港口企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀分析

魏 飛

（天津津港建設(shè)有限公司，天津 300456）

引言

在信息技術(shù)及國(guó)家政策的推動(dòng)下，各行各業(yè)緊跟國(guó)家政策進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作。港口信息化、自動(dòng)化、智能化不斷深入，港口科技水平大幅提升，目前已成為知識(shí)密集型行業(yè)。港口企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)從單純的規(guī)模競(jìng)爭(zhēng)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槲锪麈湣⒎?wù)鏈、價(jià)值鏈及生態(tài)鏈的全方位競(jìng)爭(zhēng)，更加注重港口協(xié)同創(chuàng)新能力、綜合服務(wù)能力和生態(tài)協(xié)作能力[1]。同時(shí)，全球各大港口相繼提出打造智慧港口的企業(yè)愿景，已把數(shù)字化轉(zhuǎn)型作為提高企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的戰(zhàn)略目標(biāo)。目前大多港口企業(yè)在于通過(guò)數(shù)字科技賦能，創(chuàng)新港口運(yùn)營(yíng)與發(fā)展理念，并運(yùn)用信息技術(shù)使港口建設(shè)運(yùn)營(yíng)更安全、更可靠、更智能。但較少研究從文獻(xiàn)分析及數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用角度分析港口企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型研究現(xiàn)狀，因此本文的目的在于分析港口企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀，挖掘港口企業(yè)在數(shù)字化建設(shè)中的應(yīng)用價(jià)值。

1 港口企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型研究熱點(diǎn)分析

1.1 數(shù)據(jù)收集

在中國(guó)知網(wǎng)，以檢索式為“主題（人工智能+智能技術(shù)+機(jī)器智能+人工智能應(yīng)用+數(shù)字化+數(shù)字化轉(zhuǎn)型+數(shù)字化技術(shù)+數(shù)字化應(yīng)用）AND 主題（港口+港口企業(yè)+現(xiàn)代港口+數(shù)字化港口+綠色港口+樞紐港）”并將時(shí)間跨度設(shè)置為2010 年至2020 年，進(jìn)行檢索并篩選，共收集到180 篇文章。

1.2 關(guān)鍵詞時(shí)序分析

將篩選后的180 篇文章利用CiteSpace 文獻(xiàn)分析軟件進(jìn)行關(guān)鍵詞時(shí)序分析，根據(jù)關(guān)鍵詞節(jié)點(diǎn)的大小（節(jié)點(diǎn)越大代表關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻率越高），分析港口企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的發(fā)展演變趨勢(shì)，如圖1 所示。

圖1 港口企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型關(guān)鍵詞時(shí)序分析

2010 年，港口數(shù)字化說(shuō)法已經(jīng)出現(xiàn)，主要集中在“高壓變頻數(shù)字化船用岸電系統(tǒng)”在港口中的使 用[2]。2011 年物聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)射頻識(shí)別技術(shù)廣泛運(yùn)用在港口的裝卸設(shè)備、集裝箱、車(chē)輛等中，讓物體有了知覺(jué)[3]。2012 年智慧港口應(yīng)運(yùn)而生，智能技術(shù)主要應(yīng)用在集裝箱智能閘口、物流運(yùn)輸實(shí)時(shí)監(jiān)控及智能堆場(chǎng)通信及定位等方面[4]。2013 年我國(guó)港口信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)初具模型[5]，港口物流行業(yè)順勢(shì)發(fā)展。2016 年各港口大力建設(shè)港口管理信息系統(tǒng)，使港口業(yè)務(wù)過(guò)程數(shù)字化、管理數(shù)字化、服務(wù)體系數(shù)字化、基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化。

港口數(shù)字化浪潮持續(xù)推進(jìn)，港口企業(yè)數(shù)字化管理平臺(tái)開(kāi)始架構(gòu)設(shè)計(jì)以加強(qiáng)港口設(shè)施數(shù)字化管理。2018 年面對(duì)全球工業(yè)4.0 和“物聯(lián)網(wǎng)+”的發(fā)展趨勢(shì)，自動(dòng)化集裝箱碼頭成為港口發(fā)展的重點(diǎn)。2019 年在新一代信息技術(shù)的驅(qū)動(dòng)下，港口企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型迫在眉睫。華為港口數(shù)字化轉(zhuǎn)型首席專(zhuān)家李克武認(rèn)為，數(shù)字化轉(zhuǎn)型本質(zhì)上是新一代信息技術(shù)驅(qū)動(dòng)下的一場(chǎng)港口生產(chǎn)作業(yè)、管理模式和商業(yè)模式一次深度變革和重構(gòu)，是業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型[6]。柳遵梁認(rèn)為港口集團(tuán)數(shù)字化轉(zhuǎn)型可以理解為港口運(yùn)營(yíng)進(jìn)行模擬信號(hào)轉(zhuǎn)數(shù)字信號(hào)的過(guò)程[7]。

2 數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀分析

2.1 BIM 技術(shù)

BIM 技術(shù)的本質(zhì)是運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)整合建筑業(yè)相關(guān)技術(shù)和流程，提高建筑業(yè)信息化管理水平。BIM 技術(shù)主要集中在港口規(guī)劃、設(shè)計(jì)及施工階段。

傳統(tǒng)港口規(guī)劃多停留在二維平面布置層面，多維多源空間信息分析手段缺失，全壽命周期規(guī)劃管理體系尚未建立，空間分析和定量?jī)?yōu)化水平落后。目前，在港口規(guī)劃領(lǐng)域應(yīng)用BIM 技術(shù)主要存在應(yīng)用架構(gòu)缺失、空間規(guī)劃技術(shù)手段發(fā)展滯后、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系欠完善等問(wèn)題。

在港口設(shè)計(jì)階段BIM 的應(yīng)用場(chǎng)景包括工程環(huán)境現(xiàn)實(shí)重構(gòu)、方案設(shè)計(jì)、港口場(chǎng)平設(shè)計(jì)、碼頭建模、工程量統(tǒng)計(jì)、二維出圖及利用渲染軟件對(duì)BIM 模型進(jìn)行方案可視化展示與成果交付。如，利用BIM 的三維參數(shù)化建模方法建立港口三維模型，實(shí)現(xiàn)參數(shù)調(diào)整方案的迭代優(yōu)化，并通過(guò)傾斜攝影方法建立三維實(shí)景模型，分析碼頭設(shè)計(jì)的合理性以?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)方案。同時(shí)，BIM 技術(shù)可實(shí)現(xiàn)二維出圖和工程量計(jì)算，通過(guò)實(shí)時(shí)渲染實(shí)現(xiàn)可視化方案的交付，從而提高設(shè)計(jì)方案的質(zhì)量[8-9]。

BIM 技術(shù)在港口施工階段的應(yīng)用主要在成本、進(jìn)度、風(fēng)險(xiǎn)管理等方面。在成本方面，BIM 模型可進(jìn)行港口建設(shè)項(xiàng)目預(yù)算控制。在進(jìn)度方面，將港口工程施工階段的各項(xiàng)三維信息轉(zhuǎn)為4D 模型，同時(shí)擬定施工時(shí)間并把控施工節(jié)點(diǎn)，可對(duì)港口施工進(jìn)度進(jìn)行可視化管理[10]。在風(fēng)險(xiǎn)管理方面，在港口航道建設(shè)中基于BIM 的港口航道建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)可確定港口航道建設(shè)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)源，實(shí)現(xiàn)港口航道建設(shè)運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、位置全面感知等特點(diǎn)，在港口行業(yè)信息化、數(shù)字化、智能化的過(guò)程中具有顯著優(yōu)勢(shì)。目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要運(yùn)用在港口信息化系統(tǒng)、港口物流、港口碳排放、港口供應(yīng)鏈管理、港口船舶監(jiān)控等方面。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的港口信息化系統(tǒng)，主要集中在研究集裝箱自動(dòng)堆放算法和拖車(chē)自動(dòng)排載算法、裝卸作業(yè)設(shè)備智能化調(diào)度等方面[11]。同時(shí)，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能實(shí)現(xiàn)對(duì)散雜貨港口作業(yè)流程的智能管理，包括在貨物卸載入庫(kù)、堆場(chǎng)監(jiān)控、提貨出庫(kù)、設(shè)備調(diào)度與管理等業(yè)務(wù)流程[12]，解決傳統(tǒng)物流庫(kù)容利用低、貨物周轉(zhuǎn)慢、管理效率低等問(wèn)題。在港口碳排放方面，通過(guò)融合無(wú)線(xiàn)射頻識(shí)別技術(shù)與無(wú)線(xiàn)傳感器，建立港口物流碳排放管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)碳排放監(jiān)測(cè)。

港口供應(yīng)鏈集成包括港口供應(yīng)鏈資源集成、市場(chǎng)集成、信息集成和組織集成。如，基于物聯(lián)網(wǎng)的廣西北部灣港口供應(yīng)鏈集成化可實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛、集裝箱、貨物、船舶以及通關(guān)過(guò)程、運(yùn)輸過(guò)程、港口作業(yè)過(guò)程的在線(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)全過(guò)程、智能化、可視化的供應(yīng)鏈監(jiān)控體系[13]。在港口船舶監(jiān)控方面，傳統(tǒng)的船舶監(jiān)控系統(tǒng)通常采用船端封閉式監(jiān)控系統(tǒng)，但在船舶監(jiān)控系統(tǒng)中添加嵌入式傳感技術(shù)、通信技術(shù)等現(xiàn)代化信息技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)港區(qū)的船舶進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控[14]。

2.3 云計(jì)算技術(shù)

云計(jì)算通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可向用戶(hù)提供計(jì)算云、儲(chǔ)存云等服務(wù)，廣泛應(yīng)用在港口物流、港口綜合管理系統(tǒng)、港口船舶管理中。港口物流是港口運(yùn)營(yíng)的一大主業(yè)，借助云計(jì)算平臺(tái)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理能力，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算與SOA 架構(gòu)整合在一起構(gòu)建港口物流綜合服務(wù)平臺(tái)，對(duì)業(yè)務(wù)邏輯進(jìn)行重組和優(yōu)化，可提高部門(mén)間的協(xié)作效率與港口競(jìng)爭(zhēng)力[15]。

港口作為重要的交通樞紐，基于云計(jì)算技術(shù)的港口綜合信息管理系統(tǒng)，可解決當(dāng)前港口管理系統(tǒng)信息化程度低、缺乏智能化等問(wèn)題。其中，基于云計(jì)算的港口綜合信息管理平臺(tái)主要包括中控管理、物流設(shè)備集成、基礎(chǔ)操作、散貨及CFS 管理、商務(wù)計(jì)費(fèi)等模塊[16]。

目前，基于云計(jì)算的港口船舶管理技術(shù)可實(shí)現(xiàn)港口船舶管理技術(shù)層次化設(shè)計(jì)、兼容多終端接入、多層次控制，優(yōu)化港口船舶調(diào)度效率、提高船舶作業(yè)水平[17]。此外，基于分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)Hadoop的信息平臺(tái)總體架構(gòu)模型能解決大量運(yùn)輸船舶入港時(shí)造成信息平臺(tái)讀寫(xiě)性能下降的問(wèn)題[18]。

綜合以上三種數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，正逐步實(shí)現(xiàn)碼頭生產(chǎn)預(yù)演與回溯平臺(tái)的形成，實(shí)現(xiàn)企業(yè)數(shù)字資產(chǎn)的價(jià)值再造，為企業(yè)運(yùn)營(yíng)診斷、輔助決策提供了更加科學(xué)化手段。

3 結(jié)語(yǔ)

本文從文獻(xiàn)分析及數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用角度對(duì)港口企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型現(xiàn)狀進(jìn)行分析，其中數(shù)字化技術(shù)包括BIM 技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與云計(jì)算技術(shù)。從文獻(xiàn)分析可以看出，港口企業(yè)正在從信息化向數(shù)字化、智慧化方向發(fā)展，港口企業(yè)意識(shí)到在信息時(shí)代數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要性，大多港口企業(yè)正在利用數(shù)字化技術(shù)提高企業(yè)自身的信息化水平進(jìn)行業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型。數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用方面，BIM 技術(shù)在港口建設(shè)全壽命周期階段皆有涉及，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與云計(jì)算技術(shù)主要運(yùn)用在港口運(yùn)營(yíng)階段。部分港口在新碼頭建造階段提出了基于BIM 技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)的數(shù)字孿生建設(shè)目標(biāo)，搭建數(shù)字企業(yè)，探索形成數(shù)字資產(chǎn)，為未來(lái)數(shù)字化運(yùn)營(yíng)做準(zhǔn)備。

通過(guò)港口企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀分析可見(jiàn)，港口企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型過(guò)程中較多為利用某種或者某幾種技術(shù)解決個(gè)案問(wèn)題，表現(xiàn)為業(yè)務(wù)管理層面或者單一職能層面的點(diǎn)狀數(shù)字化。但港口企業(yè)已然越來(lái)越看重?cái)?shù)字資產(chǎn)的重要價(jià)值，部分新建企業(yè)正從全產(chǎn)業(yè)鏈角度探索建立數(shù)字化運(yùn)營(yíng)平臺(tái)。未來(lái)港口企業(yè)需著重做好頂層設(shè)計(jì)和路徑規(guī)劃、夯實(shí)數(shù)字化基礎(chǔ)，統(tǒng)籌推進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。