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数智云帆济沧海 ——人工智能赋能港口高质量发展综述

数智云帆济沧海 ——人工智能赋能港口高质量发展综述


茫茫东海,上海洋山四期自动化码头人工智能无人集卡沿着既定路线穿梭于岸桥与堆场之间,自动化轨道吊精准起落。这个全球规模最大的全自动化集装箱码头昼夜不息,保障着货物畅通、海运安全。几年前,这里的桥吊司机还要在60米高的驾驶室里作业,夏热冬冷,一坐就是数小时。如今,他们中的不少人已转岗到远控中心,盯着屏幕、握着操控杆,从“高空舞者”变成了办公室里的操作员。


从高空驾驶室到明亮舒适的远控办公室,这一转变远不只更换工位这么简单,更是人工智能赋能大国港口高质量发展的深刻变革。截至目前,我国已建成60座自动化码头,智慧港口建设持续领跑全球。随着核心技术系统渐次自主突破,全场景智能应用接连落地,沿海与内河港口朝着智慧化方向转型升级,一幅“大港藏有大智慧”的港航新图景,正沿着万里海疆徐徐铺展,为外贸“大动脉”畅通、国民经济平稳运行保驾护航。

自立自强 核心技术自主可控

2025年9月,交通运输部等七部门联合印发《关于“人工智能+交通运输”的实施意见》,明确推进港口智能化升级与智慧航运建设,到2027年人工智能在交通运输典型场景广泛应用。这并非偶然。过去5年,全球供应链经历多重冲击,港口作为物流枢纽的战略价值被重新定义。

10年前,“卡脖子”是中国港口人最深的痛。大型集装箱码头核心操作系统长期被国外垄断,外方报价动辄上亿元,“黑匣子”不开放,任何个性化需求都要额外付费。业内有观点认为,“谁先完成数智化转型,谁就能在下一轮全球港航竞争中占据主动”。一场由技术突破撬动的港口数智化变革,由此拉开序幕。

“十四五”期,浙江省海港集团研发经费投入持续大幅增长,年均增幅超30%,自主研发的“n-TOS+S-ECS”智慧双芯系统全面上线,结束了我国“千万标箱级”码头受制于人的历史。梅山港区由此驱动全球规模最大的远控自动化设备集群,集装箱吞吐量连续两年突破千万标箱;甬舟码头形成“远控岸桥+无人驾驶集卡+自动化轨道吊”全域开放混行作业模式,吞吐量首次突破300万标箱,同比增长超50%。

2025年年初,天津港太平洋国际集装箱码头迎来了一场特殊的“大考”——新一代全栈信创版集装箱码头管控系统(JTOS)在这里完成了复杂作业场景下的全工况测试,随后正式上线运行。这套系统从硬件到软件实现全面国产化,百余台人工智能水平运输机器人在其调度下规模化协同作业。

2025年9月,全国首批、港口行业唯一的交通领域国家人工智能应用中试基地落地青岛港,中试基地承担了为港口生产作业等方面提供技术研发与验证的重任,降低港口行业人工智能应用开发的门槛。项目落地以来,山东港口青岛港加速人工智能技术与港口作业管理的深度融合,依托自主可控的集装箱码头智能管控系统和设备智能控制系统,桥吊平均单机效率达每小时62.62自然箱,每百米岸线吞吐量超32万标准箱,从方案设计、系统开发到设备运维实现全过程自主可控。

作为全球第一大港,上海港的智能管控系统则深度应用F5G等前沿技术。F5G即第五代固定网络,以大带宽、低时延、高可靠性见长,特别适合港口这类对实时性和稳定性要求极高的固定场景。2025年11月26日,年度第5000万标准箱精准落位,连续16年全球第一。洋山四期自动化码头通过“F5G超远程控制+AGV自动化装卸”协同创新,今年有望达到800万标准箱。F5G技术主导制定的团体标准获国际领先认证,为全球港口智能化提供可复制的技术范本。

在大宗货物港口领域,技术突破同样捷报频传。国能黄骅港务公司成功实现堆料机核心工控系统全栈式自主可控部署,重构控制逻辑、适配自主研发的防碰撞算法,实现北斗高精度定位数据与工控系统的毫秒级数据交互,打破国外工控系统在港口领域的长期垄断,为我国大宗货物港口运输提供了安全可控的技术底座。

大模型赛道同样百花齐放。浙江海港在智能闸口本地化部署DeepSeek大模型,实现车号、箱号、铅封号同步识别。山东港口完成DeepSeek私有化部署,在供应链领域打造方舟TaaS垂直模型。技术突破的同时,标准体系也在加速构建。中国港口协会持续推动智慧港口等级评价和团体标准制定,广州港牵头编制的《自动化集装箱码头5G专网技术要求》填补了国内相关领域标准空白。上海洋山港四期自动化码头、青岛港新前湾QQCTN自动化码头、天津港北疆C段(第二集装箱)智慧零碳码头、深圳妈湾智慧港获得五星级“智慧港口”称号,为全国智慧港口建设树立起标杆。港口科技领域的自主创新,正在从单点突破走向系统引领。

全链融合 运营服务提质增效

数据显示,我国90%以上的外贸货物通过海运完成,外贸海运量全球占比超三成。面对不断增长的往来船舶和货物,我国港口没有走“千港一面”的同质化道路,而是根据自身定位和资源禀赋,走出各具特色的人工智能融合之路。

与洋山四期这种新建的自动化码头不同,深圳妈湾港是一座始建于1989年的老码头。狭窄的堆场空间、老旧的设备设施、复杂的作业环境,让老码头的智能化改造成为世界性难题。新建码头可以从零开始设计,而老码头改造就像在“螺蛳壳里做道场”,不能停产改造,只能边生产边施工,这对技术方案提出了极高的要求。

面对挑战,妈湾港选择了“渐进式、模块化”的改造路径。他们没有推倒重来,而是对现有设备进行智能化升级,同时引入无人集卡与有人集卡混行作业模式。如今,38台5G+自动驾驶集卡在港区内全天候运行,构建起全国单一码头最大规模的无人车队。系统会根据实时路况自动规划最优路线,遇到突发情况能及时避让。

数据显示,改造后的妈湾港相较改造前综合作业效率提升30%,安全隐患减少50%,港区碳排放减少90%。这座有着36年历史的老码头,在人工智能的赋能下焕发了新的生机。其自主研发的招商芯操作系统不仅打破了国外软件的垄断,还成功复制到斯里兰卡、巴西、吉布提与希腊的多个国外港口。

以前,集装箱从远洋船转到内河船,需要经过多次装卸,耗时耗力。现在,广州港南沙港区四期通过自动化系统,整个转运过程不到1小时。码头装卸设备100%电动化,每年可减少二氧化碳排放约1.3万吨。2026年3月,南沙港区四期顺利通过四星级“绿色港口”现场评审,标志着南沙港区集装箱作业区实现四星级绿色港口全覆盖。近日全面开工的南沙港区五期工程,将深度融合人工智能、大数据等技术。建成后,南沙港区集装箱年通过能力将达到3500万标箱,位居世界单一港区前列。

在安全管理领域,人工智能正在成为港口看不见的守护者。在北部湾港,广西钦州宏港码头自主研发的“智港盾”平台,是全国首例专为港口全域场景设计的多模态安全生产垂直领域大模型,突破传统人工巡检覆盖率低、数据分散等难题,实现“人、机、环、管”全流程数字化管控,监管覆盖率提升至95%,隐患直降50%,入选中国港口协会“平安港口”案例。

在危险货物监管这一安全“硬骨头”上,交通运输部天津水运工程科学研究院构建的港口水路危险货物运输智能化安全治理新模式,已在辽宁、天津、江苏、浙江等沿海地区超过200家企业得到应用。系统实现了危险货物从申报、堆存、装卸到运输的全链条数字化跟踪,一旦某个环节出现异常——比如危险品集装箱堆存时间超限、温控条件偏离——系统自动向企业和监管部门同时推送预警,让安全监管从“事后追查”转向“事前预防”。

安全是底线,服务有温度。智慧化不仅让码头更安全,也让货主的体验更便捷、更透明。

在宁波舟山港,“四港智运”大模型面向物流全流程实时生成最优路径方案,让客户备货时间缩减50%、下单操作耗时降低66%、运输平均成本下降6.73%。浙江海港“易享领航”外集卡港内领航系统覆盖6家核心集装箱码头,每年节省外集卡作业等待时长超2000万分钟,节约车队燃油成本1.25亿元。

重庆果园港落地远控场桥、无人集卡、智能闸口等8大智慧场景。其中,智能闸口的变化最为明显,通过AI识别技术,集卡无需停车,10秒内即可完成所有查验流程。作为长江上游的航运枢纽,果园港的智慧化改造,不仅提升了自身的作业效率,更带动整个长江经济带的物流提速。

协同创新 产学研用激活动能

倘若说港口企业是智慧港口建设的主力军,那么科研机构就是为其持续注入创新动力的核心智库力量。

在天津港,一艘30万吨级巨轮在浓雾中缓缓靠泊。以往这样的天气需要多方高度紧张协同。如今,依靠交通运输部天津水运工程科学研究院牵头研发的“沿海大型港口群航道设施智能化关键技术”,复杂环境下大型船舶抵港“零待时”正从愿景走向现实。项目联合全国9家优势科研单位共同承担,已在天津港完成20万吨级及30万吨级实船验证。

而在交通运输部规划研究院(简称部规划院)的数字实验室里,港口规划大数据可视化分析技术正上演着港口的“数字解剖学”。部规划院综合交通规划数字化实验室是交通强国建设试点任务“综合交通运输空间规划编制成套方法、关键技术及应用”的核心载体。在这里,港口通过人工智能、大数据、BIM、仿真等技术,在数字空间跨越时空,接受来自不同场景的模拟、实验与推演。

万吨轮的AIS轨迹如银河支流,在泊位、航道、锚地间绘制实时热力图谱,透视港口网络的运行规律……这些技术让港口规划从经验驱动转向数据洞察,如同为港口装上了可预测的“数字心电图”,不仅让港口规划更精准,还让海洋资源利用更高效。

同时,部规划院研发的港口规划大数据决策应用系统,通过大数据建模优化港口规划决策流程,填补了全国港口资源动态监测及规划决策支持的空白。这些技术成果,最终都落在了实实在在的规划蓝图上。部规划院将大数据、BIM、仿真等技术应用于北部湾港总体规划编制——这是全国唯一一个全省域港口统筹整合、三港合一的港口总体规划,为新时期港口规划编制提供了新的思路和方法。

高校是科研创新的重要策源地。上海海事大学研发的“基于船岸协同的智能营运一体化全流程平台”,面向航运企业数字化转型的实际需求,融合物联网、大数据、人工智能、边缘计算、大语言模型等多项技术,实现了船岸间“人、财、物”的协同管理,目前已在多艘中大型货轮部署应用。

船岸数据打通后,数据加速“跑”起来、决策“活”起来。该平台搭载的岸基大数据决策系统,可提供生态航线规划、费用优化、成本管控等功能;平台内置的大语言模型智能航运助手,还支持资料检索、智能问答与辅助决策服务。从船端到岸基,从安全管控到智能决策,该平台有效打通了全链路业务流程,为航运企业的智能化升级打造了可复制、可推广的应用示范样板。

人机共生 精益求精让AI更懂行

今年3月,浙江省海港集团、宁波舟山港集团迎来了一位特殊的“新员工”——工号为AI0001的AI测试工程师。这位由集团自主研发的人工智能,被纳入企业正式组织体系,专门面向集装箱码头业务系统测试场景,可独立完成业务案例执行、数据采集、过程记录、异常识别、自动生成测试报告等工作,并与人类工程师高效协同。

人工智能之所以“能”,是因为背后站着千万个能人。“AI时代,大模型还是需要学习人的经验,尤其是我们劳模工匠长期在一线实践中所积累的技能,劳模精神、劳动精神、工匠精神依然是非常需要坚守的职业精神。”全国劳动模范、大国工匠、宁波舟山港桥吊司机竺士杰正在尝试把自己的操作经验“喂”给AI,但他发现桥吊操作的工况很复杂,人类凭借丰富经验才能做到的精妙感知。让AI变得更聪明,要怀揣精益求精、争创一流的态度来训练它。

而这正是我国港口在智能化浪潮中最深层的底气——技术可以迭代,算法可以优化,但那些用几十年汗水凝成的经验、判断和直觉,是人工智能最珍贵的“教材”。自动化码头每一次精准操作的背后,都离不开每一位将毕生经验倾囊相授的领路人。

从东海之滨到渤海湾畔,匠心传承的故事在各大港口接力上演。在青岛港,从“跟跑”到“领跑”,“连钢创新团队”的步伐从未停歇。团队带头人张连钢的手机里存着港口规划蓝图,他这样描绘下一步的方向:“我们正在谋划多项技术创新:一是推动人工智能等新质生产力加速‘开花结果’;二是做好新一代智能高效、绿色、轻量化港机装卸设备等原始底层创新;三是构建新一代智慧绿色港口。”从攻坚关键核心技术一路走来,他们的目光已经投向了更远的未来——用匠心,驱动下一代人工智能。

在河北港口集团曹妃甸港,大国工匠、码头高级工程师宋涛依托多年积累的海量生产实用数据,带领团队创新研发出“堆取料机自动化系统”等成果。在这位“老码头”看来,智慧化不是简单地“机器换人”,而是“人机共生”——机器做重复劳动,人做创造性判断。在他的带动下,一批年轻技术骨干快速成长,成为让人工智能更好融入智慧港口建设的中坚力量。

这些经验丰富的老师傅们,把自己几十年练就的手感、判断和应急经验,一点点转化为大模型可以学习的训练数据。这就是AI时代的匠心。当人工智能与这份匠心相遇,技术便有了温度,智慧便有了根基。

这样的匠心,正在被看见、被珍视、被接力。在2025年9月举行的智慧港口大会上,中国港口协会联合国内主要港口集团、科研院所及科技企业共同签署《“人工智能+港口”合作备忘录》,围绕共建创新平台、沉淀共性能力、培育共赢生态、共育人才梯队四大方向展开合作,并明确建立中小港口智能化改造帮扶机制。

正如《关于“人工智能+交通运输”的实施意见》所擘画的愿景——到2030年,人工智能深度融入交通运输行业,智能综合立体交通网全面推进。这场以AI为引擎、以匠心为根基的变革,让一个个智慧港口正在万里海疆拔地而起,为全球港口智能化转型贡献更多中国方案。


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