1、定義：智慧港口是港口現(xiàn)代化發(fā)展新模式

根據(jù)交通運輸部水運科學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，將港口相關業(yè)務和管理創(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，實現(xiàn)港口科學可持續(xù)發(fā)展。

智慧港口是實現(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、港區(qū)運營及港區(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、智慧運營、智慧創(chuàng)新等業(yè)務。

2、產(chǎn)業(yè)鏈剖析：智慧港口設備不斷發(fā)展

近年來，我國5G商用化、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)及人工智能的發(fā)展為港口的自動化、智慧化提供了底層技術支持，在此基礎上依托AI識別技術對港口閘口、集裝箱編碼等進行識別，并依托無人運輸技術和網(wǎng)絡層實現(xiàn)港口低延遲通信及高帶寬視頻傳輸，為智慧港口各個板塊的聯(lián)動發(fā)展提供了基礎的技術支持。

在底層技術的基礎上，結(jié)合各個港口的實際發(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設備控制系統(tǒng)和大型設備智能監(jiān)測/遠程操控系統(tǒng)，輔之利用能源消耗系統(tǒng)實現(xiàn)能源控制管理、運維一體化發(fā)展。結(jié)合港口內(nèi)部各個端口前沿智能裝卸設備、堆場智能裝卸設備和水平智能裝卸設備，通過細分的岸橋系統(tǒng)、堆場系統(tǒng)及車隊管理系統(tǒng)的統(tǒng)籌實現(xiàn)港口從整體管理、監(jiān)測、統(tǒng)籌控制全流程的智能化操作運營，從而在提高碼頭運輸安全性的同時，提高碼頭的貨運效率。

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

近年來，我國沿海的大型樞紐港口已敏銳覺察到全球港口國際化、智慧化、綠色化發(fā)展的大趨勢，特別在智慧港口的規(guī)劃與建設方面，加快了步伐。2019年5月交通運輸部等七部門發(fā)布的《智慧航運發(fā)展指導意見》，提出到2020年年底，我國將基本完成智慧航運發(fā)展頂層設計;到2025年，突破一批制約智慧航運發(fā)展的關鍵技術，成為全球智慧航運發(fā)展創(chuàng)新中心;到2035年，較為全面地掌握智慧航運核心技術，智慧航運技術標準體系比較完善;到2050年，形成高質(zhì)量智慧航運體系，為建設交通強國發(fā)揮關鍵作用。在“十三五”智慧港口已有項目的基礎上，全面推動全國各地區(qū)港口的智能化建設，通過智慧港口建設來全面提升港口物流服務的供給質(zhì)量、供給效率，提高企業(yè)品牌效應和核心競爭力，是港口企業(yè)發(fā)展方向的明智選擇，也是中國港口趕超世界先進水平，向現(xiàn)代化港口強國發(fā)展的必由之路。

設備供給情況：設備技術不斷完善

港口機械設備主要負責港口集裝箱的裝卸和搬運，包括岸邊集裝箱起重機(岸橋)、集裝箱龍門起重機(場橋)等。其中岸邊集裝箱起重機是港口碼頭用于從運輸船舶上裝卸集裝箱，而集裝箱龍門起重機則用于在港口碼頭或集裝箱堆場內(nèi)堆放物料及運輸貨物。集裝箱龍門起重機又可分為輪胎式集裝箱龍門起重機(RTG)及軌道式集裝箱龍門起重機(RMG)。此外還涉及散貨裝卸機械設備，包括散貨裝船機、卸船機、堆料機、斗輪堆取料機及翻車機等。

目前，中國的自動化集裝箱碼頭建設尚在起步階段，但在相關政策鼓勵支持下，研發(fā)、建設進展較快。隨著智能航運頂層設計的完善，中國將加快推進港口智能化建設。而集裝箱裝卸設備是自動化集裝箱碼頭的核心設備。自動化集裝箱碼頭設備分為三大類：前沿裝卸設備、堆場裝卸設備和水平運輸設備。

目前，智慧港口的遠程操控業(yè)務主要是集裝箱起重機的遠程操控，包括了龍門吊、岸橋和場橋。其涉及的核心技術為5G網(wǎng)絡技術、高清視頻技術、AI識別技術及自動化控制技術。

通過遠程控制改造后，龍門吊上了安裝攝像頭和PLC，司機在中控室即可觀看多路視頻進行操作，完成龍門吊所有動作。單臺龍門吊遠程控制一般需要回傳5~16路監(jiān)控視頻，1080P分辨率下對帶寬需求約30Mbps，同時中控室與龍門吊的PLC通信對網(wǎng)絡時延要求在30毫秒以內(nèi)。當前試點的龍門吊遠程操控通信方式以光纖、Wi-Fi為主，基建成本高，同時光纖轉(zhuǎn)場需插拔且易損耗，Wi-Fi帶寬和性能受限。5G的大帶寬低時延可實現(xiàn)龍門吊遠程控制場景中監(jiān)控視頻回傳。

系統(tǒng)供給情況：國產(chǎn)逐漸普及，仍主要由國外廠商主導

智慧港口要實現(xiàn)內(nèi)部自主的運營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)、設備管理系統(tǒng)(ECS)，其中ECS子系統(tǒng)主要包括了車隊管理系統(tǒng)(VMS)、堆場系統(tǒng)(BMS)和岸橋系統(tǒng)(QCMS)。

其中，TOS關注于宏觀的統(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，提前分配相應的倉位.ECS主要負責設備，即對每個細分區(qū)域進行具體統(tǒng)籌，管理著碼頭的岸橋、場橋等港機設備;對細分區(qū)域進行具體統(tǒng)籌;VMS是與碼頭作業(yè)系統(tǒng)深度耦合的系統(tǒng)，主要負責港口場內(nèi)的水平運輸，應用于任務分配以及車隊調(diào)度。

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

隨著港口從傳統(tǒng)到自動化轉(zhuǎn)型，TOS系統(tǒng)也隨著升級，自動調(diào)度的范圍從場堆內(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)復雜;從系統(tǒng)發(fā)生異常情況時必須完全由人工介入處理，轉(zhuǎn)向提前設計各種異常情況處理的模式，嘗試主動應對;并且，在處理多環(huán)節(jié)作業(yè)中，需要TOS與港口設備建立數(shù)據(jù)接口，進行大量數(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，中國沿海港口基本都發(fā)布了智慧港口建設計劃，主要沿海港口大部分都應用了新興技術進行信息化、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)，但在自動化智能化設備(例如無人駕駛集卡、智能鎖站、無人集裝箱岸橋等)引入改造方面，應仍較少。沿海港口要實現(xiàn)自動化無人化管理運營，仍有較長路要走。

(注：智能化水平評價標準：“★”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)及遠程控制系統(tǒng)，實現(xiàn)半自動化;“★★★”表示引入了生產(chǎn)控制系統(tǒng)、自動化岸橋、無人集卡等自動化設備，實現(xiàn)全自動化管理運營。)

需求：需求市場廣闊

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

截止2021年底全國港口萬噸級及以上泊位2659個，比上年末增加67個。從分布結(jié)構(gòu)看，沿海港口萬噸級及以上泊位2207個、增加69個，內(nèi)河港口萬噸級及以上泊位452個、減少2個。從用途結(jié)構(gòu)看，專業(yè)化萬噸級及以上泊位1427個、增加56個，通用散貨萬噸級及以上泊位596個、增加4個，通用件雜貨泊位421個、增加6個。

中國“十三五”期間，我國港口生產(chǎn)能力在增強，智慧港口建設在提速。相繼建成了廈門遠海、青島前灣、京唐港等無人集裝箱碼頭。目前，集裝箱智慧港口的發(fā)展相對完善，其所需的設備以岸橋、場吊和AGV自動導引車為主。根據(jù)Reportlinker數(shù)據(jù)顯示，中國智慧港口規(guī)模約占全球的21%，2021年，我國智慧港口行業(yè)市場規(guī)模初步統(tǒng)計為29億人民幣。未來有望保持持續(xù)增長。

產(chǎn)業(yè)競爭格局

1、區(qū)域競爭：東部沿海為主

2017年交通運輸部公布了首批智慧港口示范工程項目名單，共有10個省(區(qū)、市)的13個智慧港口示范工程項目入選。包括大連港“壹港通”智慧物流跨界服務大平臺示范工程、廈門國際航運中心港口智慧物流平臺示范工程、京津冀港口智慧物流協(xié)同平臺示范工程等。

2、企業(yè)競爭：市場總體較為分散

從不同領域看，振華重工在智慧港口機械領域處于絕對領導地位，憑借自動化、智能化港口機械優(yōu)勢，占據(jù)智慧港口市場較大市場份額;招商局國際科技有限公司(招商局與遼港集團合資成立)在CTOS系統(tǒng)領域占據(jù)主導地位;無人集卡、無人AGV由于技術仍處于試驗階段，成交項目較少，相關企業(yè)的市占率較低。其他智能識別、智能理貨、智能道閘系統(tǒng)等市場，成交項目普遍金額較小，參與企業(yè)數(shù)量較多，市場較為分散。

產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景及趨勢預測

1、技術創(chuàng)新帶動港口更加智慧

人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、5G、大數(shù)據(jù)等創(chuàng)新技術和港口建設之間將更加優(yōu)化整合，中國港口將會繼續(xù)朝著生產(chǎn)運營智能化、創(chuàng)新服務多元化、數(shù)字信息可視化大力發(fā)展，提升智慧港口科學運營水平。

2、突破傳統(tǒng)港口限制，航運樞紐能級提升

智慧港口的核心是數(shù)字化、智能化，數(shù)字化、智能化帶來的是計算的高效、便捷、可連接，高效、便捷、可連接是促進商業(yè)應用場景多元化、精準化的關鍵條件。未來智慧港口的競爭和服務將突破港口原有的物理限制，形成點對點、點對鏈、點對面的能級提升。

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