預(yù)見(jiàn)2022：《2022年中國(guó)智慧港口產(chǎn)業(yè)全景圖譜》

1、定義：智慧港口是港口現(xiàn)代化發(fā)展新模式

根據(jù)交通運(yùn)輸部水運(yùn)科學(xué)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術(shù)，將港口相關(guān)業(yè)務(wù)和管理創(chuàng)新深度融合，使港口更加集約、高效、便捷、安全、綠色，創(chuàng)新港口發(fā)展模式，實(shí)現(xiàn)港口科學(xué)可持續(xù)發(fā)展。

智慧港口是實(shí)現(xiàn)港口從口岸監(jiān)管、港口物流、港區(qū)發(fā)展到港區(qū)商務(wù)、港區(qū)運(yùn)營(yíng)及港區(qū)創(chuàng)新的智能化發(fā)展。主要包括智慧口岸、智慧物流、智慧港區(qū)、智慧商務(wù)、智慧運(yùn)營(yíng)、智慧創(chuàng)新等業(yè)務(wù)。

2、產(chǎn)業(yè)鏈剖析：智慧港口設(shè)備不斷發(fā)展

近年來(lái)，我國(guó)5G商用化、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)及人工智能的發(fā)展為港口的自動(dòng)化、智慧化提供了底層技術(shù)支持，在此基礎(chǔ)上依托AI識(shí)別技術(shù)對(duì)港口閘口、集裝箱編碼等進(jìn)行識(shí)別，并依托無(wú)人運(yùn)輸技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)港口低延遲通信及高帶寬視頻傳輸，為智慧港口各個(gè)板塊的聯(lián)動(dòng)發(fā)展提供了基礎(chǔ)的技術(shù)支持。

在底層技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合各個(gè)港口的實(shí)際發(fā)展現(xiàn)狀和產(chǎn)品貨物特征搭建TOS智能生產(chǎn)管理系統(tǒng)、ECS設(shè)備控制系統(tǒng)和大型設(shè)備智能監(jiān)測(cè)/遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)，輔之利用能源消耗系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)能源控制管理、運(yùn)維一體化發(fā)展。結(jié)合港口內(nèi)部各個(gè)端口前沿智能裝卸設(shè)備、堆場(chǎng)智能裝卸設(shè)備和水平智能裝卸設(shè)備，通過(guò)細(xì)分的岸橋系統(tǒng)、堆場(chǎng)系統(tǒng)及車(chē)隊(duì)管理系統(tǒng)的統(tǒng)籌實(shí)現(xiàn)港口從整體管理、監(jiān)測(cè)、統(tǒng)籌控制全流程的智能化操作運(yùn)營(yíng)，從而在提高碼頭運(yùn)輸安全性的同時(shí)，提高碼頭的貨運(yùn)效率。

產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程：行業(yè)處在全面發(fā)展期

近年來(lái)，我國(guó)沿海的大型樞紐港口已敏銳覺(jué)察到全球港口國(guó)際化、智慧化、綠色化發(fā)展的大趨勢(shì)，特別在智慧港口的規(guī)劃與建設(shè)方面，加快了步伐。2019年5月交通運(yùn)輸部等七部門(mén)發(fā)布的《智慧航運(yùn)發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)》，提出到2020年年底，我國(guó)將基本完成智慧航運(yùn)發(fā)展頂層設(shè)計(jì);到2025年，突破一批制約智慧航運(yùn)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，成為全球智慧航運(yùn)發(fā)展創(chuàng)新中心;到2035年，較為全面地掌握智慧航運(yùn)核心技術(shù)，智慧航運(yùn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系比較完善;到2050年，形成高質(zhì)量智慧航運(yùn)體系，為建設(shè)交通強(qiáng)國(guó)發(fā)揮關(guān)鍵作用。在“十三五”智慧港口已有項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，全面推動(dòng)全國(guó)各地區(qū)港口的智能化建設(shè)，通過(guò)智慧港口建設(shè)來(lái)全面提升港口物流服務(wù)的供給質(zhì)量、供給效率，提高企業(yè)品牌效應(yīng)和核心競(jìng)爭(zhēng)力，是港口企業(yè)發(fā)展方向的明智選擇，也是中國(guó)港口趕超世界先進(jìn)水平，向現(xiàn)代化港口強(qiáng)國(guó)發(fā)展的必由之路。

設(shè)備供給情況：設(shè)備技術(shù)不斷完善

港口機(jī)械設(shè)備主要負(fù)責(zé)港口集裝箱的裝卸和搬運(yùn)，包括岸邊集裝箱起重機(jī)(岸橋)、集裝箱龍門(mén)起重機(jī)(場(chǎng)橋)等。其中岸邊集裝箱起重機(jī)是港口碼頭用于從運(yùn)輸船舶上裝卸集裝箱，而集裝箱龍門(mén)起重機(jī)則用于在港口碼頭或集裝箱堆場(chǎng)內(nèi)堆放物料及運(yùn)輸貨物。集裝箱龍門(mén)起重機(jī)又可分為輪胎式集裝箱龍門(mén)起重機(jī)(RTG)及軌道式集裝箱龍門(mén)起重機(jī)(RMG)。此外還涉及散貨裝卸機(jī)械設(shè)備，包括散貨裝船機(jī)、卸船機(jī)、堆料機(jī)、斗輪堆取料機(jī)及翻車(chē)機(jī)等。

目前，中國(guó)的自動(dòng)化集裝箱碼頭建設(shè)尚在起步階段，但在相關(guān)政策鼓勵(lì)支持下，研發(fā)、建設(shè)進(jìn)展較快。隨著智能航運(yùn)頂層設(shè)計(jì)的完善，中國(guó)將加快推進(jìn)港口智能化建設(shè)。而集裝箱裝卸設(shè)備是自動(dòng)化集裝箱碼頭的核心設(shè)備。自動(dòng)化集裝箱碼頭設(shè)備分為三大類：前沿裝卸設(shè)備、堆場(chǎng)裝卸設(shè)備和水平運(yùn)輸設(shè)備。

目前，智慧港口的遠(yuǎn)程操控業(yè)務(wù)主要是集裝箱起重機(jī)的遠(yuǎn)程操控，包括了龍門(mén)吊、岸橋和場(chǎng)橋。其涉及的核心技術(shù)為5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、高清視頻技術(shù)、AI識(shí)別技術(shù)及自動(dòng)化控制技術(shù)。

通過(guò)遠(yuǎn)程控制改造后，龍門(mén)吊上了安裝攝像頭和PLC，司機(jī)在中控室即可觀看多路視頻進(jìn)行操作，完成龍門(mén)吊所有動(dòng)作。單臺(tái)龍門(mén)吊遠(yuǎn)程控制一般需要回傳5~16路監(jiān)控視頻，1080P分辨率下對(duì)帶寬需求約30Mbps，同時(shí)中控室與龍門(mén)吊的PLC通信對(duì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延要求在30毫秒以內(nèi)。當(dāng)前試點(diǎn)的龍門(mén)吊遠(yuǎn)程操控通信方式以光纖、Wi-Fi為主，基建成本高，同時(shí)光纖轉(zhuǎn)場(chǎng)需插拔且易損耗，Wi-Fi帶寬和性能受限。5G的大帶寬低時(shí)延可實(shí)現(xiàn)龍門(mén)吊遠(yuǎn)程控制場(chǎng)景中監(jiān)控視頻回傳。

系統(tǒng)供給情況：國(guó)產(chǎn)逐漸普及，仍主要由國(guó)外廠商主導(dǎo)

智慧港口要實(shí)現(xiàn)內(nèi)部自主的運(yùn)營(yíng)管理的核心是操作軟件部分，主要包括：生產(chǎn)管控系統(tǒng)(TOS)、智慧港口能耗管理系統(tǒng)、設(shè)備管理系統(tǒng)(ECS)，其中ECS子系統(tǒng)主要包括了車(chē)隊(duì)管理系統(tǒng)(VMS)、堆場(chǎng)系統(tǒng)(BMS)和岸橋系統(tǒng)(QCMS)。

其中，TOS關(guān)注于宏觀的統(tǒng)籌調(diào)度，統(tǒng)一的部署工作，例如根據(jù)船舶到港的時(shí)間，智能分配船舶的停放位置，根據(jù)船舶內(nèi)箱子的種類與數(shù)量，提前分配相應(yīng)的倉(cāng)位.ECS主要負(fù)責(zé)設(shè)備，即對(duì)每個(gè)細(xì)分區(qū)域進(jìn)行具體統(tǒng)籌，管理著碼頭的岸橋、場(chǎng)橋等港機(jī)設(shè)備;對(duì)細(xì)分區(qū)域進(jìn)行具體統(tǒng)籌;VMS是與碼頭作業(yè)系統(tǒng)深度耦合的系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)港口場(chǎng)內(nèi)的水平運(yùn)輸，應(yīng)用于任務(wù)分配以及車(chē)隊(duì)調(diào)度。

目前世界上已投產(chǎn)的自動(dòng)化集裝箱碼頭使用的TOS系統(tǒng)不盡相同，但均承擔(dān)著碼頭作業(yè)的"大腦"調(diào)配角色，即合理計(jì)劃、優(yōu)化調(diào)度、統(tǒng)籌安排。

隨著港口從傳統(tǒng)到自動(dòng)化轉(zhuǎn)型，TOS系統(tǒng)也隨著升級(jí)，自動(dòng)調(diào)度的范圍從場(chǎng)堆內(nèi)的調(diào)度轉(zhuǎn)向整體生產(chǎn)作業(yè)的協(xié)調(diào)與優(yōu)化，范圍廣且內(nèi)部環(huán)節(jié)復(fù)雜;從系統(tǒng)發(fā)生異常情況時(shí)必須完全由人工介入處理，轉(zhuǎn)向提前設(shè)計(jì)各種異常情況處理的模式，嘗試主動(dòng)應(yīng)對(duì);并且，在處理多環(huán)節(jié)作業(yè)中，需要TOS與港口設(shè)備建立數(shù)據(jù)接口，進(jìn)行大量數(shù)據(jù)交互。

產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

供給：沿海港口智慧化發(fā)展迅速

目前，中國(guó)沿海港口基本都發(fā)布了智慧港口建設(shè)計(jì)劃，主要沿海港口大部分都應(yīng)用了新興技術(shù)進(jìn)行信息化、智能化改造。但是不同沿海港口智能化改造方向，信息化的建設(shè)水平有所不同。部分的港口只是引入了智能管理系統(tǒng)，但在自動(dòng)化智能化設(shè)備(例如無(wú)人駕駛集卡、智能鎖站、無(wú)人集裝箱岸橋等)引入改造方面，應(yīng)仍較少。沿海港口要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化無(wú)人化管理運(yùn)營(yíng)，仍有較長(zhǎng)路要走。

(注：智能化水平評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：“★”表示：僅引入生產(chǎn)控制系統(tǒng)，仍需人為操作;“★★”表示：引入生產(chǎn)控制系統(tǒng)及遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化;“★★★”表示引入了生產(chǎn)控制系統(tǒng)、自動(dòng)化岸橋、無(wú)人集卡等自動(dòng)化設(shè)備，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化管理運(yùn)營(yíng)。)

需求：需求市場(chǎng)廣闊

截止2021年底全國(guó)港口生產(chǎn)用碼頭泊位20867個(gè)，比上年末減少1275個(gè)。其中，沿海港口生產(chǎn)用碼頭泊位5419個(gè)、減少42個(gè)，內(nèi)河港口生產(chǎn)用碼頭泊位15448個(gè)、減少1233個(gè)。

截止2021年底全國(guó)港口萬(wàn)噸級(jí)及以上泊位2659個(gè)，比上年末增加67個(gè)。從分布結(jié)構(gòu)看，沿海港口萬(wàn)噸級(jí)及以上泊位2207個(gè)、增加69個(gè)，內(nèi)河港口萬(wàn)噸級(jí)及以上泊位452個(gè)、減少2個(gè)。從用途結(jié)構(gòu)看，專業(yè)化萬(wàn)噸級(jí)及以上泊位1427個(gè)、增加56個(gè)，通用散貨萬(wàn)噸級(jí)及以上泊位596個(gè)、增加4個(gè)，通用件雜貨泊位421個(gè)、增加6個(gè)。

中國(guó)“十三五”期間，我國(guó)港口生產(chǎn)能力在增強(qiáng)，智慧港口建設(shè)在提速。相繼建成了廈門(mén)遠(yuǎn)海、青島前灣、京唐港等無(wú)人集裝箱碼頭。目前，集裝箱智慧港口的發(fā)展相對(duì)完善，其所需的設(shè)備以岸橋、場(chǎng)吊和AGV自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)為主。根據(jù)Reportlinker數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)智慧港口規(guī)模約占全球的21%，2021年，我國(guó)智慧港口行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模初步統(tǒng)計(jì)為29億人民幣。未來(lái)有望保持持續(xù)增長(zhǎng)。

產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局

1、區(qū)域競(jìng)爭(zhēng)：東部沿海為主

2017年交通運(yùn)輸部公布了首批智慧港口示范工程項(xiàng)目名單，共有10個(gè)省(區(qū)、市)的13個(gè)智慧港口示范工程項(xiàng)目入選。包括大連港“壹港通”智慧物流跨界服務(wù)大平臺(tái)示范工程、廈門(mén)國(guó)際航運(yùn)中心港口智慧物流平臺(tái)示范工程、京津冀港口智慧物流協(xié)同平臺(tái)示范工程等。

2、企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)：市場(chǎng)總體較為分散

從不同領(lǐng)域看，振華重工在智慧港口機(jī)械領(lǐng)域處于絕對(duì)領(lǐng)導(dǎo)地位，憑借自動(dòng)化、智能化港口機(jī)械優(yōu)勢(shì)，占據(jù)智慧港口市場(chǎng)較大市場(chǎng)份額;招商局國(guó)際科技有限公司(招商局與遼港集團(tuán)合資成立)在CTOS系統(tǒng)領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位;無(wú)人集卡、無(wú)人AGV由于技術(shù)仍處于試驗(yàn)階段，成交項(xiàng)目較少，相關(guān)企業(yè)的市占率較低。其他智能識(shí)別、智能理貨、智能道閘系統(tǒng)等市場(chǎng)，成交項(xiàng)目普遍金額較小，參與企業(yè)數(shù)量較多，市場(chǎng)較為分散。

產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景及趨勢(shì)預(yù)測(cè)

1、技術(shù)創(chuàng)新帶動(dòng)港口更加智慧

人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、5G、大數(shù)據(jù)等創(chuàng)新技術(shù)和港口建設(shè)之間將更加優(yōu)化整合，中國(guó)港口將會(huì)繼續(xù)朝著生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)智能化、創(chuàng)新服務(wù)多元化、數(shù)字信息可視化大力發(fā)展，提升智慧港口科學(xué)運(yùn)營(yíng)水平。

2、突破傳統(tǒng)港口限制，航運(yùn)樞紐能級(jí)提升

智慧港口的核心是數(shù)字化、智能化，數(shù)字化、智能化帶來(lái)的是計(jì)算的高效、便捷、可連接，高效、便捷、可連接是促進(jìn)商業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景多元化、精準(zhǔn)化的關(guān)鍵條件。未來(lái)智慧港口的競(jìng)爭(zhēng)和服務(wù)將突破港口原有的物理限制，形成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)鏈、點(diǎn)對(duì)面的能級(jí)提升。

參考資料：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《中國(guó)智慧港口行業(yè)市場(chǎng)前瞻與投資規(guī)劃分析報(bào)告》