现代智慧港口解决方案探讨

现代智慧港口解决方案探讨中交水运规划设计院中国交通信息中心陈永剑2016年5月主要内容I智慧港口的内涵II国内外智慧港口的发现现状III智慧港口解决方案探讨1、智慧港口提出的背景随着经济全球化的迅猛发展和国内外环境的急剧变化，我国港口面临全新的机遇与挑战，打造“智慧港口”，已经成为我国港口转型升级的重要途径国家战略层面丝绸之路经济带21世纪海上丝绸之路行业政策层面综合交通、智慧交通绿色交通、平安交通市场环境层面船舶大型化、联盟超级化港口网络轴辐化、码头高等级化2、港口发展的轨迹第1代装卸存储第2代第3代第4代第5代纯粹的运输中心，是一种被动孤立的为船公司、货主提供货物装卸转运的发展模式增加分拨、配送等增值服务运输中心+增值服务中心。有限主动参与国际贸易、临港工业并有一定港城互动的发展模式提供全方位、高附加值的增值服务国际物流中心。主动提供第三方物流服务，与内陆、港口城市、航运市场联动发展的模式港口服务网络平台。作为现代物流和供应链服务中心的发展模式网络化发展，是全球或区域航运中心智能绿色低碳智能港口物流港口联盟绿色低碳港口虚拟无水港物流枢纽智慧港口3、智慧港口的定义及特点智慧港口：以物联网、云计算、大数据、智能传感等新一代信息技术对港口进行透彻感知，广泛互联和深度挖掘，实现港口各类资源要素的无缝衔接和各功能模块的协同联动，以进一步整合港口供应链上下游关联资源，打造综合物流枢纽港与航运透明供应链，实现港口智能、高效、安全、便捷、绿色发展的现代化港口形态。关键词：智能、绿色4、智慧港口的定义及特点绿色的内涵：资源节约、低碳环保、生态和谐、清洁文明智能：融入现代物流供应链、智能监管、集成服务、自动装卸以智能监管、智能服务、自动装卸为主要表现形式，通过提升港口及其物流园区对信息的综合处理能力和对相关资源的优化配置能力，致力于发挥港口在现代物流供应链管理中的节点作用，延伸上下游产业链，提升“集成服务”能力，为现代物流业提供高安全、高效率、高品质服务的现代新型港口。以绿色观念为指导，建设环境健康、生态保护、资源合理利用、低能耗、低污染的新型港口。绿色港口将港口发展和资源利用、环境保护有机结合起来，实现港口经济发展利益最大化、资源利用合理化以及环境污染最小化，实现港口发展与环境保护和谐统一协调发展。智慧港口：向信息化、集约化、智能化港口转型，打造绿色港口主要内容I智慧港口的内涵II国内外智慧港口的发现现状III智慧港口解决方案探讨案例全程供应链视角下的港口转型升级实践：澳大利亚纽卡斯尔港（NCIG）与TripPointQmaster绿色智慧视角下的港口转型升级实践：德国汉堡港与PORTLOG平台全智能化视角下的港口转型升级实践：荷兰欧洲散货码头EMO港与供应链计划与优化平台综合服务视角下的港口转型升级实践案例1：纽卡斯尔煤炭港口设计年吞吐量：8500万吨人员情况：员工人数维持在100人以下，其中运营人员55人左右。翻卸设备：1×8500吨每小时，每天最多可翻卸四十列火车堆场：总容积约610万吨泊位：2个泊位，分别深15.5米和15.2米适航船舶：最多300米长，50米宽案例1：纽卡斯尔煤炭港口NCIG的信息系统是其自动化的主要支撑，由应用层和基础层两部分组成，同时与HVCCC的计划联接，形成供应链一体化的信息系统案例1：纽卡斯尔煤炭港口NCIG的生产运营计划主要依赖HVCCC，但也有计划人员制定内部运营计划并实施细节调整案例1：纽卡斯尔煤炭港口NCIG的最大特点是设备与软件的无缝集成，这成就了NCIG高自动化的实现堆场监控装船监控堆取料监控火车计划堆场计划船舶计划移动终端生成指令（需要人为确认）远程监控设备起停设备移动设备角度调整案例2：德国汉堡港：绿色、智能、供应链港口的领导汉堡港信息化汉堡港根据用户需求，及时有效地处理多货种、多功能、范围广和不同周期的综合物流活动，这种柔性化的港口物流服务。AKOSY通讯系统：满足全货种的EDI电子口岸系统；CAT：码头智能货物跟踪管理系统；交通管理系统：船舶定位、船间通讯与定位；车辆定位及通讯；停车场在线预定；水运管理信息系统：航道动态、船舶流量、货物信息、跟踪分析及ＷＥＢ发布；驳船货运系统：由德国政府研发，将货物信息在货主、港口、承运方及合作伙伴之间准确地交流信息；汉莎散货码头：实现全自动化的卸船、堆场、装车及装船遥控操作。案例2：德国汉堡港：绿色、智能、供应链港口的领导汉堡港供应链平台汉堡港营销协会不只为汉堡服务，是为包括汉堡港在内的该区域伙伴港口服务，业务覆盖整个汉堡港地区的物流链。汉堡港营销协会“基于货主选港的港口竞争”问题研究，结合内陆港发展模式，作为提升汉堡港综合服务能力的对策，于2013年，上线运行PORTLOG平台。PortLog平台是供应链智能港口战略的一部分，作为电子采购开放平台，包括货主、仓储经营商、船公司、货代等所有运输链上的企业，均可通过该平台实现筛选，查询对口企业并建立联系。PortLog是与智慧港口相关的一个产品，通过这个开放的采购平台与港口物联网对接实现人与物、物与物信息交换连接,达到对实际生产实时监测、与数据采集，同时PortLog是一个搜索引擎大数据，其最核心的价值就是在于对于海量数据进行存储和分析，为汉堡港的生产运营提供精确管理和科学决策。案例2：德国汉堡港：绿色、智能、供应链港口的领导汉堡港智慧港口汉堡港于2012年发布港口发展规划（2012-2025）提出：通过港口智能化、不断提高港口综合实力；通过水铁联络网络与IT技术，优化腹地货物联运；环保目标：发展清洁能源、LNG加注及岸电应用。智慧能源太阳能、风力发电、地热能：解决70%港口能源自动供应岸电项目：游轮及港作码头LNG与发电：混合动力汽车、拖轮能源审计与管理系统智慧交通汉堡港智能综合交通管理系统（EVE系统）汉堡港港口监控系统案例3：鹿特丹EMO与坤蒂科供应链计划与优化港口限制–时机•环境限制（潮汐，污染）•港口资源（卸船机能力，装车设备，人员轮班）–场地尺度•料堆物理尺寸•场地通道的限制–煤炭物理特性•料堆堆高限制•自燃点场区交付限制–时机•环境限制•场区资源–列车•车皮尺寸•卸车站尺度•场区通道限制装运难题•什么是可优化的?–客户要求的混配与等级–洗煤厂调度–资源–体积–装运组合案例3：鹿特丹EMO与坤蒂科供应链计划与优化案例4：综合服务视角下的港口转型升级（1）物流+贸易服务模式大连港集团-工商贸一体化的服务平台和全程物流服务体系；青岛港保税港区-青岛国际商品交易所、棉花交易市场、青岛国际有色金属市场；河北曹妃甸港集团-大宗商品交易中心，天物大宗电商平台（2）物流+信息服务模式1）港口综合信息服务平台青岛港配货网厦门港海峡快线平台营口港电子商务平台宁波“航运电子交易网”2）港口跨境电商服务天津港：创立了“跨境电商+国际商品量贩仓+北美生活体验馆”的O2O商业模式宁波保税区，开展跨境电子商务进口业务唐山曹妃甸中购电子商务有限公司3）港口物流网上协同服务青岛港，物流业务管理依托各个单位的基础业务系统，实现了各个业务系统间的信息共享日照港，物流信息电子商务平台（3）物流+金融服务模式大连港集团，与大连商品交易所、国开行大连分行签订物流与金融战略合作框架青岛港大宗商品交易中心，与中信银行青岛分行合作主要内容I智慧港口的内涵II国内外智慧港口的发现现状III智慧港口解决方案探讨智慧港口总体框架云计算中心港口大数据网络系统港口大数据中心透明的感知智能终端监控设备接收设备红外感应传感器探测器大机控制除尘控制取样控制皮带控制照明控制洒水控制作业广播计量控制其他设备港口运营监控系统POMS自动计划编制自动平衡设备负载模拟中长期执行其他精准的管理港口高级计划与排程系统PAPSS大机控制皮带机控制配套设备控制其他控制智能的控制港口智能控制系统PICS电子商务船舶靠泊货物运输其他综合的服务港口综合服务系统PISS透明的感知港口运营监控系统（POMS：Portoperationmonitoringsystem）生产汇总；天气与水文总览操作监测KPI监测安全检测延误分析停机分析事故报告与分析值班报告建立强大的感知体系和监控体系，对岸边机械、堆场、运输设备、航道、船舶等远端信息资源实现有效掌控，实现对港口状态的透明感知，加强港口管理部门对港口信息的全面感知能力和迅速反应能力，为客户提供更好的服务的同时降低管理成本。透明的感知卸车堆料/取料堆场皮带装船机►翻车机漏斗•根据料位情况调整翻车机和皮带的运行速度•严密监测卡煤现象►火车车厢•保证所有煤炭都被卸载►皮带监测站•对每个生产环节的煤炭进行测重•需要提高皮带秤的数量和准确度►自动检测仪•监测皮带撕裂情况►皮带压力检测仪•监测皮带异常情况►皮带沿途巡检•监测皮带漏煤►堆场空间监控•对堆场占有情况和煤种分布进行监测•监控煤场安全状况►煤炭堆取速率•搭建堆取料模拟计算模型，通过皮带秤数据/机器旋转角度/机器臂长/煤种等计算堆取料速率/堆垛形状等►激光高速扫描仪和雷达检测仪•安装在堆取料机上，用于检测堆垛状况•天气状况较差时，保证操作准确性►近距离传感仪•监控与其他机器之间以及地面和煤堆顶部间的距离。当超出一定限值，会自动停止►水尺监测•监测装船量•可以采用高清摄像头或是压密测试仪高清监控系统超声波及高速扫描系统生产模拟系统►监测设备主要参数，并将设备故障报告给中控室►监测设备主要参数，并将设备故障报告给中控室►监测设备主要参数，并将设备故障报告给中控室设备故障检测系统其它监控系统►翻车线轮次排放►能力平衡►沉降监测、堆高监测►3D盘煤全业务过程透明感知（全程、实时、准确）智能的控制通过中央控制系统，实现对大机设备、变频设备、计量设备、作业广播、洒水除尘等系统的实时、远程、智能控制。港口智能控制系统（PICS：Portintelligentcontrolsystem）智能的控制港口智能控制系统（PICS：Portintelligentcontrolsystem）1.流程控制操作、流程连锁和逻辑控制；2.设备故障状态采集与故障诊断、实时数据采集和处理；3.与各相关子系统的有线数据通信；与供、变电系统的数据实时采集与控制;4.接收管理信息系统的生产作业指令；5.控制系统故障自诊断；实现工艺系统的全部控制要求。卸料站堆场装船火车计划获取火车信息确认皮带起停皮带皮带卸料堆料机移动堆料机起停装船计划获取装船信息确认皮带起停装船取料机移动取料机起停中控智能控制功能业务过程控制过程全程、自动、实时精准的管理港口高级计划与排程系统（Portadvancedplanning&schedulingsystem）通过现代仿真技术与智能优化算法的融合，建立一个能够实现港口作业的智能计划排产系统，辅助码头计划调度人员编制煤炭港区的生产计划，以更高效地利用全港资源，提升港口综合通过能力。“经验+感觉+胆量”的管理模式转变为“科学、智能、精准”的管理模式精准的管理港口高级计划与排程系统（Portadvancedplanning&schedulingsystem）自动编制生产计划自动平衡设备负载模拟中长期生产执行任务自动分派到设备物料、工具生产准备人员自动排班和负载平衡综合的服务港口综合服务系统（Portintegratedservicesystem）以港口供应链为指导思想，以港口装卸作业服务为基础、整合货物配送、通关、航运金融、保险等服务，为客户提供一站式、集成化、协同化的全方面服务。矿场矿场至港口港口与船运为货主、货代、船代、船方等提供一站式的信息服务综合的服务港口综合服务系统（Portintegratedservicesystem）基于供应链模式的港口综合服务系统特点：以客户为中心，所有生产均围绕客户实际需求的变化而变化，而不是以预测资料为依据能够满足不确定的需求反应迅速，它要求整个供应链集成度高，信息交换迅速需求冲销需求预测供应链关键资源考虑客户订单生产总需求生产计划港口大数据中心I