畢加索智能科技智慧港口解決方案

未來的智慧港口1目錄CONTENTS智慧港口的主要技術(shù)2智慧港口的應(yīng)用模式3智慧港口具體應(yīng)用系統(tǒng)4北斗羲和科技發(fā)展有限公司北京畢加索智能科技有限公司智慧港口整體解決方案未來的智慧港口1目錄CONTENTS智慧港口的主要技術(shù)2智慧港口的應(yīng)用模式3智慧港口具體應(yīng)用系統(tǒng)4未來的智慧港口1目錄CONTENTS智慧港口的主要技術(shù)2智慧港口的應(yīng)用模式3智慧港口具體應(yīng)用系統(tǒng)4第一章未來的智慧港口什么是智慧港口2008年11月，IBM在美國紐約發(fā)布的《智慧地球：下一代領(lǐng)導(dǎo)人議程》主題報(bào)告中首次提出了“智慧地球”的概念。隨后又進(jìn)一步提出了“智慧城市”的概念。智慧交通是智慧城市的重要組成部分，智慧港口是智慧交通的核心節(jié)點(diǎn)之一。智慧港口定義以信息物理系統(tǒng)（Cyber-PhysicalSystems）為結(jié)構(gòu)框架，通過高新技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，使物流供給方和需求方共同融入集疏運(yùn)一體化系統(tǒng)；極大提升港口及其相關(guān)物流園區(qū)對(duì)信息的綜合處理能力和對(duì)相關(guān)資源的優(yōu)化配置能力；智能監(jiān)管、智能服務(wù)、自動(dòng)裝卸成為其主要呈現(xiàn)形式，并能為現(xiàn)代物流業(yè)提供高安全、高效率和高品質(zhì)服務(wù)的一類新型港口。智慧港口（smartport）：智慧港口功能構(gòu)成智能商務(wù)物流園區(qū)代理鐵路海關(guān)稅收其他部門檢驗(yàn)檢疫貨主公路金融保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)船公司智能政務(wù)自主裝卸智能管理智慧港口主要特征全面感知是所有深層次智能化應(yīng)用的基礎(chǔ)，智能監(jiān)測的結(jié)果是現(xiàn)場數(shù)據(jù)的全面數(shù)字化。包括現(xiàn)場物聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程傳輸網(wǎng)絡(luò)以及數(shù)據(jù)集成管理（篩選、質(zhì)量控制、標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)據(jù)整合）。一，全面感知智慧港口主要特征

智能決策是在基礎(chǔ)決策信息感知收集的基礎(chǔ)上，明確決策目標(biāo)及約束條件，對(duì)復(fù)雜計(jì)劃、調(diào)度等問題快速做出有效決策。二，智能決策智慧港口主要特征自主裝卸是在智能決策基礎(chǔ)上，設(shè)備自主識(shí)別確定裝卸對(duì)象、作業(yè)目標(biāo)，并安全、高效、自動(dòng)完成作業(yè)任務(wù)。三，自主裝卸智慧港口主要特征

全程參與，即是通過云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，使港口相關(guān)方可以隨時(shí)隨地利用多種終端設(shè)備，全面融入統(tǒng)一云平臺(tái)。通過廣泛聯(lián)系，深入交互，使港口綜合信息平臺(tái)能最大限度優(yōu)化整合多方需求與供給，使各方需求得到即時(shí)響應(yīng)。四，全程參與智慧港口主要特征港口可持續(xù)創(chuàng)新是通過港口相關(guān)方的廣泛參與和深入交互，通過港口管理者與智能信息系統(tǒng)的人機(jī)交互，智能信息系統(tǒng)的自主學(xué)習(xí)，使得港口具備持續(xù)創(chuàng)新和自我完善的功能，是智慧港口最主要特征之一。大眾創(chuàng)新用戶創(chuàng)新開放創(chuàng)新協(xié)同創(chuàng)新系統(tǒng)創(chuàng)新自學(xué)習(xí)自組織人機(jī)交互五，持續(xù)創(chuàng)新未來的智慧港口1目錄CONTENTS智慧港口的主要技術(shù)2智慧港口的應(yīng)用模式3智慧港口具體應(yīng)用系統(tǒng)4數(shù)字化技術(shù)成為港口變革的新動(dòng)力

數(shù)字化技術(shù)將成為產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重要變革力量，一方面通過“港口+數(shù)字化”實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有供應(yīng)鏈效率升級(jí)，另一方面借助開放和共享的數(shù)字化平臺(tái)發(fā)現(xiàn)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，帶動(dòng)商業(yè)模式和運(yùn)營模式的變化。隨著物聯(lián)網(wǎng)成為世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮，將高度互聯(lián)港口設(shè)備、各參與方，從而形成“流動(dòng)”的數(shù)據(jù)。借助海量的數(shù)據(jù)積累和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，港口的智能程度將大大增強(qiáng)，反應(yīng)更快速、準(zhǔn)確

未來港口將普遍應(yīng)用包括傳感技術(shù)、移動(dòng)設(shè)備、視頻分析、無線射頻技術(shù)、無人機(jī)、3D打印等技術(shù)，港口內(nèi)網(wǎng)絡(luò)覆蓋及網(wǎng)絡(luò)安全、能源技術(shù)的突破將促進(jìn)新技術(shù)在不同業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的應(yīng)用。未來的智慧港口1目錄CONTENTS智慧港口的主要技術(shù)2智慧港口的應(yīng)用模式3智慧港口具體應(yīng)用系統(tǒng)4開放式創(chuàng)新為港口創(chuàng)造新格局

傳統(tǒng)港口在過去借助地理位置、運(yùn)營管理水平等優(yōu)勢形成主要競爭力，港口間激烈的同質(zhì)化競爭使港口開始重視差異化定位，引入與物流產(chǎn)業(yè)配套的制造產(chǎn)業(yè)，形成相互促進(jìn)的港口產(chǎn)業(yè)集群。不同于高科技公司和零售制造企業(yè)，碼頭有著明顯的地理屬性，過去港口的服務(wù)與管理創(chuàng)新主要圍繞碼頭自身展開。傳統(tǒng)行業(yè)擁抱創(chuàng)新，最直接、有效的方式是引入外部創(chuàng)新力量。港口借助數(shù)字化新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)開放而協(xié)作、高度互聯(lián)、數(shù)據(jù)化和智能化的生態(tài)圈體系是未來趨勢，而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)成果有賴于政府、企業(yè)和創(chuàng)新機(jī)構(gòu)之間合作。起初開放式創(chuàng)新體現(xiàn)為高科技企業(yè)利用眾包形式加快創(chuàng)新，隨后拓展到生物制藥、汽車制造和服務(wù)業(yè)，例如寶潔公司設(shè)立“Connect+Develop”項(xiàng)目，與政府、企業(yè)分享研發(fā)、消費(fèi)者心理等知識(shí)，共同改進(jìn)產(chǎn)品配方。港口作為貿(mào)易門戶，擁有深厚的數(shù)據(jù)積累、廣闊的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)和巨大的物流價(jià)值，在開放式創(chuàng)新方面將大有作為第二章智慧港口的主要技術(shù)智慧港口主要技術(shù)支撐一、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)(InternetofThings)，指的是將各種信息傳感設(shè)備，如射頻識(shí)別(RFID)裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來而形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)。港口應(yīng)用：貨物電子標(biāo)簽智慧港口主要技術(shù)支撐二，云計(jì)算技術(shù)云計(jì)算（CloudComputing），是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用與服務(wù)方式，通過這種方式，共享的軟硬件資源和信息可以按需求提供給計(jì)算機(jī)和其他設(shè)備。港口云計(jì)算中心政府監(jiān)管系統(tǒng)船貨代系統(tǒng)集疏運(yùn)一體化系統(tǒng)碼頭業(yè)務(wù)系統(tǒng)物流倉儲(chǔ)系統(tǒng)港口應(yīng)用：港口云計(jì)算中心智慧港口主要技術(shù)支撐三，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)(MobileInternet,簡稱MI)是一種通過智能移動(dòng)終端，采用移動(dòng)無線通信方式獲取業(yè)務(wù)和服務(wù)的新興業(yè)態(tài)，包含終端、軟件和應(yīng)用三個(gè)層面。鏈接互動(dòng)共享微信訂艙手機(jī)支付實(shí)時(shí)監(jiān)控港口應(yīng)用：移動(dòng)智能終端應(yīng)用智慧港口主要技術(shù)支撐四，大數(shù)據(jù)技術(shù)大數(shù)據(jù)（Bigdata），或稱巨量數(shù)據(jù)、海量數(shù)據(jù)、大資料，指的是所涉及的數(shù)據(jù)量規(guī)模巨大到無法通過人工，在合理時(shí)間內(nèi)整理成為人類所能解讀的信息。必須借由計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、比對(duì)、解析方能得出客觀結(jié)果。分析預(yù)測知識(shí)發(fā)現(xiàn)智能商務(wù)打擊走私檢驗(yàn)檢疫商務(wù)研判港口應(yīng)用：智能監(jiān)管、智能商務(wù)智慧港口主要技術(shù)支撐五，人工智能技術(shù)人工智能（ArtificialIntelligence,AI）也稱為機(jī)器智能，是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，主要研究應(yīng)用人工方法和技術(shù)，模仿、延伸和擴(kuò)展人的智能，實(shí)現(xiàn)機(jī)器智能。人工智能應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，涉及問題求解、機(jī)器學(xué)習(xí)、專家系統(tǒng)、模式識(shí)別、機(jī)器人學(xué)等領(lǐng)域。智能泊位計(jì)劃智能場地計(jì)劃智能設(shè)備調(diào)度最合理的船舶在港時(shí)間最恰當(dāng)?shù)膱鰞?nèi)翻箱最小化的運(yùn)輸成本港口應(yīng)用：智能計(jì)劃與調(diào)度智慧港口主要技術(shù)支撐六，系統(tǒng)仿真與預(yù)演技術(shù)系統(tǒng)仿真是一門研究系統(tǒng)建模與仿真理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用的綜合性科學(xué)技術(shù)。預(yù)演技術(shù)是對(duì)生產(chǎn)作業(yè)過程的整體性動(dòng)態(tài)描述。港口應(yīng)用：碼頭生產(chǎn)預(yù)演智慧港口主要技術(shù)支撐七，設(shè)備智能診斷與評(píng)估

設(shè)備智能診斷與評(píng)估就是通過網(wǎng)絡(luò)與專家知識(shí)對(duì)設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，判斷其是否正常，當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)分析其產(chǎn)生的原因、部位和嚴(yán)重程度，并預(yù)報(bào)其發(fā)展趨勢。港口應(yīng)用：設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控智慧港口主要技術(shù)支撐八，裝卸機(jī)器視覺與自主控制裝卸機(jī)器視覺是通過非接觸的傳感器自動(dòng)地接收和處理一個(gè)真實(shí)物體的圖像，獲得裝卸所需信息；自主控制則實(shí)現(xiàn)在此基礎(chǔ)上的信息處理、決策和自動(dòng)裝卸控制。裝卸過程智能識(shí)別與自主控制智慧港口主要技術(shù)支撐九，港口綠色能源系統(tǒng)港口綠色能源系統(tǒng)主要是引導(dǎo)港口運(yùn)營的各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)零排放、零污染和能源的高效、綜合利用。港口綠色能源與高效利用規(guī)劃節(jié)能模型港口設(shè)備配置子系統(tǒng)港口物流規(guī)劃子系統(tǒng)港口節(jié)能規(guī)劃方案概念開發(fā)理論（CDT）規(guī)劃節(jié)能模塊港口節(jié)能營運(yùn)系統(tǒng)港口智能調(diào)度子系統(tǒng)港口智能計(jì)劃子系統(tǒng)軟硬件系統(tǒng)協(xié)同節(jié)能全能體技術(shù)（HOLON）營運(yùn)節(jié)能模塊能量儲(chǔ)能技術(shù)飛輪儲(chǔ)能技術(shù)超級(jí)電容技術(shù)其它節(jié)能新技術(shù)能量回饋技術(shù)設(shè)備節(jié)能模塊第三章智慧港口的應(yīng)用模式智慧港口的發(fā)展目標(biāo)主要包括三點(diǎn)：一、建立便捷、安全、低成本的集疏運(yùn)體系；二、形成緊密協(xié)作的海運(yùn)物流生態(tài)圈，提升增值服務(wù)比例，推動(dòng)貿(mào)易便利化水平；三、實(shí)現(xiàn)安全可靠、綠色生態(tài)、可持續(xù)發(fā)展的港口。智慧港口的價(jià)值主張包括提升海運(yùn)物流鏈效率、降低貿(mào)易成本和增強(qiáng)可靠性。建設(shè)智慧港口的價(jià)值智慧港口的評(píng)價(jià)體系向智慧港口的轉(zhuǎn)變首先是觀念的轉(zhuǎn)變，從關(guān)注局部到關(guān)注整體，從關(guān)注碼頭運(yùn)營到關(guān)注海運(yùn)物流價(jià)值鏈效率。未來港口的競爭不再簡單是某條線的競爭，而是網(wǎng)絡(luò)的競爭。供應(yīng)鏈效率的提升不能依靠任何一方獨(dú)立解決，因此港口需要成為實(shí)現(xiàn)整體供應(yīng)鏈目標(biāo)的重要合作者和推動(dòng)者。實(shí)現(xiàn)智慧港口目標(biāo)必須具備一套統(tǒng)一的評(píng)價(jià)體系，將單個(gè)計(jì)劃的績效與智慧港口的長期戰(zhàn)略目標(biāo)相掛鉤。統(tǒng)一的評(píng)價(jià)體系不僅有助于選擇合適的計(jì)劃，還有助于隨時(shí)對(duì)智慧港口的整體績效進(jìn)行監(jiān)測，并與其他港口形成對(duì)比?；谖磥淼闹腔鄹劭诤x和發(fā)展目標(biāo)，評(píng)價(jià)智慧港口需關(guān)注六個(gè)方面的能力建設(shè)，包括共享經(jīng)濟(jì)的生態(tài)圈戰(zhàn)略、便捷可靠的客戶體驗(yàn)、智能化的運(yùn)營、高效的組織和供應(yīng)鏈協(xié)作、開放式的業(yè)務(wù)創(chuàng)新以及互聯(lián)互通的信息和技術(shù)。智慧港口概念圖第四章智慧港口具體應(yīng)用系統(tǒng)港口調(diào)度智能化未來港口智能調(diào)度將借助ICT技術(shù)、系統(tǒng)工程和人工智能等成果，實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)指令與碼頭機(jī)械設(shè)備控制功能的無縫銜接；使各種運(yùn)輸資源根據(jù)不同的作業(yè)條件和操作環(huán)境，得以最有效、最合理的分配和調(diào)度；標(biāo)準(zhǔn)化及優(yōu)化作業(yè)流程，減少人工參與直至無人化，提高作業(yè)效率和準(zhǔn)確率，保證生產(chǎn)過程的連續(xù)、協(xié)調(diào)、均衡和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，以求實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效益的最大化。海關(guān)監(jiān)管電子閘口RFID系統(tǒng)應(yīng)用本系統(tǒng)可以用于海關(guān)監(jiān)管場所的電子閘口，是一套集集裝箱箱號(hào)識(shí)別、RFID電子車牌識(shí)別、電子地磅數(shù)據(jù)采重、電子關(guān)鎖識(shí)別系統(tǒng)、車道信號(hào)燈和電子擋桿控制系統(tǒng)、IC卡識(shí)別系統(tǒng)和電子閘口實(shí)時(shí)處理軟件為一體的綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)。根據(jù)海關(guān)總署第171號(hào)令《中華人民共和國海關(guān)監(jiān)管場所管理辦法》的規(guī)定，所有海關(guān)監(jiān)管的場所必須安裝電子閘口系統(tǒng)，適用B類閘口的設(shè)備包括電子車牌識(shí)別系統(tǒng)、車道信號(hào)燈和電子檔桿控制系統(tǒng)、IC卡識(shí)別系統(tǒng)和電子地磅數(shù)據(jù)采重系統(tǒng)，通過電子閘口實(shí)時(shí)處理軟件，與海關(guān)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則滿足用戶需求原則具有較高性能價(jià)格比的原則質(zhì)量第一的設(shè)計(jì)原則系統(tǒng)可靠性原則系統(tǒng)的安全性原則系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和先進(jìn)性原則系統(tǒng)易維護(hù)性原則遵循的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)1、建立智能型RFID閘口系統(tǒng)，安裝有車道信號(hào)燈電子檔桿放行控制指示系統(tǒng)、駕駛員IC卡車輛管理子系統(tǒng)、地磅數(shù)據(jù)采重子系統(tǒng)和電子閘口數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)。對(duì)進(jìn)出港區(qū)的車輛進(jìn)行全方位的監(jiān)管，為車輛的分類安排提供有效的電子數(shù)據(jù)支持。2、安裝車道信號(hào)燈和電子檔桿系統(tǒng)，通過接收閘口管理系統(tǒng)的比對(duì)指令，控制擋桿的升降，以及紅綠燈，達(dá)到指示車輛放行的目的。3、安裝IC卡駕駛員車輛管理子系統(tǒng)，對(duì)進(jìn)入港區(qū)的車輛發(fā)放駕駛員IC卡，預(yù)錄入車輛及駕駛員的基本信息，在閘口進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取，同時(shí)與系統(tǒng)進(jìn)行比對(duì)。4、安裝地磅電子數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對(duì)進(jìn)出閘口的車輛稱重?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行采集，計(jì)算出入港區(qū)的貨物重量6、通過電子閘口數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)，對(duì)所有閘口的設(shè)備進(jìn)行集成，與海關(guān)監(jiān)管業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。系統(tǒng)總體框架

集裝箱通道管理系統(tǒng)包括：電子車牌自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，紅綠燈電子檔桿控制系統(tǒng)，地磅數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，閘口綜合管理系統(tǒng)。系統(tǒng)框圖如下：車道信號(hào)燈和電子檔桿子系統(tǒng)紅綠燈計(jì)算機(jī)通過并口將紅綠燈開關(guān)的編碼通知單片控制器，由單片將控制編碼轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的繼電器動(dòng)作，接通或斷開紅綠燈的電源。電子檔桿功能描述擋桿放行控制系統(tǒng)主要是接收閘口管理系統(tǒng)的比對(duì)指令，控制擋桿的升降，達(dá)到指示車輛放行的目的。1、硬件連接方式電子擋桿支持兩種硬件連接方式。485接口連接方式（推薦）連接示意圖如下這種連接方式通過485協(xié)議操作擋桿和接受狀態(tài)反饋，系統(tǒng)接線簡單，穩(wěn)定性好，適合大部分的連接環(huán)境，也是目前大部分設(shè)備通行的連接方式。此種硬件連接方式的前提下，我們開發(fā)了相應(yīng)的軟件驅(qū)動(dòng)接口，提供DLL封裝的函數(shù)，對(duì)擋桿進(jìn)行抬桿和落桿操作。工控板開關(guān)量控制 連接示意圖如下

地磅采重子系統(tǒng)為了在本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用中確保在無人值守的條件下及時(shí)準(zhǔn)確的采集到地磅示數(shù)，必須將地磅終端與控制計(jì)算機(jī)相連。地磅終端提供一個(gè)RS232串行通訊口，這樣地磅終端通過普通串行電纜連接控制計(jì)算機(jī)。為保證計(jì)算機(jī)串口電路和地磅稱重儀串口電路的安全，防止意外事件（如瞬間斷開和漏電高壓等）將串口電路燒毀，在連接時(shí)還采用了紅外光電隔離設(shè)備。該設(shè)備通過使用光電轉(zhuǎn)換電路從物理電路上隔離計(jì)算機(jī)與地磅終端的連接，但是在數(shù)據(jù)通路上雙方通訊不受任何影響。地磅終端的串口與計(jì)算機(jī)串行通訊口連接如下圖：電子閘口數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)電子閘口數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)是閘口操作的平臺(tái)，通過該系統(tǒng)，可以整合所有的子系統(tǒng)以及與TMS、海關(guān)監(jiān)管系統(tǒng)進(jìn)行連接。下面我們簡要介紹一些基本處理模塊，更多功能可以根據(jù)用戶的需求進(jìn)行定制開發(fā)。物流倉儲(chǔ)解決方案方案特點(diǎn)1、AIS數(shù)據(jù)獲取方便，只需在碼頭安裝一個(gè)AIS基站就能接收碼頭周邊20海里的船舶信息，為以后項(xiàng)目擴(kuò)建帶來更多數(shù)據(jù)量。建設(shè)碼頭模型，利用地理定位數(shù)據(jù)構(gòu)建海域模型，將數(shù)據(jù)通過三維模型的形式呈現(xiàn)。2、內(nèi)部作業(yè)車輛上應(yīng)用北斗羲和技術(shù)或GPS定位、無線傳輸、語音提示等技術(shù)，結(jié)合業(yè)務(wù)作業(yè)情況，做到車輛管理作業(yè)環(huán)節(jié)清晰可控，異常停車、違規(guī)行駛、在非授權(quán)堆場作業(yè)實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)發(fā)現(xiàn)報(bào)警，留存關(guān)鍵信息用于取證、處罰，實(shí)現(xiàn)港區(qū)作業(yè)實(shí)時(shí)全過程監(jiān)控，異常自動(dòng)報(bào)警。3、