基于模糊综合评价法的港口智慧化建设需求评价

郭 爽

（营口市现代服务学校，辽宁 营口 115002）

0 引言

为促进区内港口转型升级，《中共中央、国务院关于印发〈交通强国建设纲要〉的通知》（中发〔2019〕39号）、《关于建设世界一流港口的指导意见》（交水发〔2019〕141号）、《交通运输部关于开展智慧港口示范工程的通知》（交水函〔2017〕101号）等文件指出，港口智慧化发展是我国交通运输发展的未来方向。在港口智慧化建设发展方向研究方面，罗本成通过对业务模式与发展理念的优化革新，探索出了基于多重异构的信息化港口经营网络，以实现港口高效的智能化运营；马巍巍与殷林通过分析集装箱码头的智能化、自动化装卸过程，深入剖析了港口化发展的影响因素，总结出智慧港口发展的重点及存在的瓶颈；陶德馨构建了“车、船、港、货、人”五位一体协同智慧港口管理模型；彭勃通过剖析港口物流业务中运输的核心需求，基于现有信息化发展基础设计了港口物流信息平台的总体架构，重点阐述了在软硬件、应用层等港口信息化的建设内容。

在智慧港口建设需求评价指标的研究中，学者蔡文学，等总结了智慧港口的框架和特征，构建了智慧港口评价的六类指标；杨凯，等通过深入探究智慧港口建设的本质特征，构建了港口智慧化发展的评价指标体系；计春阳，等通过分析港口智慧化建设的内容和方法，设计了基于绩效评价的港口智慧化建设需求指标体系；张弛，等介绍天津港建设智慧港口结构框架设计，强调了物联网、物流服务及云计算在港口的应用。

综上所述，港口智慧化建设需求评价的指标体系暂未形成，关于评价指标的确定方法及综合评价方法的研究较为少见。为此，研究从智能基础设施、港口管理信息化、港口物流信息化、智能信息服务、客户商务智能服务、智能生态化发展等六方面建立港口智慧化建设需求评价指标体系，采用科学方法进行筛选，构建评价方法体系，并以营口港智慧化建设为例进行实证研究。

1 港口智慧化建设需求分析

通过对港口智慧化建设的实地调研和文献查阅，总结出智能基础设施、港口管理信息化、港口物流信息化、智能信息服务、客户商务智能服务、智能生态化发展等六方面二级评价指标。

1.1 智能基础设施建设需求分析

（1）传感网需求分析。推动射频识别技术、全球定位系统等技术、系统、设备在港口基础设施中的部署和运用，逐步应用到港口生产运作核心业务中。

（2）机械及运输装备智能化升级需求分析。运用物联网、人工智能、GIS等高科技技术提升智能化运载工具智能化水平，重点发展叉车、托盘、门吊等设施设备在上下搬运、水平运输等方式的智能化，降低港口人工操作作业，提高港口运输运载的机械化、自动化程度。

（3）联运枢纽建设需求分析。合理建设物流节点，积极建设物流中心、园区、枢纽等中转、仓储中心等，整合各类资源建成联运枢纽，提升中转、运输整体效率，提升港口运输中各类节点的联动度、作业设备的协同度。

（4）数据中心需求分析。规范数据接口、技术标准及软件应用，整合各类型平台业务流程，打通数据、业务渠道，实现各类型平台互联互通。

（5）调度中心需求分析。促进不同企业之间信息平台系统间的合理运用，构建统一调度中心，满足业务调度需求，同时共享应用数据，促进信息交互作用，提高数据利用率，规范应用信息交互。

（6）信息化基础设施需求分析。利用大数据、云计算等先进的信息化手段，推进港口资源的有效整合，推动信息化基础设施建设，打造港口智慧平台的集成中心和数据中心。

（7）网络信息安全需求分析。建设港口网络信息安全中心，提升港口信息安全水平，保护信息系统内部不受外界侵扰，建立安全可靠的数据交换环境、系统高度互联、信息共享。

1.2 港口管理信息化需求分析

（1）生产操作系统需求分析。完善终端生产系统，改善各类型码头作业系统，研析业务协作、专业管理、运营管理等信息分析和决策功能；优化智能闸门系统，提升进出港路线自动分配、集装箱自动指派和理货操作指导等功能；建设智能船舶调度系统。

（2）业务运营系统需求分析。建设港口业务运营系统、完善港口运营体系、优化生产作业流程、提高各类资源协同运作水平；推动平台、业务及数据资源共享，集成业务系统，构建生产运营与航运、引航、驳运、清点、铁路、融资、检测、结算等配套服务业务接口，形成集约化平台。

（3）生产作业协作需求分析。将先进信息技术应用于海运中转等业务领域，提高港口海运信息化程度，提升智能化管理水平，推动运输作业规模化、扁平化、自动化、个性化发展。

（4）生产运营决策需求分析。梳理业务流程，共享业务数据模块，利用信息化技术，优化生产作业、经营绩效、客户服务流程，建立基于业务共享、协同运作的数字化系统，为生产运营提供决策支持。

（5）生产管理系统需求分析。全面梳理生产、运输、搬运、装卸、简单加工等流程，利用信息系统在各生产环节做到精准衔接，同时实现供应商上下游及附属单位的全面协同作业。

（6）运输链的延伸需求分析。利用信息化手段，将物流运输的信息链全面打通，实现各类型企业的协同作业、联动。

1.3 港口物流信息化建设需求分析

（1）多式联运需求分析。通过优化作业流程、作业设备交互以及运输主体协同，强化码头作业协同度，提升联运效率，实现港口、铁路、公路的有效对接，提升港口航运服务水平。

（2）物流产业协同需求分析。提供共享物流状态信息，让客户全程掌握运输过程中的港口作业信息，实现物流全程跟踪信息查询。

（3）智慧物流跨界服务平台需求分析。全方面汇聚整合港口生产作业、运营管理等方面的信息，集成现阶段离散的信息系统，构建物流跨界服务平台，实现一体化服务。

（4）业务联动系统需求分析。构建区域物流信息服务新模式，规范各类物流平台的数据交换模式及业务联动方式，全面提升运输作业中的主体企业联动水平，提升各主体单位的协同作业能力。

（5）供应链物流方案需求分析。探索、创新物流供应链服务新模式，协同各类型物流服务节点、枢纽，科学合理的制定物流方案。

（6）物流数据交换网络通道需求分析。打通港口与物流服务企业的数据网络通道，做到业务密切衔接、数据实时共享。分层级、区域的与各地物流信息平台进行交互、联通，提升整体运输服务水平。

1.4 智能信息服务需求分析

（1）信息服务平台需求分析。全面整合以港口为核心的供应链物流信息服务资源，将港口生产运作及运营中的关键物流业务流程与物流信息服务结合，全方面构建港口物流智能化服务中心。

（2）大数据服务需求分析。以客户服务为中心，利用信息化技术，精准的向客户发送服务、报表等信息，为客户提供全方位的咨询、数据、广告等服务，并基于客户需求，构建港口数据分析系统。

（3）服务模式创新需求分析。基于港口物流信息服务，创新新型服务模式，依据客户需求、市场分析、物流方案、政策税收、安全监管等方面，为客户提供更完善的个性化服务。

1.5 客户商务智能服务需求分析

（1）供应链金融衍生服务需求分析。利用港口智慧化平台创新新型供应链金融商业模式，支持供应链企业利用融资、汇算、承兑等金融产品进行生产、经营、管理，解决中小企业经营中的资金困难。

（2）保险服务需求分析。为客户提供保险服务。客户通过平台，在各运输环节（如港口装卸、船舶保险、电子运单、货损等）提供保险咨询、保险投保、投保结算等服务。

（3）信用评价与认证体系需求分析。掌握企业资质、诚信记录等信息，建立港口企业信用评价与认证体系，记录所有物流企业、商贸企业、客户企业的业务情况、信用评价等。

（4）生态链综合信息服务需求分析。建设港口电商平台，整合跨境电商、保税服务、金融服务等功能，为客户提供线上、线下商贸服务，全方面构建生态链综合信息服务。

1.6 智能生态化发展需求分析

（1）能源消耗监测需求分析。监控运输中工器具的能源使用、消耗程度，把控重要能源损耗及设备损耗，以生态、环保理念为重点，降低运输成本，促进港口运输结构调整。

（2）大气与水污染防治需求分析。进行大气、水质自动监测和污染源在线数据采集工作，并通过信息平台，将数据传输至大气、水质应急指挥中心，及时准确的获取污染排放数据。

（3）节能减排监测需求分析。进行重点用能企业能源利用状况监测和资源综合利用，大宗固废综合利用监测的网上直报工作，并对数据进行审核、汇总分析。

（4）绿色环保需求分析。建设港区污染防治体系、保障港区绿色低碳屏障，加速新能源装备及设施布置、安装，构建港口绿色发展模式，加快港口发展转型升级。

2 港口智慧化建设需求评价指标体系

2.1 指标初选

依据对港口智慧化建设需求分析，确定评价指标并细化其具体指标内容。通过分析得到智能基础设施共7项三级指标，港口管理信息化共5项三级指标，港口物流信息化共6项三级指标，智能信息服务共3项三级指标，客户商务智能服务共4项三级指标，智能生态化发展共4项三级指标。

2.2 专家评价法修正

港口智慧化建设需求评价指标采用专家评价法进行修正。专家选取原则：一是港口智慧化系统设计、开发人员，具备建设经验；二是港口智慧化系统建设、运营人员；三是研究机构领域内的专家学者。共开展两轮征询评价。

2.3 指标检验与确定

集中程度（均值或加权均值）、离散程度（标准差）、协调程度（变异程度=同个指标的离散程度/集中程度）等指标代表了专家意见的集中或分散程度。因此，对第一轮专家咨询结果进行测算，计算集中程度、离散程度和协调程度，此次指标判断依据：集中程度大于3.0，协调程度小于0.1。

分析第一轮评价结果，各专家认为所有二级指标详实、无需修改，但在三级指标中建议删除“运输链的延伸”；在第二轮专家结果中，通过测算所得确定的三级指标重要性集中程度均大于3、协调程度均小于0.1。按照专家评价法，指标体系见表1。

表1 港口智慧化建设需求评价指标体系

3 港口智慧化建设需求评价方法

3.1 确定评价指标权重

层次分析法计算步骤如下：

（1）构造层次分析结构。指标的层次在指标初选时已完成。

判断矩阵公式如下：

由于矩阵是正互反矩阵，按照计算规则，针对任意，，，有C×C=C矩阵。研究采用1-9（重要程度）标度方法，对比因素之间的重要性，见表2。

表2 1-9标度方法

（3）权重及一致性检验。进行权重向量测算，设A的最大特征根为λ，其相应的特征向量为，则=λ×W。

利用一致性指标CR、随机一致性指标RI，进行一致性检验，公式如下：

最后计算一致性比率CR，公式如下：

随机一致性指标RI计算值见表3。

表3 一致性指标RI

根据测算结果，判断矩阵中为1、2阶的一致性指标设定为0，表示判断矩阵是一致的；判断矩阵为2阶以上的矩阵，且01时，表示判断矩阵有较高的一致性，反之就需要进一步调整判断矩阵。

3.2 模糊综合评价方法

在专家意见征询过程中，多数专家提出港口智慧化建设需求的评价需要考虑诸多因素，由于经验上的不同，评价指标的内容具有主观性。模糊综合评价法能够在一定程度上减少评价者主观评价所带来的影响。因此，通过采用模糊综合评价法进行研究，测算步骤如下：

（1）确定评价隶属矩阵。划定三级指标的评价等级=（很好，好，一般，差，较差）=（，，，，），把评价值归类，计算出各等级占比。依据二级指标形成评价等级的隶属矩阵(=12)，构建第个三级指标的隶属矩阵。

（2）分层对指标进行模糊综合评价。依据上述指标体系，构建权重集合(j=12，通过与其评价隶属矩阵相乘，得到二级指标结果(=12)，设定为二级的值，其中j为三级指标序号。

具体公式为：

集合为二级评价指标的隶属矩阵。

将二级评价指标权重(=12)与隶属矩阵对应相乘，得出一级评价指标的隶属矩阵，测算二级指标。

公式为：

（3）最终评价值。公式为：

计算二级指标综合评价值，公式如下：

4 实证分析

设计营口港智慧化建设需求评价调查问卷，具体发放给营口港港口智慧化建设的有关部门、研究机构，对各指标进行选择并提出相关意见。此次专家问卷调查共发放350份，获取有效问卷290份（除去无效问卷，包括未提交及填写错误），有效率82.857%。

4.1 确定指标权重

通过测算得到一致性为=001901，检验通过。权重系数结果可靠、合理，结果见表4。

表4 权重与一致性检验表

4.2 评价指标计算与结果分析

4.2.1 模糊综合评价过程。营口港智慧化建设需求模糊综合评价步骤如下：

（1）整理确定三级评价指标隶属矩阵R。根据调查内容划定评价指标等级标准，依据计算步骤及公式，得出隶属矩阵。

运用模糊分析法对营口港智慧化建设的6个二级指标进行分析，隶属矩阵如下：

（2）二级评价指标隶属矩阵。依据公式得到二级评价指标的隶属矩阵：

同理可得出：

合并后如下：

（3）确定评价目标隶属矩阵。依据模糊评价，确定评价目标隶属矩阵。

（4）确定评价目标综合评价值。评价目标综合评价值的公式为：

同理，二级指标综合评价值计算如下：

同理得出其它二级指标评价值：

通过测算，一级评价值为3.607 0；二级指标的综合评价结果分别为：4.021 7、3.035 0、3.610 0、4.117 3、3.077 4与3.056 8。

三级指标评价结果如图1所示。

图1 营口港智慧化建设需求三级指标评价值

4.2.2 二级指标评价结果分析。二级指标得分情况如图2所示。

图2 营口港智慧化建设需求二级指标评价值

各二级指标评价值排序依次为：智能信息服务、智能基础设施、港口物流信息化、客户商务智能服务、智能生态化发展、港口管理信息化。

（1）营口港智能信息服务建设需求评价值为4.117 3，建设需求十分迫切，所有方面均应优先安排建设。

（2）营口港智能基础设施建设需求评价值为4.021 7，建设需求较为迫切，尤其传感网、机械及运输装备智能化、信息化基础设施及网络信息安全指标评价值均超过4.0，紧迫性较为突出，也应安排尽快建设。

（3）营口港港口物流信息化建设需求评价值为3.610 0，建设需求较大，其中所属三级指标物流数据交换网络通道建设需求较为迫切，指标值超过4.0，应在本项建设中优先考虑。

（4）营口港客户商务智能服务建设需求评价值为3.077 4，紧迫性一般。通过对比三级指标评价值，生态链综合信息服务建设应在此中提前安排。

（5）营口港智能生态化发展建设需求评价值为3.056 8，建设紧迫性小。从三级指标评价结果来看，其中能源消耗监测制度、大气与水污染防治技术、节能减排检测系统得分均低于3.5，可逐步强化建设投入。

（6）营口港管理信息化建设需求评价值为3.035 0，建设需求较小。该项五个方面得分均处在3上下，营口港管理信息化已有一定基础，可依据现有信息系统基础，再进行不断完善、改进、整合。

4.2.3 总体评价结果分析。需求评价指标结果显示，智能信息服务和智能基础设施建设的需求评价得分在4以上；港口管理信息化建设的需求评价分值最低；客户商务智能服务、智能生态化发展的权重占比虽小，但其需求评价得分亦在3左右。营口港口智慧化建设需求总体评价值为3.6，说明营口港智慧化建设需求仍较为迫切，需要不断推动营口港智慧化建设的进程。

5 结语

因国内智慧港口建设刚刚起步，缺少建设、管理经验，需要研究一套科学、合理的港口智慧化建设评价方法及体系，对港口智慧化建设需求进行科学评价。本文通过查阅文献、实地调查等方法选择智能信息服务、智能基础设施、港口物流信息化、客户商务智能服务、智能生态化发展、港口管理信息化等六方面需求评价的指标体系，并运用专家评价法确定评价指标，采用层次分析法确定指标权重，构建了建设需求评价的模糊综合评价方法。以营口港为例进行实证分析，测算营口港智慧化建设需求评价结果，并对各类指标的建设需求进行了分析和排序，为营口港智慧化建设提供科学的参考。