2023年中国智慧港口产业发展研究报告.docx

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1、智慧口岸口岸僖息一体化网耐比全程化政府监管协同化自贸区服务耐化智慧港区港区闸口智能化车辆调度智能化理雉智能化码螳脂酬士智慧运营客户詈垂五T七船舶调阚能化绩男肉核自动化安全保障全面化图表1：智慧港口业务分类2023年中国智慧港口产业发展研究报告一、产业概况1、定义：智慧港口是港口现代化发展新模式根据交通运输部水运科学研究院提出的智慧港口的概念，智慧港口是利用新一代信息技术，将港口相关业务和管理创新深度融合，使港口更加集约、高效、便捷、安全、绿色，创新港口发展模式，实现港口科学可持续发展。智慧港口是实现港口从口岸监管、港口物流、港区发展到港区商务、港区运营及港区创新的智能化发展。主要包括智慧口岸、

2、智慧物流、智慧港区、智慧商务、智慧运营、智慧创新等业务。智慧物流多式联运一体化现仓储嬷讹崛跟踪可视化用户体睑便利化智慧商务临港交易平台化客户服务优质化电子支付全面化北芬办脍合化智慧创新赖据订丽准化数据服务开放化金融交易平台化新汹务流程化2、产业链剖析：智慧港口设备不断发展近年来，我国5G商用化、物联网、大数据及人工智能的发展为港口的自动化、智慧化提供了底层技术支持，在此基础上依托A1识别技术对港口闸口、集装箱编码等进行识别，并依托无人运输技术和网络层实现港口低延迟通信及高带宽视频传输，为智慧港口各个板块的联动发展提供了基础的技术支持。在底层技术的基础上，结合各个港口的实际发展现状和产品货物特征

3、搭建ToS智能生产管理系统、ECS设备控制系统和大型设备智能监测/远程操控系统,辅之利用能源消耗系统实现能源控制管理、运维一体化发展。结合港口内部各个端口前沿智能装卸设备、堆场智能装卸设备和水平智能装卸设备，通过细分的岸桥系统、堆场系统及车队管理系统的统筹实现港口从整体管理、监测、统筹控制全流程的智能化操作运营，从而在提高码头运输安全性的同时，提高码头的货运效率。图表2：中国智慧港口行业产业链单机控制系统闸口控制系统系统层I.AI识别I5G通信.人工智能网口智艇/大数据集装箱日识别等技术应用，智能解镣帮助系统做出智能巡检等提升智能决策通行效率理货效扈无人运输网络层无人集卡无人管运车AGVIGV

4、W用实现提升水平运输效率英缘计算MEC混合专网VCN等实现港口低延迟通信及高带宽视频传验前瞻经济学入APP资料来源：前瞻产北研究院二、产业发展历程：行业处在全面发展期近年来，我国沿海的大型枢纽港口已敏锐觉察到全球港口国际化、智慧化、绿色化发展的大趋势，特别在智慧港口的规划与建设方面，加快了步伐。2019年5月交通运输部等七部门发布的智慧航运发展指导意见，提出到2023年年底，我国将基本完成智慧航运发展顶层设计;到2025年，突破一批制约智慧航运发展的关键技术，成为全球智慧航运发展创新中心;到2035年，较为全面地掌握智慧航运核心技术，智慧航运技术标准体系比较完善;到2050年，形成高质量智慧航

5、运体系，为建设交通强国发挥关键作用。在十三五智慧港口已有项目的基础上，全面推动全国各地区港口的智能化建设，通过智慧港口建设来全面提升港口物流服务的供给质量、供给效率，提高企业品牌效应和核心竞争力，是港口企业发展方向的明智选择，也是中国港口赶超世界先进水平，向现代化港口强国发展的必由之路。图表3：中国智慧港口产业发展历程2005年我国自主研发和制造了首个全自动编装箱空箱堆场系统,在上海外高桥4期完成试睑并投入运营.2008年开展基于RHD的国际集装箱物流全程适时频踪管理实蛉项目.2012年以来展门远海、上海洋山4明、青岛港、天津港等一批厦稗当代国际先进水平的自动化集装箱码头工程项目相继开工建设.

6、目前我国青岛前湾港、厦门远海、上海洋山及天津皆能化港口已经基本建成，除此之外以AGV、目动化吊桥、高速轨道吊桥等港口皆能设备逐步被引入.,+fi时期，智能肮运发展指导意见.和关于建设世界一流港口的指导意见加速20232035年智慧港口全国普及化发展.前瞻经济学人APP资料来源：前瞻产业研究院设备供给情况：设备技术不断完善港口机械设备主要负责港口集装箱的装卸和搬运，包括岸边集装箱起重机(岸桥)、集装箱龙门起重机(场桥)等。其中岸边集装箱起重机是港口码头用于从运输船舶上装卸集装箱，而集装箱龙门起重机则用于在港口码头或集装箱堆场内堆放物料及运输货物。集装箱龙门起重机又可分为轮胎式集装箱龙门起重机(R

7、TG)及轨道式集装箱龙门起重机(RMG)。此外还涉及散货装卸机械设备，包括散货装船机、卸船机、堆料机、斗轮堆取料机及翻车机等。目前，中国的自动化集装箱码头建设尚在起步阶段，但在相关政策鼓励支持下，研发、建设进展较快。随着智能航运顶层设计的完善，中国将加快推进港口智能化建设。而集装箱装卸设备是自动化集装箱码头的核心设备。自动化集装箱码头设备分为三大类：前沿装卸设备、堆场装卸设备和水平运输设备。图表4：自动化码头设备设备类型主要情况前沿装卸设备。通常为双小车岸桥，从有人操作到现在的完全远程控制，技术已较为成熟。堆场装卸设备d分为ARMG(自动化轨道式集装箱门式起重机)和ARTG(自动化轮胎式门式起

8、1机)，其中ARMG应用广泛，技术成熟，而RTG由于大车行走采用橡胶轮胎，轮胎易造成振动、变形，自动叠放精度很难保证，对需精确对位的集装箱锁孔和锁头而言也很难实现自动化。同时，RTG没有轨道类似的机械导路机能，大车行走易造成跑偏，因此目前ARTG技术还不成熟，不具有普遍的推广性。百水平运输设备U主要采用跨运车或自动导引车(AGV)1自动导引车的技术相对更成熟，在全自动化码头采用较多；跨运车是半自动化码头主流选择。d图表5：国内外自动化码头方案方案应用情况双小车岸桥卜自动引导车(AVG)自动化轨道吊(ARMG)e“双小车岸桥+AGV+ARMG方案在码头前沿采用双小车岸桥，其自带的中转平台能够解决

9、岸桥主、副小车之间作业的辆合和拆装集装箱锁销问题，堆场装卸设备采用ARMG,水平运输设备采用无人驾驶的AGV.该模式下码头前沿装卸作业、堆场海侧水平运输、堆场装卸作业、闸口操作等过程都已实现自动化。“单小车岸桥+自动跨运车+自动化轨道吊(ARMG)二U双小车岸桥+自动跨运车+ARMG可直接从地面取箱后进行运输,比较适合于岸桥+人工跨运车+ARMG半自动化工艺模式的升级改造。”双小车岸桥+自动引导车(AVG)自动化轮胎吊(ARTG)双小车岸桥+AGV+ARTG的典型应用案例是日本名古屋TCB集装箱码头，是根据特定情况为节省投资及减小地震危害而制定，该方案目前应用较少。N岸桥+人工普运车自动化轨道

10、吊(ARMG)岸桥+人工跨运车+ARMG半自动化工艺模式的码头前沿装卸、水平运输均为人工操作，仅堆场装卸采用自动化,适合分步实现自动化目标的码头，待技术成熟后可逐步升级。*其他半自动化模式其他半自动化方案如岸桥+自动化跨运车、”岸桥+集装箱牵引车+ARMG、岸桥+集装箱牵引车+ARTG及“岸桥+集装箱牵引车+高架桥式起重机”等应用较少。N资料来源：前瞻产业研究院前瞧经济学人APP目前，智慧港口的远程操控业务主要是集装箱起重机的远程操控，包括了龙门吊、岸桥和场桥。其涉及的核心技术为5G网络技术、高清视频技术、AI识别技术及自动化控制技术。通过远程控制改造后，龙门吊上了安装摄像头和P1C,司机在中

11、控室即可观看多路视频进行操作，完成龙门吊所有动作。单台龙门吊远程控制一般需要回传5-16路监控视频，1080P分辨率下对带宽需求约30Mbps,同时中控室与龙门吊的P1C通信对网络时延要求在30毫秒以内。当前试点的龙门吊远程操控通信方式以光纤、Wi-Fi为主，基建成本高，同时光纤转场需插拔且易损耗，Wi-Fi带宽和性能受限。5G的大带宽低时延可实现龙门吊远程控制场景中监控视频回传。图表6：桥吊、轨道吊远程作业业务需求序号远程作业需求Id每个桥吊、轨道吊10-15路摄像头高清视频回传到控制中心一2Q本地控制中心工人根据现场实时视频,向港机下发装卸等实时控制信号13d数据隔离需求，生产作业相关数据

12、不出港区资料来源：前瞻产业研究院前瞻经济学人APP系统供给情况：国产逐渐普及，仍主要由国外厂商主导智慧港口要实现内部自主的运营管理的核心是操作软件部分，主要包括：生产管控系统(ToS)、智慧港口能耗管理系统、设备管理系统(ECS),其中ECS子系统主要包括了车队管理系统(VMS)、堆场系统(BMS)和岸桥系统(QCMS)。其中，ToS关注于宏观的统筹调度，统一的部署工作，例如根据船舶到港的时间，智能分配船舶的停放位置，根据船舶内箱子的种类与数量，提前分配相应的仓位ECS主要负责设备，即对每个细分区域进行具体统筹，管理着码头的岸桥、场桥等港机设备;对细分区域进行具体统筹;VMS是与码头作业系统深

13、度耦合的系统，主要负责港口场内的水平运输，应用于任务分配以及车队调度。软件自主管理统SS:s系TOECEC子5口g=t堆统4=0”岸桥系统硬件单机控制系统自主装卸外卡M外集卡场桥内拿卡偌运车/AGV岸桥（水平运）俅零运）（水单运）（重百运）休平后）（垂克运）资料来源：中国杂志前瞻产业研究院前瞻经济学入APP目前世界上已投产的自动化集装箱码头使用的ToS系统不尽相同，但均承担着码头作业的“大脑”调配角色，即合理计划、优化调度、统筹安排。随着港口从传统到自动化转型，TOS系统也随着升级，自动调度的范围从场堆内的调度转向整体生产作业的协调与优化，范围广且内部环节复杂;从系统发生异常情况时必须完全由人

14、工介入处理，转向提前设计各种异常情况处理的模式，尝试主动应对;并且，在处理多环节作业中，需要TOS与港口设备建立数据接口，进行大量数据交互。图表&智慧港口管理系统类型姻功能作用设备管理系统(ECS)N整个智慧码头的关键所在，它的主要作用是接收来自码头生产管理系统的作业任务，统筹调度并管理各类设备，井根据码头生产管理系统的设备调令生成可执行代码指令发送给现场设备控制层；在现场单台设备上的设备控制系统，接收来自上层的指令，将指令拆分成具体的执行步骤和参数，发送给最底层的自动场桥、岸桥设备单机设备逻珥控制器，智能化地指挥设备安全、自动、高效地把集装箱徼运到任务的目的位置.车队管理系统(VMS)*j主

15、要根据ToS下达的码头运作生产任务，分解出集装箱水平搬运任务，自动向无人驾驶车辆下达作业指令,更优化地分配和调度无人驾驶集卡或跨运车去执行运输任务。同时，VMS实时采集各辆无人驾驶集卡或跨运车的位置信息、运行状态参数、实时状态信息和故障信息，当无人驾驶车辆出现故障时，立即反映故障点详细信息，指导维修维护.言堆场系统(BMS)主要接收指令及设备信息,实现堆场设备的智能化、高效化管理。堆场系统的主要功能包括：与码头操作系统对接，获取堆场轮船吊、集卡/AGV的作业指令，按照作业效率最高原则，基于集卡/AGV进场顺序、当前轮胎吊位置和作业指令优先级，智能派发轮胎吊作业指令；为智能闸口集卡队列管理子系统提供当前各堆场的内集卡/AGV和外集卡信息，实现智能闸口集卡队列.-自动化岸桥系统(QCMS)-主要接收来自于T