智慧港口設(shè)計(jì)理念發(fā)展和相關(guān)建設(shè)內(nèi)容

智慧港口設(shè)計(jì)理念發(fā)展和相關(guān)建設(shè)內(nèi)容摘要：隨著人工智能、量子計(jì)算、設(shè)備自動(dòng)化等的進(jìn)一步發(fā)展，整個(gè)社會(huì)分工及各領(lǐng)域間的協(xié)同模式也將發(fā)生巨大變化。發(fā)展智慧城市、智慧物流、智慧港口是大勢(shì)所趨。以碼頭為核心業(yè)務(wù)的智慧港口建設(shè)，必然會(huì)帶來(lái)運(yùn)營(yíng)模式、港口服務(wù)等的變化。關(guān)鍵詞：智慧港口；設(shè)計(jì)理念；建設(shè)內(nèi)容隨著當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展及物流管理的升級(jí)，智慧港口設(shè)計(jì)理念越來(lái)越多地應(yīng)用于城市港口開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)中。智慧港口融合了信息時(shí)代的各種高新技術(shù)，如云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等，這些技術(shù)的集成，在承擔(dān)傳統(tǒng)港口所需功能基礎(chǔ)上，更加智能化，實(shí)現(xiàn)港口對(duì)外服務(wù)的高效實(shí)現(xiàn)。一、智慧港口的發(fā)展趨勢(shì)1、 相關(guān)企業(yè)運(yùn)行模式的改變。智慧港口管理建設(shè)是信息時(shí)代計(jì)算機(jī)技術(shù)在傳統(tǒng)港口設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，更應(yīng)立足于社會(huì)高新技術(shù)的發(fā)展，構(gòu)建港口建設(shè)與組織的新生態(tài)圈，實(shí)現(xiàn)港口相關(guān)企業(yè)運(yùn)行模式的轉(zhuǎn)變。智慧港口建設(shè)涉及到社會(huì)各行業(yè)、各職能部門人員的配合，港口生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理、服務(wù)相關(guān)制度，工作流程和技術(shù)已從傳統(tǒng)港口管理發(fā)生了巨大變化。因此，港口相關(guān)企業(yè)應(yīng)在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中改變其運(yùn)行理念，關(guān)注企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略變化，遵循可持續(xù)發(fā)展理念，制定適合企業(yè)發(fā)展的制度。在可預(yù)知未來(lái)，智慧港口建設(shè)將成為行業(yè)主流，港口資源配置的合理性、服務(wù)敏捷性、企業(yè)運(yùn)行組織靈活性、物流運(yùn)行高性價(jià)比等將是決定港口行業(yè)中企業(yè)實(shí)力的關(guān)鍵，也是影響港口管理的主要因素。在智能港加速發(fā)展的今天，相關(guān)行業(yè)發(fā)展模式的轉(zhuǎn)變顯得尤為重要。企業(yè)自身應(yīng)考慮智慧港口發(fā)展對(duì)行業(yè)的影響，一次衍生商機(jī)及行業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，只有敏銳感知行業(yè)變更、靈活調(diào)整自身發(fā)展戰(zhàn)略的企業(yè)，才能在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得先手優(yōu)勢(shì)，擴(kuò)大自身行業(yè)影響力。2、 智能碼頭內(nèi)部管理流程變更。傳統(tǒng)港口主要運(yùn)作部門是生產(chǎn)、技術(shù)部門，其他部門的工作完全圍繞這兩個(gè)職能部門展開(kāi)。然而，在智能港口開(kāi)發(fā)建設(shè)如火如荼的今天，由于實(shí)現(xiàn)了智能化生產(chǎn)管理，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將承擔(dān)傳統(tǒng)港口運(yùn)轉(zhuǎn)中大部分人力勞動(dòng)，比如，泊位分配、配積載、船舶控制和大多數(shù)設(shè)備操作都可通過(guò)系統(tǒng)計(jì)算實(shí)現(xiàn)景區(qū)管理，相關(guān)技術(shù)人員工作主要是監(jiān)測(cè)港口狀況參數(shù)和港口系統(tǒng)的定期維護(hù)，以避免系統(tǒng)故障導(dǎo)致港口運(yùn)行問(wèn)題。在技術(shù)實(shí)現(xiàn)方面，傳統(tǒng)管理模式將被專業(yè)服務(wù)體系所取代。由于將高新技術(shù)引入港口運(yùn)轉(zhuǎn)相關(guān)設(shè)備，系統(tǒng)所涉及技術(shù)更加復(fù)雜，對(duì)員工相關(guān)技術(shù)要求也有所提高，相關(guān)企業(yè)需聘請(qǐng)具有專業(yè)能力的人才進(jìn)行設(shè)備維護(hù)及參數(shù)分析。此外，大數(shù)據(jù)的發(fā)展支持將實(shí)際運(yùn)行中產(chǎn)生的設(shè)備參數(shù)統(tǒng)一傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心，專家組對(duì)各港口實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，能降低碼頭管理中所需人工成本，提高港口運(yùn)行管理質(zhì)量。3、服務(wù)企業(yè)智能的變化。智能港口發(fā)展變化將給港口職能及所需崗位類別帶來(lái)巨大變化，這種變化可能導(dǎo)致一些港口企業(yè)的消失，一些企業(yè)也將調(diào)整其業(yè)務(wù)范圍和與港口的關(guān)系，港口產(chǎn)業(yè)中將出現(xiàn)新的企業(yè)及生產(chǎn)部門。在智能港口運(yùn)轉(zhuǎn)中，外輪理貨公司需代表企業(yè)檢查貨物箱號(hào)，檢查貨物集裝箱是否完好，出口船圖是否準(zhǔn)確等。在自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)下的碼頭，大部分相關(guān)工作已由機(jī)器完成，減少了人力。此外，設(shè)備供應(yīng)商需對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)中設(shè)備生成數(shù)據(jù)進(jìn)行高度集中化管理，能快速排除系統(tǒng)故障，并定期維修和更新系統(tǒng)。另外，智能港口還將影響以港口發(fā)展為核心的生態(tài)圈建設(shè)，航公司、船代、貨主等商業(yè)服務(wù)模式也將隨之改變。智能港口通常融合了大型數(shù)據(jù)庫(kù)、云平臺(tái)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，在智能技術(shù)支持下，港口服務(wù)形態(tài)將發(fā)生變化，信息共享程度將提高，高度智能化服務(wù)將大量出現(xiàn)，互通互聯(lián)概念在行業(yè)中影響范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大。二、現(xiàn)有技術(shù)架構(gòu)缺陷及整合設(shè)計(jì)當(dāng)前的港口生產(chǎn)控制系統(tǒng)實(shí)際上是碼頭生產(chǎn)控制系統(tǒng)（TOS）及滿足設(shè)備自動(dòng)控制需求的設(shè)備管理系統(tǒng)（ECS），大部分從碼頭相關(guān)系統(tǒng)傳承而來(lái)。在傳統(tǒng)碼頭中，TOS一般由熟悉碼頭生產(chǎn)運(yùn)作專業(yè)軟件公司開(kāi)發(fā)，ECS由設(shè)備供應(yīng)商或與設(shè)備供應(yīng)商關(guān)系密切的相關(guān)制造商開(kāi)發(fā)。然而，隨著自動(dòng)化和智能化的深入，該體系結(jié)構(gòu)也存在一些不足。一方面，由于TOS及ECS相分離，接口系統(tǒng)必須承擔(dān)大量實(shí)時(shí)交互任務(wù)，客觀上增加了系統(tǒng)壓力和并發(fā)性。另一方面，由于缺乏實(shí)時(shí)TOS業(yè)務(wù)計(jì)劃信息，ECS系統(tǒng)中相關(guān)設(shè)備的調(diào)度無(wú)法進(jìn)一步優(yōu)化，增加變量會(huì)增加一系列數(shù)據(jù)交互。無(wú)論是港口企業(yè)統(tǒng)一信息管理平臺(tái)需要，還是專業(yè)設(shè)備供應(yīng)商運(yùn)維管理平臺(tái)大數(shù)據(jù)分析預(yù)測(cè)的需要，都需TOS和ECS的深度融合。為實(shí)現(xiàn)港口碼頭間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，需有一個(gè)能改善整個(gè)區(qū)域的優(yōu)化算法平臺(tái)的支持。基于上述考慮，提出了碼頭智能自動(dòng)化系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)思路：將傳統(tǒng)“獨(dú)立運(yùn)行的TOS、ECS和單機(jī)系統(tǒng)，經(jīng)接口連接進(jìn)行相互間數(shù)據(jù)交互的體系架構(gòu)”改為“取消TOS和ECS間界限，形成一體化自動(dòng)化碼頭生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)”，每個(gè)決策或操作過(guò)程都通過(guò)1個(gè)數(shù)據(jù)交互總線放在共享信息交互平臺(tái)上，相關(guān)算法和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)根據(jù)需要獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，決策結(jié)果通過(guò)總線傳回碼頭生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)。信息交互平臺(tái)上的數(shù)據(jù)及相關(guān)算法模型能放入云平臺(tái)中，通過(guò)云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等的應(yīng)用，港口相關(guān)方能隨時(shí)隨地充分利用各種終端設(shè)備，充分融入統(tǒng)一的云平臺(tái)。通過(guò)深度互聯(lián)，港口網(wǎng)絡(luò)綜合服務(wù)云平臺(tái)能最大限度地優(yōu)化和整合多方需求與供給，從而快速響應(yīng)各方需求，提高運(yùn)營(yíng)質(zhì)量。三、智慧港口云平臺(tái)建設(shè)1、技術(shù)缺陷及相關(guān)思考。港口生產(chǎn)管理主要涉及兩個(gè)系統(tǒng)間的協(xié)作運(yùn)轉(zhuǎn)。碼頭生產(chǎn)管控系統(tǒng)，管理主要是設(shè)備自動(dòng)化管控所涉及的設(shè)備管理系統(tǒng)，這兩個(gè)體系主要從傳統(tǒng)港口職能及運(yùn)轉(zhuǎn)模式出發(fā)，整合現(xiàn)代管理體系而產(chǎn)生。在傳統(tǒng)港口，碼頭生產(chǎn)控制系統(tǒng)通常由碼頭相關(guān)企業(yè)與軟件公司共同開(kāi)發(fā)及更新服務(wù)，而設(shè)備管理系統(tǒng)則需設(shè)備制造商生產(chǎn)制造及后期維修。隨著智能港口概念在行業(yè)中的影響日益重要，兩種系統(tǒng)支持的港口管理體系暴露出一些不足。在傳統(tǒng)港口管理中，碼頭生產(chǎn)控制系統(tǒng)及設(shè)備控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與維護(hù)相互獨(dú)立，這樣在設(shè)計(jì)軟件界面時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量實(shí)時(shí)交互任務(wù)，增加了系統(tǒng)壓力和并發(fā)問(wèn)題發(fā)生率。此外，由于實(shí)時(shí)生產(chǎn)控制數(shù)據(jù)信息相對(duì)缺乏，設(shè)備管理系統(tǒng)中設(shè)備調(diào)度的決策響應(yīng)速度相對(duì)較慢，在增加變量的同時(shí)，進(jìn)一步增多了數(shù)據(jù)交互任務(wù)，給系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)帶來(lái)一定壓力。因此，當(dāng)今智能港口概念的出現(xiàn)，要求碼頭生產(chǎn)控制系統(tǒng)及設(shè)備管理系統(tǒng)深度集成，實(shí)現(xiàn)功能互補(bǔ)及數(shù)據(jù)共享，這涉及軟件系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)算法和一套新的架構(gòu)設(shè)計(jì)，硬件設(shè)備的接口設(shè)計(jì)和功能模塊交互需重新定義?？梢哉f(shuō)，智能港口的出現(xiàn)不僅是行業(yè)對(duì)新興技術(shù)的應(yīng)用及迎合，也是技術(shù)本身對(duì)主業(yè)生產(chǎn)的沖擊，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)深層次變革。2、建立企業(yè)統(tǒng)一運(yùn)營(yíng)平臺(tái)。由于當(dāng)時(shí)時(shí)代背景的限制，傳統(tǒng)港口相關(guān)信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算速度與目前不可同日而語(yǔ)，因此，傳統(tǒng)港口生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理體系往往以碼頭生產(chǎn)管理體系為基礎(chǔ)，管理目標(biāo)往往是針對(duì)單個(gè)碼頭的某項(xiàng)生產(chǎn)任務(wù)，設(shè)備任務(wù)以生產(chǎn)任務(wù)為主，業(yè)務(wù)流程和人員管理圍繞碼頭生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)，這種傳統(tǒng)碼頭管理模式能完成港口基本功能，但不能滿足智慧碼頭生產(chǎn)需求，也不能滿足現(xiàn)代信息化、數(shù)據(jù)化、智能化管理要求。當(dāng)前，為促進(jìn)智慧碼頭的建設(shè)發(fā)展，港口產(chǎn)業(yè)有兩種途徑。①改良，這樣做的工作主要是在原有碼頭管理運(yùn)營(yíng)流程基礎(chǔ)上，通過(guò)提高計(jì)算機(jī)速度及擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)空間，提高企業(yè)管理質(zhì)量，保留了傳統(tǒng)碼頭管理經(jīng)營(yíng)模式，業(yè)務(wù)范圍基本保持不變，只集成了原有管理流程中涉及的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化及物流信息管理功能，其優(yōu)點(diǎn)是企業(yè)需承