[00137009]集装箱码头智能集成调度系统关键技术创新及应用

进入21世纪,经过港口运输的海运量占全世界货运总量的80%以上。2003年中国集装箱港口的规模实力和吞吐量均跃居世界第一。2015年,全球十大集装箱港口中,中国港口占据七席,集装箱吞吐量占全球比重的69.53%;上海港连续十年集装箱吞吐量世界第一。由此可见,中国集装箱港口业已成为世界领先的行业。现代集装箱码头运营完全依靠其全局控制的集成调度系统,实施计划、指挥、组织和控制职能,实现提高服务水平、优化资源配置和降低能源消耗的三大目标。同时实现这三大目标是新时期集装箱码头管理与控制的重大挑战,也是港口企业提升国际竞争力和实现可持续发展的重中之重。 对于世界级大型及超大型集装箱港口,集装箱码头管理优化最复杂的问题是多码头资源整合配置和协同调度的智能化;对于单个码头,通过智能优化方法和历史数据分析进行集成调度,实现“效率——能耗——成本”实时的全过程管理与控制是集装箱码头管理的前沿问题;对于码头内的核心资源——堆场,目前中国集装箱码头90%以上使用“岸桥——集卡——轮胎吊”系统,由于轮胎吊设备陈旧和司机严重短缺,亟待大规模自动化改造,由此而产生的集装箱码头堆场智能集成调度优化成为热点和难点问题。 本项目在国家自然科学基金项目、上海市科委重点项目、交通运输部项目等支持下,上海海勃物流软件有限公司与上海海事大学经过10多年的研究积累,联合上海冠东国际集装箱码头有限公司研制了集装箱码头智能集成调度系统,在集装箱码头调度领域实现了研究和应用上的重大突破。围绕智能管理与控制集成系统核心关键技术,取得如下创新性成果： （1）提出了“集团级多码头资源智能化协同配置与调度”的创新技术与方法,攻克港口大数据处理和港口云计算平台构建等技术难关,实现了生产计划与实际作业的实时交互和无缝整合,解决了整体港口供应链最优和港口效益最大化之间的综合平衡问题。采用该方法,成功建成了一定规模的集团和港口联盟协同调度和资源配置平台系统,能够满足世界级大型和超大型港口集团及客户的运营和管理需求。 （2）提出了“基于大数据的集装箱码头全局集成调度”的创新技术与方法,解决了“效率-能耗-成本”全过程管理与控制问题。实现了利用历史大数据优化码头一体化的生产运作,在效率、能耗、成本三者精准可控的情况下安排生产计划,并实时进行调度决策。属于国际领先水平。采用该方法,成功完成世界集装箱第一大港的装卸任务。 （3）提出了“集装箱码头堆场智能集成调度管理”的创新技术与方法,解决了堆场管理与控制由人工决策转向自动化决策的问题。使中国集装箱码头堆场改造成为可能,并同时实现了堆场空间利用率提升、可靠性提升、效率提高、安全性提高和能耗下降的管理目标。属于国际领先水平。采用该方法,已成功为国内多个集装箱码头的堆场改造提供管理和控制系统。 经鉴定,总体技术达到国内领先,在关键技术上达到国际先进,填补了我国集装箱码头智能集成调度系统领域的空白。 本项目是企业与高校自主设计和开发、拥有完全自主知识产权的重大集成创新项目,是当前中国最好、最专业的的集装箱码头管理系统。成果已应用于当前上海港所有专业集装箱码头,支撑起3700万TEU/年吞吐量,连续十年吞吐量世界第一的上海港,同时在全国多家集装箱码头使用,合并吞吐量逾5500万TEU/年吞吐量,约占全国港口年集装箱吞吐量的40%。码头纯软件销售收入自2013年至2015年超过5000万元。