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为未来智慧港口开辟道路

Charting the course for the Port of the Future

NCS 恩士迅的“智能港口(Smart Port)”愿景是通过海事部门的数字化转型和下一代港口系统的开发,提升港口效率、生产力和客户体验。

航海业对新加坡的重要意义
海上贸易在全球贸易的占比超过 90%,这种优势将持续到可预见的未来。这对新加坡有着重要意义,这意味着新加坡在全球海上运输生态系统将持续发挥着关键作用。

新加坡的地理位置极具战略意义,处于全球最繁忙的国际航运水道沿线,新加坡已发展成一个全球化枢纽型港口。这里是全球最繁忙的港口和转运枢纽之一,也是顶尖的国际海事中心。新加坡提供可靠高效的货物装运服务,是全球顶级的燃油装卸港口。这里还提供大量基础的海事服务,包括引航、拖船、淡水补给、船舶供应和船只维修保养服务。因此,新加坡航海业是其经济的重要支柱,占新加坡 GDP 的 6% 到 7%,从业人数超过 17 万。

在未来几年中将对港口运营商产生哪些影响?
船只吨位越来越大。目前已有长约400米的20000TEU级集装箱船。因此,全球各大港口必须确保其基础设施能够满足这些巨型船只的需求。与此同时,各港口和码头运营商也承受着巨大压力,在船只装货量极大增长的情况下,仍要保持效率和船只周转率不变。

而新加坡的情况更加复杂,因为这里是一个转运枢纽,与门户枢纽迥然不同。停靠门户枢纽的货物专门用于进出口,而转运枢纽的大部分货物根本不上岸。抵达新加坡港口的货物有 85% 被分装至小船并运往亚洲各地。

这一切都要求高效响应,以确保空间、设备、劳动力、技术和港口服务都实现优化,满足下一代船只的需求,针对转运枢纽的复杂业务进行订制。

另一项重要趋势,则是大型航运联盟的兴起。这改变了集装箱海运公司和港务局之间关系的动态平衡,确保海运公司拥有更强的影响力和议价力¹。

伴随着港口业务领域竞争的日益加剧。马来西亚和印尼的区域型枢纽港口都在设法升级和建造新设施,提升服务水平,以确保能够继续保有存在的必要性和竞争力。在全球其他地区,上海、釜山、鹿特丹和汉堡港也正在通过新设施扩大产能,以提高集装箱吞吐量。

这一切举措的目的都是吸引大型航运联盟,尤其是集装箱货运市场的联盟。此类联盟有关运力部署、停靠港和网络结构的决策,决定着集装箱港口码头的命运。一旦联盟选定了枢纽港,便可为该港口带来五六家航运公司的客源,极大提升其集装箱吞吐量。

港口运营商如何应对运营挑战?
面对与日俱增的经营和竞争压力,港口运营商都在利用科技寻找出路。在工业 4.0 和方兴未艾的数字化转型大潮下,集装箱码头也正在投资实现更高级别的自动化,借此提高生产力和效率并确保竞争优势。目前正在发挥重要作用的关键技术包括物联网、高级分析手段、机器人技术、人工智能、无人机与无人设备以及区块链。例如进行转运作业时,货物的卸载遵循一定的顺序,以确保在重新装载至另一艘船时实现最佳效率。

鉴于新加坡港口处理的转运货物数量,相关规划极为复杂,无法由人工执行。因此,终端运营商正在采用智能算法确保达到最佳效率。未来还将在规划工具中植入人工智能和机器学习,不断改进此类算法。

智能传感器的使用也日益普及。此类传感器将为实现完全自动化的操作奠定基础。例如放置于起重机顶部精确的智能摄像传感器,有助于确定起吊的集装箱的确切位置。借助最少的人工干预,将传感器引导的起重机放置在能够拾取货物的位置,而无需人工操作起重机。

然而,要在终端运行中实现完全自动化尚需时日。反之亦然,在货车和仓库之间倒运集装箱的货场起重机,已经能够实现高度自动化。在上海和鹿特丹等港口,已部署了自动导引车(AGV)(结构特殊且无人驾驶的车辆),在货车和仓库之间倒运集装箱。在新加坡巴西班让码头,目前也已在试用此类车辆。

但对于港岸起重机,要实现高度自动化仍然非常困难。此类起重机往来于船只倒运集装箱。鉴于某些操作时可能会进入水中,因此,一旦摄像传感器不够精确,可导致装载或卸载操作延误。因此,还需更精确的传感器,以及智能算法进行最终调节,才能实现港岸起重机的高度自动化。

我们如何应对竞争日益加剧和大型航运联盟兴起所带来的挑战?
要领先于竞争对手,港口运营商必须保持甚至进一步提升自己的客户服务水平。不仅确保高效运营,还可以实现准时的抵达与服务。

其中的理念在于:船只抵达港口时,不应在锚地浪费时间等候,而产生不必要的港口使用成本。应派出引航船将其带进泊位,迅速开始货物倒运操作。

准时化服务涉及到一系列利益相关方,包括为船舶加油、提供水和补给、进行小型维修、调换船员的各方。此类活动均应在船只进入泊位后立即开始。

为实现这一目标,必须大力推动涉及所有利益相关方的数字化进程,包括港口运营商、船舶燃料供应商、供水商等。以便各方共享关键信息。

例如,打造“港口数字孪生”等数字平台,以增强对港口业务和船舶业务的态势感知能力。该数字平台将能够预测港口内和港口水域的交通拥堵热点,并通过应用建模和模拟技术生成最佳解决方案,以帮助港口运营商和有关当局积极解决问题,最大程度减轻对港口用户的干扰。    

另一项可用于提升客户服务水平的技术,则是无人机的应用。之前使用小船向大船运送文件、商品、医疗援助、甚至运送现金。目前则在尝试用无人机将此类轻型物品从岸上运送至大船。

高度自动化的智能港口,再加上高密度互连的设备,就需要高性能的无线网络,才能在港口生态系统内连接各种港口流程、支持无缝顺畅的信息流动。5G等新兴技术在终端和港口水域中部署有着巨大的潜力,可最大限度提升运营效率和可持续性,并释放开发创新型港口应用的可能性。

目前在打造未来港口方面的进展如何?
NCS恩士迅“智能港口”愿景是通过航海业的数字化转型和下一代港口系统的开发提升港口效率、生产力、安全性以及端口连通性。

对新加坡而言,保持领先地位至关重要。汉堡、鹿特丹、迪拜、上海等世界先进港口已开始利用自动化和数字化技术提升运营效率、生产力和客户体验。

新加坡也在探索转型机遇,希望打造“下一代港口 2030”²。按照这个总体规划,集装箱倒运业务将从目前的新加坡城市码头和巴西班让码头集中整合至大士港。此举将令大士港运营方、研究与科技界以及企业有机会携手利用数字化与自动化技术和全新的土地使用规划。

下一代大士港口首批泊位将于2021年投用,最终将于2040年完全达成规划的6500万TEU能力。NCS 恩士迅目前正与各政府机构、技术合作伙伴和重要利益相关方紧密合作,为此做准备。我们共同开发概念、创建概念验证、推出我们的智能港口应用,旨在创建下一代创新型应用,由其帮助新加坡打造未来的港口。


作者:NCS恩士迅数字化航海业务主管 Goh Kwong Heng

 

¹ https://www.maritime-executive.com/article/unctad-container-lines-have-stronger-bargaining-power 

² 新加坡海事及港务管理局局长陈国强先生于2015年10月22日星宇天地美术馆新加坡海事研究机构论坛发表的“下一代港口 2030”主旨演讲https://www.mpa.gov.sg/web/portal/home/media-centre/news-releases/detail/45bf0831-c7db-4259-ab25-cf7c674335b0