港口數(shù)字化智能化體系建設(shè)探究

李洋，解慶功

（山東港口集團(tuán)日照港股份三公司，山東 日照 276826）

當(dāng)下，港口亟待實(shí)現(xiàn)的舉措就是建設(shè)數(shù)字化智能化體系，從而形成和發(fā)展自身競(jìng)爭(zhēng)力，這是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展最好的方法。港口需確保信息流和資金流以及運(yùn)輸流的通暢性，提升自身的國(guó)際吸引力，而這就考驗(yàn)港口的集裝箱處理能力，數(shù)字化智能化體系的建設(shè)可以在一定程度上提高港口集裝箱處理能力，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。

1 國(guó)內(nèi)外的技術(shù)研究現(xiàn)狀

在20世紀(jì)90年代時(shí)，新加坡、漢堡以及香港等地區(qū)，就已經(jīng)展開(kāi)了港口集裝箱工作改革，并結(jié)合進(jìn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)輔助港口工作，當(dāng)時(shí)，在這些地區(qū)的港口就已經(jīng)形成了數(shù)字化和圖形化，并因而衍生出了新的管理方法。如，Navis公司就研發(fā)出來(lái)了一種名為SPARCS的碼頭管理體系，該管理體系是建立在實(shí)時(shí)性的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上的，有著可視化和可操作性較高的優(yōu)勢(shì)。其中，有一個(gè)ExpertDecking優(yōu)化程序可以按照實(shí)際需求來(lái)分配集裝箱，從而讓集裝箱得到很好的利用，不會(huì)出現(xiàn)集裝箱閑置的現(xiàn)象，這也實(shí)現(xiàn)了港口集裝箱的自動(dòng)化分配。并且，SPARCS碼頭管理體系還提供電子數(shù)據(jù)交換，該交換功能借助了JAVA技術(shù)與XML技術(shù)的幫助。又比如，COS-MOSNV研究了一種專門的港口管理系統(tǒng)，相關(guān)工作人員只需要在系統(tǒng)當(dāng)中輸入集裝箱預(yù)配載規(guī)劃和表單，就可以降低港口內(nèi)的翻箱情況，而系統(tǒng)在接收到命令之后，就可以自動(dòng)安排起重機(jī)的工作順序，并一同實(shí)施仿真，且能仿真出不一樣的結(jié)果。在仿真結(jié)果出來(lái)之后，工作人員則可以根據(jù)港口的實(shí)際需要，來(lái)選擇仿真結(jié)果，以此來(lái)對(duì)集裝箱加以定位優(yōu)化。我國(guó)國(guó)內(nèi)很多港口也通過(guò)相關(guān)技術(shù)建立了數(shù)字化智能化體系，但最初的時(shí)候主要是以引入國(guó)際管理體系為主要方式的。例如，我國(guó)上海市就在20世紀(jì)90年代末的時(shí)候，引入并應(yīng)用集裝箱實(shí)時(shí)管理系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱為CIMS，該系統(tǒng)的使用大大提高了港口工作效率。集裝箱實(shí)時(shí)管理系統(tǒng)可以分成三部分，第一部分主要是圍繞作業(yè)前的數(shù)據(jù)處理，對(duì)船舶規(guī)范和箱子進(jìn)場(chǎng)資金等加以處理；第二部分是作業(yè)中的數(shù)據(jù)處理，如集裝箱數(shù)據(jù)、船舶配載以及堆場(chǎng)管理等等；第三部分是作業(yè)結(jié)束后的數(shù)據(jù)處理，如集裝箱的使用總量、提箱受理等。但是，這些管理體系雖然有著比較好的工作效率，然而，在傳播的配載以及機(jī)械設(shè)施調(diào)度等方面均未實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化，依舊需要人工加以輔助才能完成運(yùn)作，這是未來(lái)發(fā)展需要改善的關(guān)鍵。

2 港口數(shù)字化智能化體系建設(shè)途徑

2.1 開(kāi)發(fā)遠(yuǎn)程監(jiān)控管理平臺(tái)

在港口工作的時(shí)候，會(huì)涉及到很多的集裝箱裝卸設(shè)備，這些設(shè)備的數(shù)量會(huì)隨著港口的規(guī)模變化而變化，在大數(shù)據(jù)背景下，只有加強(qiáng)裝卸設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理，才能為港口集裝箱實(shí)時(shí)管理系統(tǒng)建設(shè)奠定基礎(chǔ)。以往的設(shè)備管理和維修方法都已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)有港口發(fā)展要求所需了，還必須開(kāi)發(fā)出新的管理系統(tǒng)，才能實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)作。遠(yuǎn)程監(jiān)控管理平臺(tái)是建立在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)之上的，同時(shí)，還融合了智能化系統(tǒng)和GPS定位系統(tǒng)，基于WEB發(fā)布、PLC編程、DATAVIEW動(dòng)態(tài)畫面編程等技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)收集、分析、整理的同時(shí)，又可以對(duì)集裝箱裝卸設(shè)備進(jìn)行24小時(shí)監(jiān)督。當(dāng)管理平臺(tái)一旦監(jiān)測(cè)到集裝箱裝卸設(shè)備存在問(wèn)題時(shí)，就會(huì)發(fā)出警報(bào)，并對(duì)故障位置加以定位，分析故障出現(xiàn)的原因，并提出建設(shè)性的改善措施。遠(yuǎn)程監(jiān)控管理平臺(tái)的出現(xiàn)，可以說(shuō)減輕了工作人員的壓力，在平臺(tái)運(yùn)行的時(shí)候，并不需要人工進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督，及時(shí)發(fā)出故障報(bào)警時(shí)，工作人員也可以在第一時(shí)間接收到信號(hào)，從而趕往現(xiàn)場(chǎng)。該管理平臺(tái)還實(shí)現(xiàn)了和實(shí)時(shí)管理系統(tǒng)的對(duì)接，有著WEB服務(wù)的功能，工作人員在需要時(shí)，可以直接進(jìn)行認(rèn)證進(jìn)入網(wǎng)站查詢相關(guān)集裝箱的信息，如工作狀態(tài)、數(shù)據(jù)產(chǎn)生等等，減少了繁瑣的工作流程。工作人員可以通過(guò)收集集裝箱裝卸設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，將其傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控管理平臺(tái)當(dāng)中，管理平臺(tái)再把數(shù)據(jù)加以處理和儲(chǔ)存，借助動(dòng)態(tài)界面把集裝箱裝卸設(shè)備的信息展現(xiàn)在工作人員面前，幫助工作人員分析集裝箱工作情況。該系統(tǒng)的硬件部分主要是由機(jī)上部分與地面部分組合而成的，機(jī)上部分則包含了PLC無(wú)線網(wǎng)橋和天線，地面部分則包含了無(wú)線中心控制網(wǎng)橋和核心服務(wù)器等。

2.2 建設(shè)實(shí)時(shí)配載系統(tǒng)

因?yàn)楝F(xiàn)如今已經(jīng)有的自動(dòng)配載軟件還不能對(duì)配載時(shí)的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)進(jìn)進(jìn)行處理，這難免會(huì)制約港口的順利發(fā)展，還會(huì)導(dǎo)致工作人員工作壓力極大，再加上當(dāng)前港口的集裝箱船配載工作還沒(méi)有完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。在分析了裝船效率影響因素的同時(shí)，還必須針對(duì)港口的實(shí)際情況兩來(lái)建設(shè)實(shí)時(shí)配載系統(tǒng)，如港口的實(shí)處環(huán)境、加載問(wèn)題等。在系統(tǒng)建設(shè)上，可以先建立一個(gè)模型，先在實(shí)時(shí)管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上結(jié)合進(jìn)智能輔助配載，再將其運(yùn)行質(zhì)量加以提升，從而解決橋機(jī)效率問(wèn)題。

2.3 構(gòu)建最優(yōu)進(jìn)出場(chǎng)規(guī)劃系統(tǒng)

在港口當(dāng)中，堆場(chǎng)始終是港口的核心，特別是對(duì)于我國(guó)一些港口來(lái)說(shuō)，當(dāng)其集裝箱的吞吐量增加之后，以往的堆場(chǎng)問(wèn)題也漸漸凸顯出來(lái)。比如，在集裝箱吞吐量增加后，就會(huì)將堆場(chǎng)較小和設(shè)施不足的問(wèn)題表現(xiàn)出來(lái)。使用計(jì)算機(jī)技術(shù)將港口的特征以及一些設(shè)備的合理分配問(wèn)題相結(jié)合，提高港口集裝箱的裝卸效率。并且，當(dāng)在構(gòu)建最優(yōu)進(jìn)出場(chǎng)規(guī)劃系統(tǒng)的時(shí)候，還必須從裝船的實(shí)際要求入手，只有這樣，才能確保港口出箱能力可以得到有效提升。最優(yōu)進(jìn)出場(chǎng)規(guī)劃系統(tǒng)中有兩個(gè)功能可以實(shí)現(xiàn)裝船出場(chǎng)問(wèn)題，一個(gè)是自動(dòng)配位功能，另一個(gè)是最小預(yù)翻箱功能，這兩個(gè)功能是建立在系統(tǒng)基礎(chǔ)上的，將港口的裝船要求作為深入點(diǎn)，這樣更能提高系統(tǒng)的實(shí)用性和實(shí)操性。并且，最優(yōu)進(jìn)出場(chǎng)規(guī)劃系統(tǒng)可以對(duì)港口中的集裝箱進(jìn)行自動(dòng)化的配位計(jì)算，讓原本混亂的集裝箱出場(chǎng)順序變得有序起來(lái)。除此之外，該規(guī)劃系統(tǒng)是使用的預(yù)配位與搶占技術(shù)等來(lái)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化裝配，更加適合港口內(nèi)的工作實(shí)際需要，也可以滿足港口數(shù)字化智能化體系建設(shè)要求。

2.4 建立數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)分析決策系統(tǒng)

伴隨著如今我國(guó)港口集裝箱吞吐量的上升，在對(duì)其實(shí)施管理的時(shí)候，必須結(jié)合進(jìn)相應(yīng)的管理技術(shù)。在相關(guān)管理部門當(dāng)中，一直以來(lái)所使用的報(bào)表形式都比較單一且固定，并沒(méi)有融入新的理念加以創(chuàng)新，最終就使得傳統(tǒng)報(bào)表方法不易被延伸，在進(jìn)入新時(shí)期之后，要想生成具有個(gè)性化色彩的數(shù)據(jù)組合非常困難。而在當(dāng)前，這是亟待解決的問(wèn)題之一，管理部門必須要?jiǎng)?chuàng)新數(shù)據(jù)庫(kù)分析決策系統(tǒng)，才能順應(yīng)時(shí)代要求。與此同時(shí)，在部門當(dāng)中以前的報(bào)表數(shù)據(jù)參數(shù)都還保存在實(shí)時(shí)管理系統(tǒng)里面，這會(huì)在一定程度上增加系統(tǒng)壓力。這些數(shù)據(jù)參數(shù)需要隨時(shí)進(jìn)行維護(hù)、更新，就可能在各個(gè)時(shí)間段生成相同的報(bào)表，最終的結(jié)果是一致的，但實(shí)則上這些環(huán)節(jié)并不是必要的。部門可以通過(guò)建立與時(shí)俱進(jìn)的數(shù)據(jù)庫(kù)分析決策系統(tǒng)，對(duì)多種數(shù)據(jù)參數(shù)加以整合，并實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、自動(dòng)化的報(bào)表生成目的。數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)分析決策系統(tǒng)有著一定的針對(duì)性，其根據(jù)港口的決策管理問(wèn)題基礎(chǔ)進(jìn)行研究、開(kāi)發(fā)、使用，屬于數(shù)據(jù)參數(shù)的抽取類智能工具，還可以通過(guò)該系統(tǒng)構(gòu)建港口集裝箱箱量數(shù)據(jù)模型的，分析各種維度下的箱量影響原因，從而讓部門的報(bào)表形式可以得到更新?lián)Q代，有著更好的推動(dòng)價(jià)值。

3 結(jié)語(yǔ)

在港口數(shù)字化智能化體系建設(shè)上，我國(guó)最初主要是以引入國(guó)際管理體系為主要方式，進(jìn)入新時(shí)期，我國(guó)也需在借鑒和引入的前提下加以創(chuàng)新、研發(fā)。在港口數(shù)字化智能化體系實(shí)際建設(shè)過(guò)程當(dāng)中，可以通過(guò)開(kāi)發(fā)遠(yuǎn)程監(jiān)控管理平臺(tái)、實(shí)時(shí)配載系統(tǒng)、最優(yōu)進(jìn)出場(chǎng)規(guī)劃系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)分析決策系統(tǒng)等來(lái)實(shí)現(xiàn)，為促進(jìn)港口經(jīng)濟(jì)發(fā)展奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。