本書圍繞智慧港口創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的發(fā)展理念和生態(tài)形成,介紹了智慧港口發(fā)端、成長的內(nèi)在發(fā)展邏輯及其歷史過程,指出智慧港口是為現(xiàn)代物流業(yè)提供高安全、高效率和高品質(zhì)服務(wù)的新型生態(tài)港口,提出了智慧港口生態(tài)體系的概念,指出了智慧港口生態(tài)體系的本質(zhì)是創(chuàng)新,也是保障智慧港口可持續(xù)良好發(fā)展的前提和基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上,本書重點從概念描述、發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用實例三個方面,介紹了目前智慧港口建設(shè)中最主要的支撐技術(shù),包括信息物理系統(tǒng)、數(shù)字中臺、區(qū)塊鏈、人工智能、機(jī)器視覺、AR/VR技術(shù)、仿真預(yù)演分析、數(shù)字化監(jiān)測診斷等技術(shù)。最后展望了未來智慧港口的發(fā)展愿景與目標(biāo)。
自1993年世界上第一個自動化集裝箱碼頭在荷蘭鹿特丹港正式營運以來,港口智能化一直是學(xué)界和業(yè)界關(guān)注的焦點之一。21世紀(jì)初開始,隨著通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和智能技術(shù)為代表的高新技術(shù)的迅猛發(fā)展,國外自動化集裝箱碼頭建設(shè)數(shù)量增多;近十年來,我國港口智能化水平也有了長足的進(jìn)步,自動化集裝箱碼頭建設(shè)明顯加速,智能化干散貨碼頭也開始建設(shè)試運行。在我國“一帶一路”倡議和“海上絲綢之路”推進(jìn)過程中,智慧港口建設(shè)也日益成為國內(nèi)外港口發(fā)展建設(shè)的一個熱點。
本書圍繞港口智能化和智慧港口建設(shè),提出了智慧港口的新理念,即以信息物理系統(tǒng)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一體化系統(tǒng),極大提升港口及其相關(guān)物流園區(qū)對信息的綜合處理能力和對相關(guān)資源的優(yōu)化配置能力,智能監(jiān)管、智能服務(wù)、自主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)的新型生態(tài)港口。此外,本書還提出了建立基于“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”的智慧港口生態(tài)體系,闡述了智慧港口生態(tài)體系的本質(zhì)是創(chuàng)新,這也是保障智慧港口可持續(xù)良好發(fā)展的前提和基礎(chǔ)。
本書重點從基本概念、發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用實例三個方面,介紹了目前智慧港口建設(shè)中最主要的高新技術(shù),包括信息物理系統(tǒng)、數(shù)字中臺、區(qū)塊鏈、人工智能、機(jī)器視覺、AR/VR技術(shù)、仿真預(yù)演分析、數(shù)字化監(jiān)測診斷等技術(shù)內(nèi)容,這些技術(shù)內(nèi)容構(gòu)成了未來傳統(tǒng)碼頭智能化轉(zhuǎn)型發(fā)展和新的自動化碼頭建設(shè)的主要技術(shù)基礎(chǔ)。最后,本書展望了未來智慧港口的發(fā)展愿景與目標(biāo)。
本書大部分案例和成果既是作者科研團(tuán)隊長期從事港口智能化技術(shù)研究的工作積累,也是和相關(guān)港口企業(yè)合作進(jìn)行智慧港口建設(shè)實踐的經(jīng)驗總結(jié),對于既往他們的辛勤努力工作和本書成稿及出版做出的貢獻(xiàn)表示深深的感謝,他們是:舒帆博士、嘉紅霞博士、沈朗捷工程師、趙寧博士、嚴(yán)南南博士、沈一帆博士、張志偉工程師、楊小明博士、劉海威博士,博士生沈陽、夏孟玨等。同時,也對本書提供寶貴資料、案例、成果的同行及朋友表示衷心感謝!
作者也期望本書可以為從事智慧港口建設(shè)或已經(jīng)在這個領(lǐng)域展開工作的管理、技術(shù)和科研人員提供若干有益的示例與導(dǎo)引。
作者
2020年9月
宓為建,上海海事大學(xué)物流工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師、全國優(yōu)秀教師,F(xiàn)任上海海事大學(xué)工會常務(wù)副主席、集裝箱供應(yīng)鏈技術(shù)教育部工程研究中心常務(wù)副主任、“物流工程與管理”上海市教委重點學(xué)科負(fù)責(zé)人;兼任國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局特種設(shè)備安全技術(shù)委員會委員、中國工程機(jī)械學(xué)會常務(wù)理事、中國工程機(jī)械學(xué)會測試與控制分會秘書長、上海振動工程學(xué)會副理事長、中國物流協(xié)會常務(wù)理事、中國故障診斷技術(shù)委員會理事、《振動測試與診斷》和《振動與沖擊》常務(wù)編委、《中國工程機(jī)械學(xué)報》副主編、《上海海事大學(xué)學(xué)報》副主編等。
第1章緒論1
1.1智慧港口概述3
1.2智慧港口與新技術(shù)革命4
1.3智慧港口發(fā)展歷程5
1.4智慧港口建設(shè)現(xiàn)狀8
第2章智慧港口生態(tài)11
2.1智慧港口生態(tài)環(huán)境13
2.2智慧港口生態(tài)特征14
第3章智慧港口與信息物理系統(tǒng)21
3.1信息物理系統(tǒng)概述23
3.2信息物理系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀27
3.3信息物理系統(tǒng)在智慧港口中的應(yīng)用28
第4章智慧港口與中臺系統(tǒng)37
4.1中臺概述39
4.2中臺發(fā)展現(xiàn)狀42
4.3中臺系統(tǒng)在智慧港口中的應(yīng)用45
第5章智慧港口與區(qū)塊鏈技術(shù)51
5.1區(qū)塊鏈概述53
5.2區(qū)塊鏈發(fā)展58
5.3區(qū)塊鏈典型應(yīng)用59
第6章智慧港口與人工智能65
6.1人工智能概述67
6.2人工智能發(fā)展現(xiàn)狀70
6.3人工智能在智慧港口中的應(yīng)用72
第7章智慧港口與機(jī)器視覺79
7.1機(jī)器視覺概述81
7.2機(jī)器視覺發(fā)展現(xiàn)狀84
7.3機(jī)器視覺在智慧港口中的應(yīng)用87
第8章智慧港口與AR/VR技術(shù)101
8.1AR/VR技術(shù)概述103
8.2AR/VR技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀105
8.3AR/VR技術(shù)在智慧港口中的應(yīng)用106
第9章智慧港口與系統(tǒng)仿真預(yù)演119
9.1系統(tǒng)仿真概述121
9.2系統(tǒng)仿真發(fā)展現(xiàn)狀121
9.3系統(tǒng)仿真在智慧港口中的應(yīng)用124
9.4系統(tǒng)預(yù)演在智慧港口中的應(yīng)用131
第10章智慧港口與數(shù)字化監(jiān)測診斷137
10.1數(shù)字化監(jiān)測診斷概述139
10.2數(shù)字化監(jiān)測診斷發(fā)展現(xiàn)狀141
10.3數(shù)字化監(jiān)測診斷在智慧港口中的應(yīng)用142
第11章智慧港口發(fā)展趨勢與目標(biāo)151
11.1主要熱點技術(shù)發(fā)展趨勢153
11.2智慧港口發(fā)展趨勢156
11.3智慧港口發(fā)展目標(biāo)157
參考文獻(xiàn)161