且能够根据故障原因提出改善意见。远程监控平台的出现优化了港口的管理，并且减少了人工成本，将繁杂的工作简单化，并且能够帮助维修工作人员第一时间发现和解决问题，极大提高了工作效率。

（二）最优进出场规划系统

煤炭作业码头在工作中，料场是港口工作的核心内容，特别是我国的煤炭作业码头，一些港口的煤炭数量增加之后，一些堆场出现的问题也就随之而来，煤炭数量在港口增加之后就会导致港口场存空间不足，并且一些港口的设备跟不上，港口的工作效率会大打折扣。在大数据的环境中，就能够通过最优进出场的规划系统解决这个问题，提高港口的煤炭装卸工作效率，将煤炭的进出场合理的规划，构建出较为实际的进出方案[2]。最优进出场的规划系统会从港口的船只实际情况出发，利用系统中的自动配位功能规划好港口煤炭的位置，让混乱的煤炭变得更加有规划。其次，在利用最小预翻箱功能，实现港口工作去拿自动化处理，提高港口的工作效率，并且从港口实际情况出发，会更加符合港口的工作需求，并且满足港口的数字化智能体系建设的相关要求。

（三）仓库分析性决策系统

近几年，随着我国煤炭作业码头的规模不断扩大，港口的煤炭数量也在不断增加，因此在对煤炭进行管理的时候，除了利用全自动监控系统和进出场规划系统，还可以结合仓库分析性决策系统优化煤炭作业码头管理。传统的管理中，港口的报表形式单一，相关管理理念落后，因此导致管理很难创新，管理层的决策也不具有参考性，因此要实现数字化智能管理首先要将管理变得更为智能化，创新管理方式，管理部门可以创新港口的数据分析决策系统，以实现数字化发展的目标。另外，港口的各个部门的数据报表都需要及时进行更新，因此部门可以利用大数据建立一套数据分析决策系统，对港口的各种数据进行管理、分析和整合，实现港口的数字化管理，港口的报表就能够自动更新。另外，数据管理决策系统需要有一定的针对性，可以通过该系统构建港口的数据模型，用以分析港口的工作情况以及各种维度下会影响到港口工作的原因，提高港口的工作效率。

（四）个性化服务平台

传统的港口工作中，服务效率较低，大数据下可以在港口建立一个个性化的服务平台，可以实现账单的电子化，在进入港口的时候也能通过客户语音系统进行导航，可以在个性化服务平台中查询港口的信息，客户需要的信息能够在信息平台中获取到，这些就是港口个性化服务平台需要具备的内容[3]。个性化服务平台应该有三个系统，首先是客户系统，也就是客户端，客户端系统应该负责与客户进行交流，传递客户的指令，解决客户的问题。其次是中间层，需要负责将客户在客户端传输的指令转化成为对港口智能化系统的命令，协调客户端与服务器端之间的功能相互转换。最后是服务器端，服务器需要负责接收中间层传递出来的客户信息和指令，积极对这些指令作出相应反应，并处理，向客户端反馈结果。建立个性化服务平台能够提高港口的工作效率，能够更加便捷的解决客户问题，改善港口服务质量，这些对港口的数字化发展都有着极大的意义。

六、港口数字化的应用案例

2010年7月，广州海关首次推出了数字化智能系统，该系统是由深圳港口局和深圳市海事工业技术研究院共同研发的一个基于互联网上“海”字、IP证书等信息内容融合成一体的综合应用平台。

2016年9月份中广东省港务局发布《广东省海洋科技创新发展规划》。其中提到了:建设海洋知识产权法律体系。通过国家知识产权战略研究中心对广东沿海地区海域实施专利申请，实现数字化管理建立海洋知识产权法律体系,实现对广东沿海地区海域进行数字化管理，建设国家版权信息平台。

2016年3月，深圳市海事局发布《深圳港大数据中心建设方案》。该计划提出了基于海量数据库的智能化应用系统架构、功能模块设计与开发方法及技术框架等方面内容：首先是构建以电子口岸为基础并依托物联网、云计算和移动互联网三大支撑体系的智慧通关模式，其次实现对货物信息进行采集分析。最后利用“金关号”平台实现对港口货物信息的采集、存储和分析利用“金关号”平台实现对港口货物的分类管理，并在海量数据库中进行数据挖掘，完成电子口岸数字化智能化应用。广东省海洋科技创新发展规划明确了建设国家知识产权法律体系和相关配套制度。通过以上一系列措施将广东省海洋科技创新发展纳入到国家知识产权战略布局之中，同时加强与国际间的合作交流、互惠互助以及信息共享机制建立起一个由政府主导、企业参与协调的多层次全方位综合系统框架，实现对广东港口数字化智能管理模式进行科学规划。

2017年12月，被交通运输部列入智慧港口示范工程的河北港口集团“一键通”大宗干散货智慧物流示范工程启动，工程将实现港口物流全程“一单制”服务模式和港口作业信息协同化，从而提高港口物流运作效率，大幅提高港口物流信息透明度，实现大宗散货港口物流各个环节信息的汇聚和共享。同时，完善港口物流数据的智能感知和实时采集，全面采集和管理港口物流运行数据，提升港口智能化水平，促进港口节能减排，创新客户服务模式；实现客户随时随地随意通过智能终端办理港口业务、查询作业进度，监控货物流转；实现港口物流数据管理集中化，信息系统一体化、业务服务网格化的应用服务体系，完善各业务主题数据库，开展大数据分析应用;大宗散货港口物流标准规范，将为交通部大宗干散货港口物流信息标准体系填补相关标准。

七、总结

本文从港口数字化智能化建设的角度出发，对目前我国各方面存在的问题进行了归纳，并提出了解决方案。通过以上论述我们可以发现，国家应大力扶持海洋科技、装备制造业和现代服务业等新兴产业发展，政府也应对现有港口平台给予相应政策支持及资金帮扶以促进其升级转型，同时在相关法律法规制定上要更加完善与合理化，从而为数字化的应用提供良好环境。其次，港口信息化建设是一个循序渐进的过程，在建设过程中要注意循序渐进的进行，避免盲目性，同时也不可忽视对相关技术与人才培养。再者，目前我国港口信息化水平较低，因此国家应加强基础设施投入、引进和培训专业人员并注重创新型复合型人才队伍的培育工作，企业也应当积极响应政府政策发展自己特色产业来推动智能化体系构建发展，这一系列措施都能为数字化物流建设提供助力作用，从而促进整个行业良性循环以及可持续稳定健康地进行下去。最后，港口数字化智能化为今后发展的方向提供了新思路，通过建立完善、统一规范的信息平台，能够实现不同企业之间数据共享和资源整合从而促进行业整体水平提高。综上，港口的数字化智能化管理能够提高我国的经济效益。

参考文献：

[1]李洋,解庆功.港口数字化智能化体系建设探究[J]. 中国设备工程,2020(20):2.

[2]包起帆.港口数字化智能化体系建设研究[J]. 港口科技,2006(10):3-7.

[3]姜金勇.分析数字化港口建设中的关键问题与风险管理[J].交通科技与管理, 2020.

作者简介：李鹏 1980.01 男 山东青州 汉 本科 青岛科技大学

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