基于物联网技术的智慧港口平台设计

钟振洋

摘要：为了提高港口运营效率和提高企业竞争力，文章对智慧港口平台设计进行了研究，提出了一种基于物联网的智慧港口平台设计方法。智慧港口平台设计主要设计内容包括港口物流服务云平台设计、智能码头云平台设计、大数据服务平台设计和云计算平台设计。智慧港口平台设计为智慧港口的建设和运营提供帮助，提高了港口经济效益和服务质量。

关键词：物联网；智慧港口；平台设计；大数据；云计算

中图分类号：U691  文献标志码：A

0 引言

随着商品贸易全球化的加快，区域经济正朝着一体化的方向发展，一体化形势下商品流通愈加广泛。由于海路运输成本低廉，运输能力强大，海路运输受到了世界各国的青睐。据统计，90%贸易运输服务都依赖于港口，港口在货物运输方面发挥着至关重要的作用［1-2］。当前，我国经济正在飞速发展，在新时代的背景下，通过扩大港口规模和增加吞吐能力来获取持续增长的经济效益已十分困难，许多沿海地区普遍存在港口过度建设的现象。在日益激烈的竞争环境中，港口发展面临着巨大挑战［3］。在此背景下，朝着智慧化港口发展的方向已成为大势所趋，通过建设智能港口，提升港口经济效益和服务质量，以提高港口运营的核心竞争力［4］。

在互联网经济飞速发展的时代背景下，信息技术和物联网技术对港口的作用显著增加［5］，物联网技术应用于智慧港口建设，实现港口企业的转型升级，已成为目前多数港口企业的共识［6］。因此，对智慧港口平台设计进行研究，物联网技术为智慧港口的建设和运营提供帮助，物联网智慧港口平台对于提高港口运营效率和提高企业竞争力具有重要意义。

1 物联网与智慧港口概述

1.1 物联网

物联网是将全球定位系统、红外感应器、传感器、激光扫射器等技术与互联网相结合的一种网络体系。物联网技术通过射频、传感器、GPS等技术实现物体识别和定位追踪，达到物与物的相互连接，实现智能化的高效管理［7］。

物联网作为一种新兴技术，具有下列特点［8］： （1）实现了对客观信息的收集和使用；（2）在海量信息传输的过程中，能够实现安全高效传输；（3）人与物之间的沟通更加高效准确，实现信息的智能高效处理。

物联网通过数据获取的开发和通信功能将物体的实际和虚拟载体联系起来，物联网的技术体系主要由感知层、网络层和应用层3部分组成，具体如图1所示。其中，感知层的作用是采集信息，感知层利用通信模块连接应用层和网络层。网络层的作用有3个：一是接收来自各类信息，二是对信息进行处理，三是与应用层建立连接。应用层的服务对象是各类用户，为用户提供相应服务。

1.2 智慧港口概述

智慧港口是集物联网、传感器、云计算和决策分析为一体的现代化智能港口，运用物联网和大数据等技术为港口生产进行服务，智慧港口统筹生产信息，实现人与人、人与物、物与物、人与港口之间的互联互通，港口信息化、高端化、技术密集化和网络化是智慧港口的发展方向［9］。运用物联网技术深度挖掘港口运营信息，港口实现资源合理利用和协同联动，实现港口的智能、安全、绿色发展。

2 基于物联网的智慧港口平台设计

2.1 总体框架

基于物联网的智慧港口应以生产需求为导向，智慧港口平台设计主要包括港口物流服务云平台、智能码头云平台、大数据服务平台和云计算平台，具体如图2所示。

物联网智慧港口平台设计框架由港口物流服务云平台、智能码头云平台、大数据服务平台、云计算平台4个部分组成。

（1）港口物流服务云平台。该平台主要包含电子商务、电子口岸、船舶动态、客户信息等内容，保障港口航运、口岸、铁路等用户获取准确信息，为港口的智能化生产运营提供有力支持。

（2）智能码头云平台。智能码头云平台包含港口调度、作业、监控等相关资源的统一调配，使港口运营模式发生变化，促进港口物流的智能化转型，提高物流作业效率，通过智能港口的智能码头云平台，最终实现港口调度管理的一体化。

（3）大数据服务平台。大数据服务平台的主要服务对象是客户，通过整合大量客户资源数据，借助智能设备向用户提供更多服务，服务内容包括查询业务、推送业务和办理业务，以满足用户多样化的需求。

（4）云计算平台。云计算平台是利用云计算技术实现数据存储和管理，为港口运营提供数据安全保障。智慧港口云计算平台主要包含4个部分：一是数据存储中心，二是网络管理中心，三是视频监控中心，四是安全审计中心。

2.2 港口物流服务云平台设计

港口物流服务云平台是智慧港口的应用层，也是用户体验的重要平台，通过建设港口物流服务云平台，实现物流信息的共享与协调联动，实现与相关管理部门、铁路及口岸方面的信息对接，使物流业务体系网络化。港口物流服务云平台的系统框架如图3所示。

港口物流服务云平台框架由内部网络、外部网络、系统管理、系统传输优化等部分组成。（1）内部网络。内部网络的使用对象为港口工作人员，其作用是保存港口调度业务信息、货源信息和管理信息。管理人员利用智能监控设备掌握作业状况，下达准确指令。（2）外部网络。外部网络的使用对象为港口用户，登录后可以查询物流信息，获取当前运输状态。在客户端，客户可以在手机端查询相关货物信息。（3）系统管理。根据管理权限，系统对用户信息进行整理，对用户相关权限进行分配。对于新用户，系统管理员会对用户资料进行审核，判断用户名和密码是否符合要求。（4）系统传输优化。系统传输优化的使用保障系统传输数据的稳定，确保数据符合传输标准。除此之外，系统优化传输可以为用户提供货主行为分析、作业动态估计等高端服务。

2.3 智能码头云平台设计

港口物流服务云平台设计完成后，为了更好地实现码头作业，需要对智能码头云平台进行设计。云平台设计就是利用信息化和大数据技术，实现码头的智能化运输。港口物流服务云平台的设计主要有4个部分。（1）智能调度系统。该系统主要涉及港口调度业务和作业信息，通过智能调度系统对港区装卸货物及库场情况进行远程管理，安排各类生产作业，提高港区生产作业效率。（2）码头智能化作业。其作用是利用智能管理系统实现码头自动化作业，对作业现场使用的车辆、设备、船舶、作业人员进行自动化管理。（3）港口安全应急指挥系统。该系统具备安全监督、主动防控、应急处置、安全巡查等诸多功能，应急指挥系统利用物联网技术实现对港口运输业务的智能化管理。系统实时共享业务信息、降低丢件概率、提高港口运输效率，从而提升客户满意度，实现港口的安全运营。（4）生产调度指挥系统。生产调度指挥系统对原调度系统进行升级。系统实现集约化管理，即在统一调度平台上集成各项调度功能。指挥系统统一调度港口的多项作业，对作业现场进行安全管控，实现港口的安全智能化生产。

2.4 智慧港口大数据服务平台设计

大数据服务平台设计是建设智慧港口的核心内容，是智慧港口的中枢，负责港口所有数据的传输和分析，根据分析结果做出决策。从平台的作用和功能进行分析，大数据服务平台的主要结构如图4所示。

大数据服务平台利用智能监控、App、智能终端、互联网等技术，对港口物流服务云平台、智能码头云平台和云计算平台的运行数据进行搜集和整合，平台通过数据处理、分析、访问3个模块对数据进行处理，实现港口作业指令的下达，对于不正确的指令，平台对其进行纠正。根据平台大数据分析港口管理层进行决策，运用平台资源取得企业需要的资料，有效降低了管理成本。

2.5 智慧港口云计算平台设计

智慧港口的云计算平台的作用是分析港口运行数据，也被称为数据分析层，其主要结构如图5所示。云计算平台主要包括平台服务层和基础设施服务层。其中，平台服务层主要用于应用的接入、监控和用户租用，提供费用计算、运营维护、中间件支持和Web开发等功能。基础设施服务层主要包括资源管理环境和硬件设施。资源管理环境主要包括网络虚拟化、计算虚拟化和存储虚拟化，硬件设施主要是指存储设备和服务器。

3 结语

本文对智慧港口平台设计进行研究。智慧港口平台设计内容包括港口物流服务云平台设计、智能码头云平台设计、大数据服务平台设计和云计算平台设计4个方面的内容。为智慧港口的建设和运营提供帮助，物联网与港口信息融合对于提高港口运营效率和提高企业竞争力具有重要意义。

参考文献

［1］薛威.“双碳”背景下厦门港绿色港口发展现状和建议［J］.中国港口，2023（12）：17-20.

［2］夏志新，白跃辉，张晨，等.基于大数据技术的智慧港口数据中台技术架构［J］.港口科技，2023（10）：1-6，31.

［3］何淑华，丁辉.基于计算机技术构建智慧港口管理系统的分析［J］.交通科技与管理，2023（10）：1-3.

［4］罗本成，胡笳，王若蒂.基于灰色熵变权的智慧港口等级评价方法［J］.交通运输研究，2023（1）：127-133，142.

［5］刘强，白秀军.基于5G技术的港口自动化发展及应用研究［J］.自动化技术与应用，2023（4）：1-4.

［6］胡筱渊，沈道明.基于物联网技术的智慧港口理论与对策研究［J］.中国水运，2022（12）：58-60.

［7］陈金权.基于5G技术的智慧港口设计［J］.广东通信技术，2022（10）：51-53，68.

［8］郭晶云.智慧港口物联网平台架构设计［J］.电子技术与软件工程，2021（4）：144-146.

［9］杨阳.物联网技术在智慧港口安全信息化建设中的应用探究［J］.黑龙江交通科技，2022（10）：159-161.

（编辑 王永超）

Design of smart port platform based on Internet of Things technology

ZHONG  Zhenyang

（Zhuhai Port Information Technology Co.， Ltd.， Zhuhai 519000， China）

Abstract：  In order to improve the efficiency of port operation and enhance the competitiveness of enterprises， this paper studies the design of smart port platforms and proposes a smart port platform design method based on the Internet of Things. The main design content of the smart port platform includes the design of the port logistics service cloud platform， the smart port cloud platform， the big data service platform， and the cloud computing platform. The design of the smart port platform provides assistance for the construction and operation of the smart port， improving the economic benefits and service quality of the port.

Key words： Internet of Things; smart port; platform design; big data; cloud computing