第4代港口与港口智能化装备的发展:智能化港口

第4代港口与港口智能化装备的发展

交通运输部水运科学研究院

摘

谢文宁郑见粹

要：通过对第4代港口发展趋势的分析，提出港口发展现代智能化技术的必要性，并对我国港口智能化

进而探讨我国港口智能化发展的重点和关键技术。现状及存在的问题进行了研究，

关键词：港口；智能化；第4代

The Fourth Generation of Port and its Intelligent Equipments ＇Development

Waterborne Transportation Institute ，The Ministry of Transport

Xie Wenning

Zheng Jiancui

Abstract ：The paper puts forward the necessity for port to develop the modern intelligent technology by analyzing

the development trend of the fourth generation of ports．By researching the status and the problems in the ports intelli-gences ，it discusses the key technologies in China port intelligent development．

Key words ：port ；intelligentizing ；the fourth generation

（3）港口与港口之间，既有合作又有竞争，以竞

争为主导。

（4）在港口的建设上，进一步走向深水化、大型化和专门化。

（5）在港口的地理布局上，主辅相配，纲举目张，网络化地发展。（6）在港口的技术结构上，管理技术信息化、控制技术智能化、位移技术高效化和环保技术绿色化。（7）在港口的功能定位上，“多元化”从向“基地

发展。化”

第4代港口正趋向于形成高度整合的“大物港，规模庞大，系统复杂，因此，采用现代智能化流”

技术是当前港口发展的必然趋势

［3-4］

1第4代港口及其发展趋势

港口在国民经济发展中的地位和作用在人们对

港口功能的认识以及港口对社会经济发展做出贡献

的过程中不断提升，并由此导致了港口功能的升级换代。1992年联合国贸易与发展会议在港口的发展和改善港口的现代化管理和组织原则的研究报告中，把港口功能的发展划分为3代。进入21世纪后，港口功能与20世纪80年代开始出现的第3代港口功能相比发生了巨大变化。随着经济全球化以及现代供应链管理思想的推行，全球正在进入第4代港口时代。第4代港口在兼容第3代港口功能的作为供应链中的一个环节，强调港口之间的基础上，

互动以及港口与相关物流活动之间的互动，满足运输市场对港口差异化服务的需求，提供精细的作业和敏捷的服务，以形成柔性港口，促使与港口相关的供应链各环节之间的无缝连接

［1-2］

。

2

2．1

国内外港口智能化现状及存在的问题

智能港口系统定义

智能港口系统是将互联网技术（WEB ）、全球定

。

第4代港口作为国际运输的枢纽接口和国际经贸的支撑平台，其参与经济腹地的资源要素配置、综合物流配送的作用正在凸现出来。具有海陆两大辐射面的港口，不仅已成为连接世界性和区域性生产贸易和消费的中心纽带，而且开始成为主动策划和积极参与上述经济活动的操作基地。第4代港口的主要发展趋势是：

（1）在港口与所在城市的关系上，规划、建设与布局一体化。

（2）在港口与经济腹地的关系上，围绕港口这一物流基础平台而协调化发展。

移动通信技术（GMS ）、无线通讯技术位系统（GPS ）、

（WAP ）、地理信息系统（GIS ）、无线射频识别技术（RFID ）、实时监控系统（AIS ）、自动化装卸设备、物流搬运机器人（AGV ）等先进的信息技术和自动化技术综合应用于整个港口物料作业、运输服务及港口管理等各个方面，建立一种在港口服务范围内全

准确、高效、优质的港口物流方位发挥作用的实时、服务体系。

2．2国外智能港口系统现状

自1994年第1次智能交通系统世界大会提出智能交通系统（ITS ）概念以来，港口作为社会交通

1

大系统的一个重要组成部分，智能港口系统研究得到了普遍关注并取得很大进展。欧洲主要大港如鹿汉堡港、安特卫普港、杜伊斯堡港等注重推特丹港、

行自动化码头作业，营造开放的港口物流环境，实行建设发达的港口物流信息系灵活的港口管理模式，

提供柔性的港口物流服务，顺应了现代化港口发统，

展的潮流。2004年韩国政府开始在韩国港口实施“智能集装箱”项目，埃及新杜姆亚特港2004年底宣布已经建成地中海沿岸第1个智能港口。2．3我国智能港口系统现状

我国智能港口系统研究目前刚起步，但已经得到政府和港口企业的普遍重视。交通部在2005年《公路水路交通科技发展战略》出台的中已经将智能港口系统作为未来智能化数字交通管理技术主要研究方向，有关科研机构已经开始了智能港口系统天津、上海、深圳等国内主要港口也已开始进研究，

并在部分港区开始智能化运行智能港口系统规划，

行实践。如上海港无人自动化集装箱堆场，基于精

准配送的罗泾港区自动化散货物流系统，基于电子标签的港口集装箱物流，基于增值服务的汽车滚装物流系统；天津港建成GoTa 数字集群平台，其强大的集群调度能力和无线数据能力，能满足港口生产集群调度，数据采集、传输、处理和资源管理要求，有效地提高了工作效率；上海振华重工（集团）股份有限公司推出了全自动集装箱码头装卸系统，在集装箱码头智能化方面进行了有益的探索。目前，国内

装箱、主要港口已经实现了港口集装箱作业从空箱、卡车运输、堆场位置到报关、起吊、装船的全程实时

监控和即时历史数据查询等。2．4

我国港口智能化存在的问题（1）以“港口信息化”。从代表“港口智能化”

人工数据处理方式转变为计算机处理，这是对信息

处理方式和手段的一种很大的改进。然而，现有的大部分港口信息化仍处于信息处理阶段。

港口智能化不仅仅是将手工数据处理方式转变

也不仅仅是对传统的经营、管理、生为计算机处理，

而是要在产等环节进行简单的计算机模拟与再现，

ITS 、宽带通信、仿真技术等的帮助下实现港口业根本性的变革。

（3）港口各相关部门之间的智能化建设缺乏统一的规划。港口各相关部门运作一体化是实现智能化的关键。但是，由于港口中各业务机构分别属于多个部门管辖，处于各自为政、条块分割的状态，各机构之间信息闭塞，无法实现相互之间信息资源共享。因此，需要成立专门的政府机构出面协调，统一组织、统一规划，才能真正实现“智能化港口”的信

［7］息共享和系统决策最优。

（4）港口物流设施及装备水平与智能化港口的

要求相距甚远。近年来，在我国一些沿海大港如上海、宁波、广州、天津、青岛等港口新建的集装箱码头，现代化程度较高，而我国大部分港口或港区的装备水平仍不高。此外，不少港口码头前方装卸与后方仓储、运输不协调，尤其是后方仓储能力偏小，物流信息管理和技术手段较落后，导致物流作业效率不高。例如，目前发展势头强劲的长江三角洲港口中有不少港口的进一步发展受到了后方堆场、仓储能力的限制。另外，我国目前物流设施和装备的标

各种运输方式之间装备标准不统准化程度还较低，

一，既影响了连接多种运输方式的港口的运作效率，

也影响了多式联运的规模和效率。

3我国港口智能化发展的重点和关键技术

“十五”规划开始，我国的港口信息化建设步伐明显加快，在电子政务、电子商务、各部门的信息化及信息流转配套处理方面都有长足进步，有人认为这样

“港口智能化”。而实际上，就是实现了港口信息化“港口智能化”仅仅是的一部分，或者说是“港口智

能化”的基础部分。更有人甚至把港口中的EDI 当“港口智能化”，成认为建成了EDI 就实现了“港口

。正因为有此误解，智能化”导致了我国“港口智能建设一直处于初级的信息采集和基本的应用阶化”

［5-6］。段，进一步的发展较慢（2）在港口智能化建设方面还处于信息处理阶

段。目前我国港口信息化实现了计算机管理、网络管理，通过计算机采集数据、录入数据、自动处理、生成有效信息、打印信息、网络传输信息等等，由过去2

针对当前我国港口智能化现状及存在的问题，

应首先从构建完善的智能化物流信息系统，研发先进的智能化的技术装备等方面发展我国智能化港［8］口。3．13．1．1

构建港口智能化物流信息系统港口智能化物流信息系统构建目标

港口智能化物流信息系统构建的目标是实现港口物流服务和管理智能化，具体体现在：一是实现港网络化、无纸化和自动化，降低口物流服务电子化、港口物流服务成本，提高物流服务效率和港口经济效益；二是实现港口与船公司、铁路、公路、场站、货代、仓储等港口相关物流服务企业的无缝连接，通过物流信息平台实现信息集成和共享，优化物流供应链管理，提高物流服务水平；三是提高港口管理和决

策水平，如实现远程调度，信息自动化采集、存储和加工，优化港口物流流程和生产组织，提高港口物流海事、商检等口岸服务质量；四是实现港口与海关、单位的信息一体化，提高“大通关”效率和口岸部门拓服务水平；五是搭建港口物流市场信息服务平台，

金融、保险等配套服务功能；展港口物流市场交易、

六是实现港口物流信息资源的整合，为实施智能港

口和智能交通系统规划提供支持。3．1．2

港口智能化物流信息系统服务功能结构港口物流信息服务需求的主体是客户，按照实

踪技术、物联网、图像识别、机器视觉、自动控制等现

代高新技术的综合应用，获取现代化港区船舶、货设备、库场、人员等的实时信息，实现对港区内船物、舶、货物、设备、库场、人员等的实时监控。（3）大型装卸设备的智能化运行技术。码头大

桥式抓斗卸船机型装卸设备如岸边集装箱起重机、

等是港口码头的主要设备，一直是港口自动化运行

的难点和重点，也是港口智能化运行的难点和重点。通过智能识别技术、自动定位技术、设备状态监测技术、机器视觉、自动控制等现代高新技术的综合应用，实现码头大型装卸设备的智能化运行。

（4）自动导引车辆的智能化运行技术。自动导引车辆（AGV ）是现代化港区自动化运行主要的港区内流动设备，通过现代信息技术和自动化控制技术的应用，实现自动导引车辆的智能化运行。

（5）港口工艺流程智能控制技术。通过基于物港区交通组织联网技术的港口作业工艺流程优化、

优化、港区设备资源优化配置等，实现港口作业工艺流程的智能化控制。

（6）港口通用设备智能化运行改造技术。港口智能化发展过程中，大量的港口常规通用设备需要进行智能化技术改造。运用现代信息技术和自动化控制技术，实现港口通用设备智能化运行。

“高效率、现高安全性、高品质服务”的新一代智能

港口运输模式的要求，智能港口系统必须最大限度地为客户提供港口物流信息服务。根据智能化港口物流信息系统目标、系统功能要素，智能化港口物流信息系统的服务功能可以归纳为以下7个子系统：

（1）港口客户服务系统。通过港口物流信息平实现与客户的交流，提供港口基本台和互联网技术，

信息资料、客户服务指南、港口业务流程介绍、业务手续申请办理等子系统功能。

（2）港口生产管理系统。通过企业内部各业务系统信息化管理软件和内部网络，实现港口业务数据信息交换，进行生产调度、组织和指挥，并通过视频监控的CCTV 技术和模拟技术，对作业过程进行可视化动态监控。

（3）港口营运管理系统。进行港口运营管理决策，包括市场管理、货运管理、配送管理、客户管理、安全管理、财务与结算管理、自动化办公系统等。

（4）港口电子商务系统。通过互联网、电子物流交易市场等，以无纸贸易的形式完成与港口物流相关的商务活动及其他业务。

（5）港口综合运输管理系统。实现水运与公路、铁路、航空等交通方式之间的多式联运和水运中转的业务管理和决策，物流数据共享。

（6）港口资源管理系统。通过港口内部信息网GIS 系统、和CCTV 、电子地图等技术，建立港口企业

资源管理基础数据图文库，实现资源智能管理。（7）港口口岸管理系统。通过统一的口岸物流信息平台，实现港口物流信息平台与口岸单位EDI 系“大通关”统的连接，实现信息共享和服务一体化。3．2发展港口智能化的技术装备

（1）智能识别技术。基于智能标签的自动识别技术，研究以高频和超高频智能标签为核心的RFID 射频识别技术、设备、标准及应用，促进港口货物信息、装卸作业信息、港区通道安全等智能化。

（2）实时监控与可视化技术。通过全程信息跟

4结语

在全球化经济发展过程中，港口所面临的是一

港口传统经营方式已经难个越来越不确定的环境，

以应对这种变化。港口运营商应尽早对第4代港口

的特征和功能有所理解，以便采用适时的新战略。港口智能化是一个能满足第4代港口发展需要的战略模式，能帮助港口适应由现代供应链所带来的新的经济环境。

现代智能化技术已经应用在北美和西欧的一些港口。我们要想在国际航运和物流市场立足，必须适时发展智能化港口，以形成精细化的港口作业，通过最大限度地满足顾客差异化的需求，提供具有个性化的服务，营造出一个敏捷化的港口，从而使自己真正纳入现代供应链管理之中，顺利跨入第4代港口的行列。

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3

Port Operation 2011. No. 6（Serial No. 200）

门座起重机防风能力的提升及测试技术研究

张家港港务集团港盛分公司

摘

史瑶

要：结合实际介绍老龄门座起重机防风能力提升改造及防风能力测试技术研究的经验和成果。该成果

解决了老龄门座起重机防风能力不足及防滑制动装置效果无法验证等问题。

关键词：门座式起重机；防风；防滑制动装置

Research on Upgrade of Portal Crane ’s Anti －Wind Capacity

and Corresponding Testing Technology

Gangsheng Co．of Zhangjiagang Port Group Ltd．

Shi Yao

Abstract ：According to the actual operation this paper introduces the experience and fruit in the improvement to the

s anti －wind capacity and its corresponding testing technology ，in which the shortage in long －term service portal crane ’

long －term service portal crane ’s anti －wind capacity and the problem that there is no way to verify the effect of anti －slide peaking device can be solved out．

Key words ：portal crane ；anti －wind ；anti －slide peaking device

门座起重机（以下简称门机）结构高大，迎风面

积较大，故在台风或突发性阵风发生时很容易遭受风力的袭击，造成设备损毁甚至人员伤亡。

2009年6月5日下午14：30时左右，我港突遭一股强阵风袭击，导致公司9泊位一台老龄带斗门机B3303被风吹动滑移，向东移动13m 左右，碰到将1只限位车挡连根拔起，同时门机轨道限位车挡，

的2台电动铁楔被撞坏。幸好门机伸缩漏斗碰撞大

否则后果不堪设想。轮驾驶台下部后停止，

因此，我们对门机特别是老龄门机的防风能力

进行了提升改造，并对门机防风测试技术进行研究，通过防风测试，对改造效果进行验证。同时，每年定期对门机的防风能力进行测试复核，确保门机防风安全。

（1）经过多次测试和实验，我们发现门机配置

的电动铁锲可靠性不高，维护费用大，而且失效后很难发现。同时，门机配置的手动防风铁鞋由于制作精度不高，效果也不很理想。

（2）3台老龄门机原有的行走制动器为YWZ 型液力推杆制动器。该制动器在实际使用过程中维护工作量大，性能不可靠，故障率较高，加上老龄门机作业时晃动大、行走台车底板损坏等问题，导致行走制动器长期失效，无法恢复。（3）3台老龄门机上没有安装测风仪，同时其他

受门机臂架系门机上的风速仪由于安装位置不当，

导致司机无法在第一时统的位置和方向影响较大，

间获知现场实际风速，无法及时迅速采取有效的防

风措施。

（4）由于缺少相应的评定标准和验证措施，目前门机防风装置的配备是否合理、能否满足防风要求等都无法验证。

为此，公司对门机进行了一系列的改造，以提升

［7］毕超．浅析第四代港口特征及我国沿海港口发展思考

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谢文宁：100088，北京市海淀区西土城路8号北楼204收稿日期：2011－06－09

DOI ：10．3963/j．issn ：1000－8969．2011．06．001

1门机防风能力提升

突发性强阵风的袭击，暴露出我们在老龄门机

防风管理上存在的问题：

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