智慧港口是指物联网、云计算、大数据、智能感知等新一代信息技术。，能够对港口供应链各核心的关键信息进行深度计算和广泛互联，实现港口供应链中各种资源和参与者的无缝连接和协调，从而对港口管理和运营做出智慧响应，形成信息化、智能化、优化的现代化港口。作为承载全球90%贸易的航运枢纽，港口在促进国际贸易和经济发展中发挥着至关重要的作用。智慧港口的发展可以有效提高港口运营效率，缓解日益增加的港口运输压力，服务“一带一路”建设，顺应时代发展趋势，成为运用现代科技手段推动我国智慧交通发展的重要方面。
1.发展环境
政策:实施多项智慧港口政策，引导行业从技术实施到加速推广。
作为21世纪海上丝绸之路的重要节点，港口在一带一路建设中发挥着重要作用。近年来，国家出台了多项有利于智能港口产业发展的相关政策，加快了智能港口的建设。2017年1月，交通运输部发布《关于开展智慧港口示范工程的通知》，首次提及“智慧港口”，指出“依托信息化，重点开展港口智慧物流、危险品安全管理等。”，重视智能港口的安全和物流建设。随着5G等新兴信息技术的发展，2020年8月，交通运输部发布了《关于推进交通运输领域新型基础设施建设的指导意见》，对智慧港口的技术落地提出了更为细化的要求，要求“引导自动化集装箱码头和堆场改造，推进港口建设、维护和运营全过程数字化，加快港口场站智能调度、设备远程控制、智能安全预警、港区自动驾驶等综合应用。”随着一些标杆智慧港口的建成，国家对各地加快智慧港口建设提出了新的要求。2021年9月和2022年1月，交通运输部和国务院分别发布了《交通运输新型基础设施建设行动计划》和《十三五现代综合运输体系发展规划》，均明确了具体港口智能化改造的要求，如“推进厦门港、宁波舟山港、大连港等现有集装箱码头智能化升级，建设天津港、苏州港、北部湾港等新一代自动化码头”。建设天津北江C区、深圳海星、广州南沙四期、钦州等新一代自动化码头。“随着多项政策的实施，中国智慧港口产业的发展方向和目标逐渐清晰。
技术:5G和人工智能引擎推动智能港口的发展
人工智能、大数据、云计算、5G、区块链等技术进步为智慧港口提供了发展动力，其中5G和人工智能技术是两大主要发展引擎。5G在各种港口业务中的大带宽、高效率、大连接的优势突出，可以减少垂直运输系统中的桥式起重机、轨道起重机、轮胎起重机的远程控制错误，以及水平控制系统中的集装箱车、AGV的远程调度延迟，从而提高作业的可靠性。此外，大数据的积累和深度学习算法的进步，使得人工智能技术在港口领域发挥作用。深度学习技术作为人工智能的核心技术之一，克服了传统机器学习算法依赖人工特征建立和筛选的局限性。在计算机视觉、自然语言处理等多个方向取得了良好的实用效果，在港口智能理货、智能安防、自动驾驶、风险预测管理、金融异常检测等多个领域得到了应用。在技术进步的推动下，智能港口有望进入智能化发展的新阶段。
市场需求和痛点:传统港口效率低下，贸易增长和港口一体化推动智慧港口建设。
目前，中国是世界上最大的贸易国和港口大国。Alphaliner数据显示，2021年，全球港口货物集装箱吞吐量排名前十的港口中，中国港口占据七席，集装箱吞吐量年增长率依然较高，对港口效率的提升提出了挑战。与此同时，传统港口的发展面临着人力成本上升、劳动强度大、工作环境差、人力短缺等痛点。，以及腹地重叠、商品重叠的同质化竞争。降本增效已成为港口企业的共同诉求。利用互联网和大数据，实现港口智能化、自动化、无人化，推动港口转型升级，提升企业质量效益，是港口发展的必然趋势。2019年以来，我国港口资源整合速度明显加快，如山东省、辽宁省港口资源整合，对提高港口运营效率、实现港口统一调度管理提出了新的要求。在此背景下，提高港口管理水平，建设智慧港口迫在眉睫。
2.发展状况
智能港口应用场景很多，主要在智能识别、自动驾驶、智能装卸、智能监控四个应用领域。
识别:准确快速获取集装箱数据是提高港口效率的关键。智能识别主要是利用计算机视觉来识别集装箱的箱号、集装箱类型、装卸状态、是否有封条等。，涵盖了集装箱装卸、堆码、理货、缺陷检查、集装箱吊装、通关等全流通环节。，突破了传统OCR技术易受外界干扰导致识别准确率低的技术局限，从而大大提高物流大数据的流通效率。
自动驾驶:主要满足集装箱水平运输的要求，用于码头桥与堆场之间的集装箱运输。目前港口运输自动化的三种运输方案是自动驾驶集装箱车、自动驾驶跨运车和AGV。其中，自动驾驶集装箱车由于无需场地改造、场景适用性强、单车成本低，成为目前国内港口运输自动化的主流解决方案。基于5G、高精度定位、车路协同等技术，现在已经可以实现无人驾驶卡车行驶和实时路况回传，方便控制中心监控运输进度，实时查看车辆的感知和规划信息。
智能装卸:主要满足集装箱垂直运输的要求，包括桥式起重机、轨道起重机、轮胎起重机。起重机用于将集装箱从船上装卸到岸上，轨道起重机和轮胎起重机用于在堆场装卸和分拣集装箱。两者都要求工人在传统的港口模式下长时间高空空低头工作，对身体有害。现阶段，通过应用远程控制技术，驾驶员可以在中央控制室用高清监控设备远程查看现场情况，并通过电脑屏幕进行监控和指令操作，可以提高安全系数，节省人力成本。
智能监控:安防系统是港口日常生产经营的重要保障。利用云计算和云存储技术，港口安全系统可以满足智能监控和分析的要求，如出入境车辆的分析，司机和乘客的面部识别，火灾分析，烟雾分析，以及限制区域的报警。数字双口操作仿真平台的诞生进一步扩大了智能监控的范围。通过使用数字孪生技术，港口可以访问各种集装箱信息，实现超大型集装箱箱体的动态生成和同步，还可以通过显示拖车的计划指令轨迹和实际运行轨迹，帮助安检人员实时监控异常状态，确保运输安全。
智能港口建设现状
近年来，中国各地区港口正在加快数字化、智能化、低碳化转型。2017年12月，上海洋山港四期自动化码头投入运营，成为全球最大的自动化集装箱码头。装卸、运输均采用自主研发的智能系统，实现港口的智能化、自主化控制。2021年1月，天津港完成传统集装箱码头全流程自动化升级，用数据驱动港口敏捷运营，降低港口单个集装箱能耗和综合运营成本。此外，天津港在低碳领域持续创新，其北江港区C区智能集装箱码头已投入运营，可实现绿色电力自用自给，码头运营全过程零碳排放。
3.发展趋势
智慧港口建设进程加快，区域港口一体化已成大势所趋。
目前，我国智慧港口建设已从探索阶段逐步走向成熟，各地智慧港口落地进程加快。但由于智慧港口建设投资大、周期长、影响因素多，技术储备、资本积累、创新能力、人力资源等方面的不足，智慧港口的发展将是一个长期、持续、渐进的过程。基于港口的智能科技赋能，以及优化港口布局、统筹区域经济等供给侧顶层战略规划，区域港口一体化将成为未来大势所趋。
智能港口决策和高附加值的综合物流服务将成为未来的发展方向。
目前，港口基础设施决策系统仍然存在智能性和灵活性不足的问题，一些操作环节仍然需要依靠人员的后台操纵。未来，依托陆海一体化，拥有广阔经济腹地、交通便利的第四代港口，将进一步挖掘、分析、应用港口数据资产，通过机器学习算法优化，大幅提升港口智能大脑的运营优化和智能决策水平，真正做到智能决策，减少对人力的依赖。此外，作为多式联运的结合点，港口供应链上下游企业之间的信息流、物流和资金流的协调与整合需要强有力的连接。随着数字经济和智慧港口时代的到来，依托信息网络的支撑，为上下游企业延伸服务链条成为港口创新和创收的新出路。未来，提供多式联运、保税物流、全程物流服务、供应链金融等高附加值的数字化供应链服务，将成为推动港口发展的重要途径之一。
