港口企业数字化转型技术应用现状分析

魏 飞

（天津津港建设有限公司，天津 300456）

引言

在信息技术及国家政策的推动下，各行各业紧跟国家政策进行数字化转型工作。港口信息化、自动化、智能化不断深入，港口科技水平大幅提升，目前已成为知识密集型行业。港口企业之间的竞争从单纯的规模竞争逐步转变为物流链、服务链、价值链及生态链的全方位竞争，更加注重港口协同创新能力、综合服务能力和生态协作能力[1]。同时，全球各大港口相继提出打造智慧港口的企业愿景，已把数字化转型作为提高企业核心竞争力的战略目标。目前大多港口企业在于通过数字科技赋能，创新港口运营与发展理念，并运用信息技术使港口建设运营更安全、更可靠、更智能。但较少研究从文献分析及数字化技术应用角度分析港口企业数字化转型研究现状，因此本文的目的在于分析港口企业数字化转型技术应用现状，挖掘港口企业在数字化建设中的应用价值。

1 港口企业数字化转型研究热点分析

1.1 数据收集

在中国知网，以检索式为“主题（人工智能+智能技术+机器智能+人工智能应用+数字化+数字化转型+数字化技术+数字化应用）AND 主题（港口+港口企业+现代港口+数字化港口+绿色港口+枢纽港）”并将时间跨度设置为2010 年至2020 年，进行检索并筛选，共收集到180 篇文章。

1.2 关键词时序分析

将筛选后的180 篇文章利用CiteSpace 文献分析软件进行关键词时序分析，根据关键词节点的大小（节点越大代表关键词出现的频率越高），分析港口企业数字化转型的发展演变趋势，如图1 所示。

图1 港口企业数字化转型关键词时序分析

2010 年，港口数字化说法已经出现，主要集中在“高压变频数字化船用岸电系统”在港口中的使 用[2]。2011 年物联网、无线射频识别技术广泛运用在港口的装卸设备、集装箱、车辆等中，让物体有了知觉[3]。2012 年智慧港口应运而生，智能技术主要应用在集装箱智能闸口、物流运输实时监控及智能堆场通信及定位等方面[4]。2013 年我国港口信息化基础设施建设初具模型[5]，港口物流行业顺势发展。2016 年各港口大力建设港口管理信息系统，使港口业务过程数字化、管理数字化、服务体系数字化、基础设施数字化。

港口数字化浪潮持续推进，港口企业数字化管理平台开始架构设计以加强港口设施数字化管理。2018 年面对全球工业4.0 和“物联网+”的发展趋势，自动化集装箱码头成为港口发展的重点。2019 年在新一代信息技术的驱动下，港口企业数字化转型迫在眉睫。华为港口数字化转型首席专家李克武认为，数字化转型本质上是新一代信息技术驱动下的一场港口生产作业、管理模式和商业模式一次深度变革和重构，是业务转型[6]。柳遵梁认为港口集团数字化转型可以理解为港口运营进行模拟信号转数字信号的过程[7]。

2 数字化技术应用现状分析

2.1 BIM 技术

BIM 技术的本质是运用计算机技术、信息技术和网络技术整合建筑业相关技术和流程，提高建筑业信息化管理水平。BIM 技术主要集中在港口规划、设计及施工阶段。

传统港口规划多停留在二维平面布置层面，多维多源空间信息分析手段缺失，全寿命周期规划管理体系尚未建立，空间分析和定量优化水平落后。目前，在港口规划领域应用BIM 技术主要存在应用架构缺失、空间规划技术手段发展滞后、应用标准体系欠完善等问题。

在港口设计阶段BIM 的应用场景包括工程环境现实重构、方案设计、港口场平设计、码头建模、工程量统计、二维出图及利用渲染软件对BIM 模型进行方案可视化展示与成果交付。如，利用BIM 的三维参数化建模方法建立港口三维模型，实现参数调整方案的迭代优化，并通过倾斜摄影方法建立三维实景模型，分析码头设计的合理性以优化设计方案。同时，BIM 技术可实现二维出图和工程量计算，通过实时渲染实现可视化方案的交付，从而提高设计方案的质量[8-9]。

BIM 技术在港口施工阶段的应用主要在成本、进度、风险管理等方面。在成本方面，BIM 模型可进行港口建设项目预算控制。在进度方面，将港口工程施工阶段的各项三维信息转为4D 模型，同时拟定施工时间并把控施工节点，可对港口施工进度进行可视化管理[10]。在风险管理方面，在港口航道建设中基于BIM 的港口航道建设风险控制技术可确定港口航道建设作业风险源，实现港口航道建设运营风险评估。

2.2 物联网技术

物联网技术具有数据自动采集、位置全面感知等特点，在港口行业信息化、数字化、智能化的过程中具有显著优势。目前，物联网技术主要运用在港口信息化系统、港口物流、港口碳排放、港口供应链管理、港口船舶监控等方面。

基于物联网技术的港口信息化系统，主要集中在研究集装箱自动堆放算法和拖车自动排载算法、装卸作业设备智能化调度等方面[11]。同时，应用物联网技术能实现对散杂货港口作业流程的智能管理，包括在货物卸载入库、堆场监控、提货出库、设备调度与管理等业务流程[12]，解决传统物流库容利用低、货物周转慢、管理效率低等问题。在港口碳排放方面，通过融合无线射频识别技术与无线传感器，建立港口物流碳排放管理系统，实现碳排放监测。

港口供应链集成包括港口供应链资源集成、市场集成、信息集成和组织集成。如，基于物联网的广西北部湾港口供应链集成化可实现对车辆、集装箱、货物、船舶以及通关过程、运输过程、港口作业过程的在线实时监控，实现全过程、智能化、可视化的供应链监控体系[13]。在港口船舶监控方面，传统的船舶监控系统通常采用船端封闭式监控系统，但在船舶监控系统中添加嵌入式传感技术、通信技术等现代化信息技术，可实现对港区的船舶进行实时监控[14]。

2.3 云计算技术

云计算通过网络可向用户提供计算云、储存云等服务，广泛应用在港口物流、港口综合管理系统、港口船舶管理中。港口物流是港口运营的一大主业，借助云计算平台强大的数据存储处理能力，将物联网技术、云计算与SOA 架构整合在一起构建港口物流综合服务平台，对业务逻辑进行重组和优化，可提高部门间的协作效率与港口竞争力[15]。

港口作为重要的交通枢纽，基于云计算技术的港口综合信息管理系统，可解决当前港口管理系统信息化程度低、缺乏智能化等问题。其中，基于云计算的港口综合信息管理平台主要包括中控管理、物流设备集成、基础操作、散货及CFS 管理、商务计费等模块[16]。

目前，基于云计算的港口船舶管理技术可实现港口船舶管理技术层次化设计、兼容多终端接入、多层次控制，优化港口船舶调度效率、提高船舶作业水平[17]。此外，基于分布式系统基础架构Hadoop的信息平台总体架构模型能解决大量运输船舶入港时造成信息平台读写性能下降的问题[18]。

综合以上三种数字化技术的应用，正逐步实现码头生产预演与回溯平台的形成，实现企业数字资产的价值再造，为企业运营诊断、辅助决策提供了更加科学化手段。

3 结语

本文从文献分析及数字化技术应用角度对港口企业数字化转型现状进行分析，其中数字化技术包括BIM 技术、物联网技术与云计算技术。从文献分析可以看出，港口企业正在从信息化向数字化、智慧化方向发展，港口企业意识到在信息时代数字化转型的重要性，大多港口企业正在利用数字化技术提高企业自身的信息化水平进行业务转型。数字化技术应用方面，BIM 技术在港口建设全寿命周期阶段皆有涉及，而物联网技术与云计算技术主要运用在港口运营阶段。部分港口在新码头建造阶段提出了基于BIM 技术、物联网技术、云计算技术的数字孪生建设目标，搭建数字企业，探索形成数字资产，为未来数字化运营做准备。

通过港口企业数字化转型技术应用现状分析可见，港口企业数字化转型过程中较多为利用某种或者某几种技术解决个案问题，表现为业务管理层面或者单一职能层面的点状数字化。但港口企业已然越来越看重数字资产的重要价值，部分新建企业正从全产业链角度探索建立数字化运营平台。未来港口企业需着重做好顶层设计和路径规划、夯实数字化基础，统筹推进数字化转型。