大数据环境下港口供应链企业知识服务模型构建

杨 波，毛军轻

（江西财经大学 信息管理学院，江西 南昌 330013)

0 引言

在大数据、人工智能等技术的飞速发展下，港口供应链领域的数据资源呈现爆炸式增长，海量化的数据资源蕴含着丰富、全面、可靠、时效的领域知识，给港口供应链领域带来新的发展契机。然而，在现实中港口供应链对知识的获取与利用面临着诸多挑战。一方面，由于港口供应链包含诸多海内外主体与流通机制，具有涉及多领域、多区域、多学科等特点，其复杂性容易导致港口供应链企业间信息不对称、道德风险等问题，致使港口供应链各节点上易形成诸多信息资源孤岛，难以真正实现数据知识实时共享。同时，港口供应链企业间的交易信息不透明、不对称等不健全的供应链价值信用体系等问题造成港口供应链企业的相关技术与运营成本都较高。另一方面，港口供应链上下游企业的知识交流与获取不同于传统的获取途径与模式，许多企业缺乏对领域众多数据资源的获取、转换、分类、融合等大数据技术的独立运用与实施，港口供应链上游企业难以及时获取所需的数据与终端知识。

目前国内对港口供应链领域的相关研究主要集中于对港口供应链的企业绩效、风险识别、金融等方面。文献[1-7]主要研究了港口供应链风险识别的方法与风险管理机制、港口供应链的合作策略与协调评价、知识在供应链主体间的共享途径与实用价值，以及知识在供应链传递过程中的创新驱动等问题。文献[8-12]主要对大数据环境下的供应链运营机制、企业知识共享激励机制、港口绩效评价与云数据集成、港口供应链金融模式演化等问题进行相关研究。而运用大数据与人工智能等相关技术对港口供应链的知识服务与一体化运作的智慧化服务平台的研究成果较少。因此，基于原有的研究基础，结合港口供应链的行业特征与需求分析，利用大数据与人工智能等技术建立港口供应链知识服务模型，并对港口供应链主体进行本体定义，建立港口供应链本体模型，以现实港口供应链本体域知识的自动化更新与存储，填充港口供应链知识服务系统的基础知识集，从而为港口供应链企业提供个性化、智能化、多元化的知识服务系统平台方案，实现港口供应链上信息透明与高度共享，为实现港口供应链智慧一体化运营提供基础性研究。

1 港口供应链知识服务模型构建

1.1 模型框架

为发挥港口自身独特产业链优势，借助大数据和人工智能等技术，聚合众多异质化主题和异源化数据，构建港口供应链知识服务模型，为以港口为中心的供应链网络结构提供智能化知识服务，从而实现港口供应链的智慧化运营。港口供应链知识服务系统模型能够实现对资源的时效性整合，促进港口供应链企业间的优势互补，保证与掌控货物交易信息的对称性、真实性与时效性，使交易流程透明化、数据公开化与实时化共享，从而打破传统的业务交易模式。同时，健全信用价值体系，为实现多元化知识共享提供安全保障。港口供应链知识服务模型框架主要由知识获取模块、知识组织模块和知识服务模块3部分组成。基于大数据的港口供应链知识服务模型框架如图1所示。

港口供应链知识服务系统需要广泛获取港口供应链相关数据，通过大数据技术将这些无序、复杂和分散的港口供应链数据进行采集、清洗与提取，转换成可处理的知识，将这些知识有效组织起来，形成具有标准化、实效化、价值化的港口供应链管理知识库，进而通过知识地图、知识导航、知识匹配、知识融合等技术为港口供应链企业提供便捷可靠的智能化知识服务。

1.2 知识获取模块

知识获取是构建港口供应链知识服务系统的基础，主要包括数据采集与信息抽取2个阶段。知识的获取不仅需要同时完成各种结构化与各种非结构化数据的信息采集，还需要对采集转化的结构化信息数据进行信息抽取，并将数据和信息提炼成知识存储在数据库中，为构建港口供应链知识库提供数据支持。面向多源异构数据的港口供应链知识获取模块如图2所示。

1.3 知识组织模块

图1 基于大数据的港口供应链知识服务模型框架Fig.1 Framework of the knowledge service model of port supply chain based on big data

图2 面向多源异构数据的港口供应链知识获取模块Fig.2 Knowledge acquisition of port supply chain for multi-source heterogeneous data

港口供应链知识组织模块是实现港口知识资源与港口供应链企业之间需求服务的桥梁，主要包括知识处理器、知识融合转换与本体知识库，其主要功能特点是将采集获取的港口知识资源进行时效化处理、有效化存储与实时性转换。同时，与港口供应链的需求特征和问题管理需求相结合，经过知识融合匹配生成解决港口供应链管理问题的新知识。

1.3.1 港口供应链系统的知识处理

港口供应链知识处理功能是将港口供应链企业知识进行分类处理，将采集的港口供应链结构化数据与非结构化数据通过区块链技术形成初始的数据存储库，经过规则化、一致化、有序化等处理形成科学性、实效性的知识体系，再根据知识的特性进行知识分类。在知识的处理过程中，在预先设置好规则与标签的数据处理器中对数据进行录入，通过录入系统对数据菜单统一下拉，录入系统根据数据属性自动选择所对应的具体属性选项，分析生成所属的领域知识集，进而实现港口供应链领域数据知识化[13]。港口供应链知识处理模型如图3所示。

1.3.2 港口供应链本体库

知识组织模块是基于本体技术为港口供应链领域知识的建模方法，抽象描述各层领域知识对象与其之间的规则关系，准确清晰地表达港口供应链领域的知识概念体系，深度揭示知识资源库中隐含的深层语义。港口供应链本体库主要包括港口供应链各节点实体企业、企业的类别属性与定义域等，其用概念和术语对港口供应链知识集进行表示，不仅可以形成完善、独立、清晰的知识体系，有利于港口供应链多源知识的融合、共享与集成，使知识资源得到深度的组合与高效利用，而且还可以对组织知识的联系进行可视化，进而支持知识检索、知识导航与知识推理等多种功能。港口供应链知识服务部分本体知识库如图4所示。

1.3.3 知识融合转换

针对港口供应链知识服务过程中的数据集呈现多源、异构及分布式特点，以及在知识存储与服务中出现的显隐性知识的处理，利用基于本体问题分析的知识融合处理框架与SECI知识转换模型。港口供应链系统的知识融合模型如图5所示。

图3 港口供应链知识处理模型Fig.3 Knowledge processing model of port supply chain

港口供应链知识融合处理主要以港口供应链有效知识数据集为融合处理对象，通过综合运用知识融合处理规则与语义分析算法对多片段的知识集类型进行融合，生成港口供应链管理问题的新知识。例如，在对多源异构数据存在的结构差异与显隐性知识的转换中，通过本体问题挖掘分析显隐知识，同时将多源异构的知识类集转化为具有统一标准与表示形式的港口供应链企业知识集，借助语义熵技术对转化完成的标准知识集进行有效性测度，最终形成实效性知识集[14]。

1.4 知识服务模块

知识服务模块对经过有效组织过的知识进行充分的利用，是用户需求和知识组织相联系的接口。知识服务作为构建知识服务模型的核心模块，其他模块的实现都是为了该模块做准备。港口供应链的知识服务模块主要包括知识检索、知识导航、知识地图与个性化推荐等功能。知识检索是根据港口供应链不同节点企业的不同需求，对本体领域知识库进行信息检索与推理运算提供相关的节点信息，如根据供应商的货物属性可为其检索相关的运输节点与存储企业信息等。知识导航与知识地图主要是根据用户的行为模式与需求将港口供应链的知识按照一定的方式展现出来，快速匹配相应的节点企业，如通过知识地图与知识导航可以快速根据消费者的商品需求信息为其匹配最优的供应商与运输企业等。港口供应链知识个性化推荐主要借助本体在语义表示与推理上的优势，将本体技术与协同过滤等推荐算法相结合，根据不同客户的实际需求与潜在需求，为不同的港口供应链节点企业提供相应的需求服务与最优的选择方案，从而满足客户的个性化需求，如根据消费者的需求商品属性、时效要求等为其推荐最优的相关节点企业以及一体化供应链的运输服务。

图4 港口供应链知识服务部分本体知识库Fig.4 Port supply chain knowledge service part ontology knowledge base

图5 港口供应链系统的知识融合模型Fig.5 Knowledge fusion model of port supply chain system

2 港口供应链知识服务模型应用分析

2.1 港口供应链企业间的知识关联

港口供应链知识服务模型应用是基于大数据技术下对相关节点领域知识进行融合匹配与本体推理等，进而生成一系列服务的过程。而各节点企业间的关联知识是连接知识服务系统与其他节点企业的知识接口，是与其他各企业进行关联从而实现相关服务的基础。因此，需要对不同节点间的知识关联进行相关研究，即某个港口供应链节点所提供的服务范围与效益是否满足另一节点的价值需求。通过分析各节点企业间的知识连接点，才能更好地实现知识服务系统在港口供应链中的运用。港口供应链节点企业间的知识关联分析如下。

（1）消费者。消费者作为港口供应链的终端客户，其种类繁多，主要包括个体、群体与集团企业。对消费者服务需求的分析一般为商品类型、商品属性与时效要求等，根据对其需求的知识化分析，可找出其他企业节点的关联知识。例如，根据其商品的需求类型可为其提供相应的供应商信息与推荐最优的供应商；根据其商品属性与时效要求可为其提供相应的存储企业与运输企业信息，并为其推荐最优的相关节点企业等。

（2）供应商。供应商的种类繁多，其所经营的商品属性与种类都存在着巨大的差异，供应商与其他各节点的知识关联便是根据其提供的物品与托运要求进而连接消费、陆运企业、存储企业等其他港口供应链节点企业。例如，根据其所提供的商品可为其匹配相应需求者；根据其托运要求可匹配相应的陆运企业与航海企业；根据本身的货物属性可关联存储企业、陆运企业与货代企业等。

（3）陆运公司。陆运公司主要为铁路运输公司、航空运输公司与公路运输公司，其与其他各节点的知识关联是根据他们不同的运输特点与运输货物的属性进而连接供应商、存储企业与其他港口供应链节点。例如，根据陆运企业的不同时效可为其提供相应的托运供应商与终端消费者；根据其所运输物品可为其匹配相应的存储企业与港口企业等。

（4）存储企业。存储企业可对不同的货物提供相应的存储服务，但不同的存储企业又存在一定的服务差异性，在港口供应链的知识服务中，存储企业与其他各节点的知识接口是根据他们所能提供的服务特点、地理位置与存储的货物属性等来连接陆运企业、港口企业等其他港口供应链节点企业，如根据其地理位置与提供的存储服务特点为其推荐匹配相应的消费者、陆运企业与供应商等。

（5）货代企业。货代企业作为港口供应链重要的节点企业，参与了货物运输的诸多活动，其与其他各节点的知识接口是根据他们货代的服务范围与客户的托运需求等来连接消费者、陆运企业、港口企业等其他港口供应链节点企业。例如，根据其提供的货代服务范围可为其推荐匹配相应的消费者与其他服务需求者；根据其货代的商品属性可推荐匹配相应的陆运企业、存储企业与港口企业等。

（6）港口企业。港口企业作为港口供应链的核心企业，是因其自身独特的地理条件而具备水陆联运能力的运输枢纽，能够对运输、存储、加工以及输送等不同业务类型的企业进行规划调整，港口企业根据自身的服务特点与服务能力来连接海关、陆运企业、货代公司等其他港口供应链节点企业。例如，根据其提供的服务存储加工能力可为其匹配相应的供应商与陆运企业等。

（7）海运公司。不同的海运公司具有不同的服务范围与运输特点，其与其他各节点的知识接口是根据他们所能提供的服务范围与特点、港口停放信息、停放时间、可拼箱货物信息与货代企业信息等连接港口企业、货代企业与参与供应链一体化的运输服务。例如，根据其运输承载量与货运范围可为其匹配相应的港口企业与一体化供应链服务等。

2.2 港口供应链知识服务模型的知识服务

知识服务模型为港口供应链企业提供智能化、多元化的知识服务，通过为各节点企业提供需求化信息与一体化解决方案来实现港口供应链的一体化与高效运营。知识服务系统的功能是以港口供应链企业的价值需求为驱动，通过大数据与人工智能等技术为港口供应链各节点企业提供需求信息、匹配相应合作企业与提供个性化推荐服务。在对知识用户的知识服务过程中，不仅需要庞大、丰富、全面的知识存储库，更需要运用大数据处理技术对不同的数据源进行相关知识化处理，同时也需要服务于知识用户末端的知识导航、知识融合等技术形成完善的技术服务体系，从而实现对知识用户的需求分析与个性化定制服务。基于大数据技术下港口供应链知识服务系统的知识服务如图6所示。

在对知识用户的知识服务过程中，由于港口供应链各节点间具有复杂的关联性与结构承接性，可以为某一节点进行简单的独立服务，也可以作为一体化供应链服务中的一员进行效益协同化服务。因此，港口供应链企业应根据自己的独立需求从知识服务系统中获取所需的知识服务，知识服务系统为港口供应链企业提供相关服务的实现过程则是首先对港口供应链节点企业需求进行知识化分析，通过知识地图与导航找出其需求与港口供应链其他企业节点的知识接口，再根据其需求特点为其提供相应的知识服务。下面以港口供应链节点中的消费者为例，通过知识服务流程图更为详细阐述港口供应链知识服务系统应用于港口供应链企业的知识服务。基于港口供应链知识服务系统的客户(消费者)服务流程如图7所示。

图6 基于大数据技术下港口供应链知识服务系统的知识服务Fig 6 Knowledge service of port supply chain knowledge service system based on big data technology

在对客户(消费者)的服务过程中，通过知识服务系统中的需求分析把客户的需求进行知识化，分析出客户的具体需求，利用知识地图与知识导航等技术根据不同的需求知识进而寻找出与其他港口供应链企业的知识接口，如根据其商品的需求类型可为其提供相应的供应商信息与推荐最优的供应商；根据其商品属性与时效要求可为其提供相应的存储企业与运输企业信息，为其推荐最优的相关节点企业等,再通过知识融合匹配等技术对相应的节点企业进行选择与匹配，从而为客户提供更多的多元化服务。

3 结束语

图7 基于港口供应链知识服务系统的客户(消费者)服务流程图Fig.7 Customer service based on port supply chain knowledge service system

港口供应链的智慧化、一体化可以促进港口供应链上众多企业间的密切合作，建立一种互益共赢、价值协同、诚信透明的合作伙伴关系，实现整个港口供应链上各种信息流、物流、资金流在港口供应链中的有序流动，同时也是实现港口供应链转型升级的关键点。而实现港口供应链智慧化、一体化运营的前提则是港口供应链企业能够独立有效地获取领域数据与所需知识，港口供应链上应具有高度信息化、智能化的知识服务平台系统，为港口供应链企业提供个性化、智能化与多元化的知识服务系统平台方案，对港口供应链企业有效获取与利用海量化数据资源提供借鉴参考。