10月29日，碧海藍天間，集裝箱鱗次櫛比，70多臺智能運輸機器人自如穿行，42個自動化軌道橋次第排開、快速運轉……在天津港，人們對于碼頭的傳統印象正被顛覆，新技術正不斷驅動這座港口變得更“聰明”，向智慧港口轉型升級。
智慧港口，是以云計算、大數據、物聯網等新一代信息技術與港口運輸業務深度融合為核心，具有生產智能、管理智慧、保障有力等鮮明特征的現代港口運輸新業態。“其包含智慧調度、智慧物流、智慧決策、智慧監管及智能支撐保障等系統。”交通運輸部水運科學研究院研究員羅本成介紹。
近年來，智能化程度已成為衡量港口競爭力的重要指標。搶占“智”高點，競逐“新賽道”，中國各大港口緊抓數字經濟發展契機，積極推動智慧港口建設，引領全球港口智能化發展。
引領數字浪潮，實現全流程自動化作業
智慧港口建設在中國已推進多年。
2017年1月，交通運輸部發布《關于開展智慧港口示范工程的通知》，決定重點在港口智慧物流、危險貨物安全管理等方面，選取一批港口開展智慧港口示范工程建設，示范帶動中國港口信息化、智能化水平的提升。
2019年11月，交通運輸部等九部門聯合印發《關于建設世界一流港口的指導意見》，對建設智慧港口提出更為細致的要求：加大自動化集裝箱碼頭操作系統研發與推廣應用，積極推進新一代自動化碼頭、堆場建設改造等。
近幾年，隨著新一代信息技術的快速發展，自動化碼頭已成為中國智慧港口建設的重要標志。專家指出，相較于傳統碼頭，自動化碼頭可實現集裝箱裝卸、水平運輸等環節的全流程自動化作業。
10月13日，伴隨“中遠海運天秤座”輪進港進行吊裝作業，天津港北疆港區C段智能化集裝箱碼頭（以下簡稱“C段碼頭”）的集裝箱吞吐量，突破100萬標準箱。從開工建設到完成100萬標準箱僅耗費33個月，這創造了全球自動化集裝箱碼頭的用時最短紀錄。
在交出一份亮眼成績單的同時，作為全球首個“智慧零碳”碼頭，C段碼頭還以全新模式為世界港口智能化升級提供樣本。
前推、側移、微調、鎖扣、定位……在C段碼頭智控中心，緊盯屏幕上的5G超高清視頻，遠程操作員馮旭熟練地控制著手中的操縱桿，為1公里外的貨車裝卸集裝箱。僅用時75秒，一個集裝箱便裝卸完成。
“剛來到C段碼頭時，我是又驚又喜。這里不僅作業全部無人自動化，而且設備都是電力驅動。”馮旭告訴記者，“像岸邊集裝箱起重機司機，過去每天都要爬到幾十米的高空，在不足5平方米的駕駛室里，一坐就是一天。現在，大家都在辦公室里工作，操控難度和勞動強度都低了不少。”
引領數字浪潮，發力新基建，由天津港集團、華為和中國移動聯合打造的“5G+智慧港口”項目在C段碼頭應用落地：自主搭建安全高效的5G專網與工業互聯網，實現對碼頭全要素的自動感知與分析；打造智能水平運輸管理系統，支撐全部生產設備的科學運營決策。
現如今，C段碼頭的智能調度全部在智控中心完成。工作人員坐在操作臺前，就可以實時開展集裝箱裝卸作業。“全新的智能管控系統可實現全局最優調度，碼頭作業全部實現無人自動化。”天津港第二集裝箱碼頭公司總經理楊榮說。
C段碼頭北側不遠處，兩臺風機葉片緩緩轉動，為碼頭帶來源源不斷的“綠色動力”。“碼頭由‘風光儲荷一體化’系統實現綠電自主供應，成為全球首個100%使用綠色電能，且綠色電能100%自產自足的‘零碳’碼頭。”楊榮告訴記者，系統并網發電10個月，已供電2077萬千瓦時。
“去年天津港大型自動化集裝箱裝卸設備占比已達到35%，今年要達到60%以上，明年達到80%以上。”天津港集團董事長褚斌表示。
過去幾年，浙江寧波舟山港也將智慧港口建設作為重要戰略任務，不斷提升港口自動化水平。2018年3月，建成了全國首個5G港口基站；2019年4月，舟山港實現5G+龍門吊遠程控制等創新應用試驗。隨著大型設備逐步遠程化、智能化作業，目前舟山港的自動化率已接近五成，整條作業鏈的運作效率提升了15%以上。
上海港、廈門港、深圳港等港口在作業自動化、信息互聯共享等方面也取得一系列創新成果。相關數據顯示，中國目前已建成10座自動化集裝箱碼頭，并有8座自動化集裝箱碼頭在建，已建和在建規模均居世界首位。
交通運輸部有關負責人表示，在消化吸收國外經驗的基礎上，中國已全面掌握了自動化碼頭設計建造、裝備制造、系統集成和運營管理全鏈條的關鍵技術，實現了從“跟跑并跑到領跑”的轉變。
記者了解到，中國的自動化集裝箱碼頭建設技術和標準現已走出國門，以色列海法港、阿聯酋阿布扎比哈里發港二期等自動化碼頭，在總平面布置、裝卸工藝等方面均采用了中國的技術標準。
堅持自主創新，勇闖智慧港口“無人區”
中國智慧港口建設跑出“加速度”，離不開相關創新團隊的艱苦攻關。
在山東港口青島港自動化碼頭，不久前，山東港口高級別專家張連鋼和團隊自主研發的全新智能管控系統，讓港口實現生產資源、計劃調度和作業控制的無縫銜接，第九次打破了自己保持的集裝箱自動化碼頭裝卸效率世界紀錄。
事實上，這些“世界紀錄”的誕生之路，并非一帆風順。
進入21世紀，中國港口在碼頭硬件方面較為領先，但在全自動、半自動化碼頭方面，還有待加強。2013年，青島港正式啟動自動化碼頭建設項目。身為技術骨干，時年53歲的張連鋼成為項目組長。
自動化碼頭起源于歐洲，核心技術長期被少數國家所壟斷。為此，他曾帶領團隊到國外學習請教。“但對方不準我們下車，也不讓拍照。”張連鋼回憶，團隊成員只能走馬觀花地遠望，考察交流沒有取到任何“真經”。
“關鍵核心技術是要不來、買不來、討不來的。”這種受制于人的遭遇，讓張連鋼下定決心：堅持自主創新，建設中國人自己的自動化碼頭！
回到青島后，團隊成員立即著手搜集資料，想方設法惡補專業短板。“不到兩年時間，我們召開了3000多場技術分析會，形成了幾十萬字的分析報告，僅僅出入集裝箱卡車的閘口布局，就設計了40多稿。”項目組成員張衛對記者說。
按照慣例，自動化碼頭從項目立項到建設完工至少需要8到10年。“這個速度不夠快，我們等不起。”張連鋼帶領團隊進行研發流程改造，使每名成員都承擔咨詢師、設計者、建設者等多重職責，統籌推進全流程工作。
歷經3年半的拼搏，2017年5月，由團隊自主設計、自主建造、自主運營的青島港自動化碼頭正式投產運營，創造出多個全球“首創”。之后，張連鋼又帶領團隊推出自主研發的“氫+5G”“全球首創機器視覺+自動化技術”等多項創新成果。
“我們建設世界一流的海洋港口，應該樹起‘中國樣本’。這是我作為一個港口科技工作者的理想。”張連鋼說。
除了自動化碼頭，在青島港的長期推進下，智慧港口建設成果在這片創新沃土遍地開花。青島港前港分公司干散貨碼頭的智能化改造，背后同樣有一個勇于擔當的團隊――偉麗創新團隊。
據了解，青島港前港干散貨碼頭于1993年投入運行，主要從事鐵礦石、煤炭等大宗干散貨的裝卸。隨著時間推移，設備逐漸步入“老年期”，這為碼頭安全運營帶來較大壓力。
2020年3月，依托山東港口一體化平臺和技術優勢，前港分公司決定對自家“老碼頭”進行智能化改造，組建干散貨智慧綠色碼頭項目團隊，前港分公司安全環保科技部副經理趙偉麗被任命為項目帶頭人。
“國際上干散貨碼頭僅有單種機器的智能化探索，而我們直接將目標定在全部設備的智能化升級。”趙偉麗告訴記者，改造工作不僅缺乏先例可循，由于許多設備的電控系統是幾十年前的，團隊想摸清它們的控制線路也格外困難。
但現實困境沒有讓創新團隊退縮，反倒激發了他們“不服輸、不認輸”的性格，決心勇闖智慧港口“無人區”。在52臺大型設備、140余臺流動機械、200多條皮帶流程組成的生產系統中，團隊成員將現場視作“戰場”，背著20多公斤的測試設備爬上16層樓高的卸船機，在不足3平方米的駕駛室內逐一校驗控制器觸點，在65公里長的皮帶流程中反復調試。
經過兩年半的不懈努力，他們最終梳理電氣線路1000多條，攻克行業難題600余項，給老舊設備裝上了“智慧芯”。據介紹，升級后的碼頭，平均能耗率降低10%，人員配置壓縮15%，消除290余項安全隱患。
“與集裝箱自動化碼頭不同，我們是老舊碼頭的改造，具有很強的可復制性，這對于國內的干散貨碼頭來說更有參考價值。”趙偉麗介紹，下一步，團隊將在實踐中繼續改進優化設備設施，努力提升港口的智能化水平。
逐夢未來“智港”，高質量發展前景可期
“以科技賦能港口智慧，讓港口像人一樣會思考、會決策，合理配置和調度港口資源，使港口運營更可靠、更高效、更綠色、更智能，這是各大港口不懈追求的最終目標。”羅本成指出，當前，各地智慧港口落地進程正在加快。
伴隨相關指導性文件的發布，中國智慧港口高質量發展前景可期。
2021年，交通運輸部印發《交通運輸領域新型基礎設施建設行動方案（2021―2025年）》提出，建設港口智慧物流服務平臺。開展區塊鏈技術創新應用，推進電子單證、業務在線辦理、危險品全鏈條監管、全程物流可視化等。
2022年1月，國務院印發《“十四五”現代綜合交通運輸體系發展規劃》提出，推進大連港、天津港、青島港、上海港、寧波舟山港、廈門港、深圳港、廣州港等港口既有集裝箱碼頭智能化改造。建設深圳海星、廣州南沙四期、欽州等新一代自動化碼頭。在“洋山港區―東海大橋―臨港物流園區”開展集疏運自動駕駛試點。
與此同時，多地相繼出臺方案規劃，逐夢未來“智港”。
《江蘇省智慧港口建設行動方案（2022―2025年）》明確，到2025年，全省擁有萬噸級以上泊位的港口重點生產作業環節實現自動化、智能化技術全覆蓋，危險貨物碼頭安全生產實現100%數字化管理，對外開放港口疫情防控實現100%數字化管控，港口綠色低碳發展實現100%數字化治理。
河南省著力打造平安、綠色、智能內河港口，提出加快推進信息化等新技術應用，推動數字航道建設，促進船型標準化，通過服務、管理等多維度模式創新，提升安全保障和服務能力。
業內人士普遍認為，推進智慧港口領域關鍵核心技術研發和成果轉化，打造行業“創新連接器”至關重要。
2022年8月18日，天津港集團聯合華為、多家科研院校與行業頭部企業成立“智慧港口全球創新實驗室”，打造從“技術攻關”到“應用落地驗證”及“商業價值”產學研用的完整閉環，推動港口產業數字化創新。
“實驗室的成立，將帶來更開闊的視野、超前的思路和領先的技術。”天津港集團副總裁楊杰敏說，未來，天津港將與更多科研院校、行業機構交流合作，構建產學研用生態體系，打造港口科技創新高地。
智慧港口的出現，對海關監管也提出了“快速驗放、順勢監管”的現實要求。福州海關充分發揮科技創新牽引作用，推出智慧監管平臺，助力港口碼頭高效運轉。
“我們依靠人工智能、大數據和云存儲技術的應用，在數據流中將內貿、外貿貨物分隔，實現了電子圍網管好貨物。”福州海關監管處副處長童冰星解釋說，海關人員點擊平臺全景畫面中的船舶、集裝箱等監管對象，即可查看詳細信息，并可以隨時切換至實際
監控畫面，進行數據信息校驗。
“有了智慧監管平臺，我們可以靈活安排內外貿貨物的堆放、吊裝，港內接駁車輛作業時間平均降低25%，外貿企業的物流成本每柜可以節省400元。”福州港江陰港區碼頭公司負責人莊興強說。
“無論是港口行政管理部門還是港口企業，都要全面客觀評估智慧港口建設條件，理清發展思路與路徑，找準著力點。”廈門大學經濟學院副教授丁長發此前建議，面向未來，各地應做好智慧港口的概念設計，從空間性、技術性、社會性、生態性等維度謀劃好智慧港口的發展框架。
