信息技术与智能化港口

交通运输部水运科学研究院信息技术与智能化港口1交通运输部水运科学研究院主要汇报内容现代港口面临的发展趋势1港口信息化与港口发展的关系2港口信息化的层次3打造智能化港口62相关案例7无处不在的港区通信网络4无缝衔接的调度监管系统5交通运输部水运科学研究院1现代港口发展趋势1、现代港口面临的发展趋势3海洋经济是陆地经济的延伸，海陆经济在空间上相互衔接，在产业上相互渗透，二者相互依存，互动发展。按照通用的港口分代概念，目前的港口大致可以分为四代：交通运输部水运科学研究院41现代港口发展趋势现代港口发展趋势第一代：港口功能定位为纯粹的“运输中心”第二代：港口功能定位为“运输中心＋服务中心”第四代：港口在兼容第三代港口功能的基础上，作为供应链中的一个环节，强调港口之间互动以及港口与相关物流活动之间的互动第三代：港口功能定位为“国际物流中心”交通运输部水运科学研究院由第三代向更高、更新层次的第四代过渡。1现代港口发展趋势5目前状态：基本还处于第一、第二代，少数的港口刚刚跨入第三代港口的行列；不适宜：全面向第四代发展；逐步形成：具有中国特色的智能港口（SmartPort）；逐步形成：高内聚、低耦合的智能港口集群，使港口能够随需应变的应对不同市场及客户的柔性需求。交通运输部水运科学研究院2港口信息化与港口发展的关系6如何实现对客户更好的服务，让客户获得更好的体验？港口加强硬件基础设施的建设，保证自身作业能力；通过使用信息化手段，在提高港口的管理能力；信息沟通、信息反馈，与港口形成实时的、良性的信息互动，保证业务上下游之间信息传递的有效性；使港口运行能够在最短的时间内进行按需的调整。交通运输部水运科学研究院基本规律2港口信息化与港口发展的关系7创新、高度、企业文化、理念、管理制度、组织结构管理模式手段、关键、核心，最终目的。信息系统的选型、实施、应用是一个循环的动态过程；与港口的战略目标和业务流程紧密联系。交通运输部水运科学研究院3港口信息化的层次8三个层次：1、生产作业自动化；2、企业数据的自动化、信息化；3、更高层次的辅助管理、辅助决策系统，Intranet、Extranet、生产作业资源计划（ORP）、计算机集成制造系统、办公自动化（OA）等。交通运输部水运科学研究院通过这三个层次的信息化在港口渐次实施，港口企业也就基本完成了从“业务流程型”到“精细型”再到“敏捷型”最终到“智能型”转变。3港口信息化的层次转变9交通运输部水运科学研究院港区无线通信系统：传输通信系统应用通信系统4无处不在的港区通信网络10交通运输部水运科学研究院宽带无线传输网络：4无处不在的港区通信网络港区传输通信系统基于802.11技术的WLAN网络基于802.16技术的WiMAX网络Wi-Fi11交通运输部水运科学研究院Wi-Fi兼容了距离和速率的需求，经过扩展的Wi-Fi网络目前可以实现数千米的可视传输距离以及平均10兆以上的数据传输速率。4无处不在的港区通信网络Wi-Fi12交通运输部水运科学研究院4无处不在的港区通信网络港口传输通信系统典型集装箱码头的信号覆盖效果图例交通运输部水运科学研究院基于IEEE802.15技术标准的短程无线通信网络。4无处不在的港区通信网络应用通信系统建立港口作业区内的设备、车辆与港区管理中心之间的通信网络。14交通运输部水运科学研究院港口装船机无线测温系统4无处不在的港区通信网络应用通信系统交通运输部水运科学研究院智能港口的调度监管系统主要解决三个问题：5无缝衔接的调度监管系统船舶管理车辆管理货物状态监控16交通运输部水运科学研究院AIS系统示意图5无缝衔接的调度监管系统船舶管理交通运输部水运科学研究院三、无缝衔接的调度监管系统交通运输部水运科学研究院基于AIS的港口船舶管理5无缝衔接的调度监管系统船舶管理交通运输部水运科学研究院基于AIS的远洋船舶跟踪5无缝衔接的调度监管系统船舶管理交通运输部水运科学研究院基于AIS的远洋船舶跟踪5无缝衔接的调度监管系统船舶管理交通运输部水运科学研究院AIS系统建设中基础网络布局与设计；5无缝衔接的调度监管系统船舶管理通过开发专用系统平台，在获取船舶数据的前提下，可以显示港区船舶所处位置及相关动态信息。将数据送入堆场和码头管理系统进行应用后，可以实现全流程、一体化的管理。22交通运输部水运科学研究院通过在承运汽车上安装GPS装置，实现汽车状态的实时报送。5无缝衔接的调度监管系统车辆管理交通运输部水运科学研究院5无缝衔接的调度监管系统车辆管理交通运输部水运科学研究院SRC技术，在汽车、火车、船舶等载运工具上安装微型终利用D端设备，防止出现变质、泄露、污染等有损公司和公众利益的事件发生。5无缝衔接的调度监管系统货物在途状态监控例如：通过对货物的在途状态进行了深入研究，可以使各港口单位不仅知悉承运工具的信息，还能掌握货物本身的状况，实现无缝监管。25交通运输部水运科学研究院物联网技术已经发展成为了通过各种信息传感设备,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其各种理化及位置信息，并通过与互联网结合而形成的一个巨大网络。物联网基本包含了港口信息化的三个主要层次，因此，港口物联网的建设是打造智能化港口的一个有效途径。5打造智能化港口26交通运输部水运科学研究院5打造智能化港口27通过物联网技术，当货物到港后，根据货物属性（集装箱、散杂货、件杂货、液体物料），智能系统会自动的选择所需的设备类型，而后通过港口机械设备的状态、位置等动态监控信息，实现设备的实时动态派工，从而实现货物的快速接卸。交通运输部水运科学研究院5打造智能化港口28货物接卸信息的采集(货物接卸数量、堆存位置等)发送给货主货物提取对运输工具进行进场识别场内全程路径引导动态指派场内机械设备配合货物装载。机械化、现代化港口信息化、智能化未来的港口将更加“智能”，更加“智慧”，完美的与经济发展与综合运输体系融为一体。交通运输部水运科学研究院6相关案例目前随着信息技术的不断发展和应用的不断普及，信息技术在不同的行业中都正在发挥着日益重要的作用，而且使得各行各业都更加的智能化；下面我就结合前面有关信息化建设的内容，简单介绍几个我们实施的比较典型的信息化带动智能化发展的案例。29交通运输部水运科学研究院1）三峡坝区通航管理综合信息系统三峡坝区通航综合信息系统建设对我们港口信息系统的建设是具有比较好的借鉴意义的。三峡坝区通航管理综合信息系统的建设大致包含如下几个部分：1）基于PTN的光传输网络建设2）基于Wi-Fi的无线专用网络建设3）基于异地容灾的灾备数据中心建设4）综合应用系统建设30交通运输部水运科学研究院1）三峡坝区通航管理综合信息系统31交通运输部水运科学研究院1）三峡坝区通航管理综合信息系统32光传输网络建设：采用PTN技术建设基于分组数据交换、支持多业务高速接入、全IP化、稳定可靠、易维护的光传输系统，从而提高带宽利用率和传输网络管理水平；交通运输部水运科学研究院1）三峡坝区通航管理综合信息系统无线专用网络建设：采用Wi-Fi2.4GHz和5.8GHz技术，建设覆盖三峡重要航段的无线网络，实现支持IP数据、语音和视频的实时远距离传输和越区无缝漫游切换；33交通运输部水运科学研究院1）三峡坝区通航管理综合信息系统34数据中心：依托三峡局现有的两处信息中心，分别配备两套数据库服务器子系统，每套子系统均采用两台接口服务器、双机核心服务器集群、磁盘阵列、磁带机的配置由光交换机连接；交通运输部水运科学研究院1）三峡坝区通航管理综合信息系统35综合应用系统：在统一的体系框架下，以网络平台和数据中心建设为基础，以VTS系统为核心，依托三峡数字航道系统。交通运输部水运科学研究院1）三峡坝区通航管理综合信息系统三峡坝区通航管理综合信息系统的建设是按照：网络层、数据层、应用层的三层架构进行建设的。36这三个主要层次又可以进行进一步的细分，分为：采集层、网络层、数据层和应用层。交通运输部水运科学研究院1）三峡坝区通航管理综合信息系统通过对通航管理智能化的改造，在实际船舶通过形态与设计有较大差异且大风、大雾等恶劣天气增多的不利因素影响下，货运量却连续7年高速增长，年均增长率近12.7%，2010年更是达到7880万吨，同比增长29.4%，三峡整体通过能力的显著提高与三峡通航调度管理的智能化建设是分不开的37这样的层次与功能划分与物联网的应用划分是完全重合的，三峡坝区通航管理综合信息系统实际上已经具备了通航管理物联网的雏形，而且也初步实现了三峡通航管理的智能化，初步实现“数字三峡、智能通航”的目标。数字港口、智能物流交通运输部水运科学研究院2）天津港焦炭码头公司管理系统天津港焦炭码头公司成立于1999年，专业从事天津港焦炭、煤炭散货港口装卸运输业务。涉及到皮带机、斗轮机、装船机等大型用电设备，还需要大量使用矿物燃料的流动机械，以及生活用电及生产用水等能源消耗。38交通运输部水运科学研究院2）天津港焦炭码头公司管理系统控制系统通过智能电表获取设备耗能数据，同时对设备耗能数据与作业流程进行匹配，最终获得设备运行时间与能耗的对应数据，并通过控制系统与管理系统之间的数据接口，将数据送至能耗管理系统后台数据库。对于流动机械，通过智能加油机对设备用油量进行精确计量，然后通过设备作业管理系统与流动机械的作业计划进行匹配。39公司能源管理系统采用了管控一体化的设计思想。交通运输部水运科学研究院2）天津港焦炭码头公司管理系统40公司能源管理系统采用了管控一体化的设计思想。当这些数据最终汇总与能源管理系统后，系统通过这些数据对设备作业信息与能耗信息进行分析计算，计算出设备单耗、流程能耗、单位作业量能耗等相关能耗管理报表，并可以对能耗进行图形化显示，使得设备能耗一目了然，而且可以按流程、按作业类型或按设备进行能耗的同比及环比分析，为企业的能耗精细化管理提供了较好的方法和手段，并且最终的能耗统计结果可以自动上传至天津港务局，以便全局进行能耗统计。交通运输部水运科学研究院总结通过以上两个案例的介绍，我们可以看出信息化的发展方向是智能化，智能化必须要解决好“信息采集”、“信息融合与传输”、“信息智能分析与决策”这几个关键环节，港口从信息化向智能化的演进需要一个循序渐进的过程，但是在信息化建设过程中一定要有整体架构的思想，尽量做到业务层与持久化层的分离，要尽量使各应用系统之间尽量的做到“高内聚、低耦合”，这样才能满足系统的可扩展性，为后续的智能化改造创造较好的条件。41