引言——問題是提出

　　國際上，現代港口如圖1已向第四代港口演進。現代港口作為全球綜合運輸網絡的節點，其功能也更加廣泛，正朝著全方位的增值服務方向發展，成為商品流、資金流、技術流、信息流與人才流匯聚、環保、智能、宜居的共生社區。在21世紀科學發展和物聯網環境下，將進一步向第五代綠色、低碳、聯營、虛擬港口進化，港口分代進化階段史的下一個演進階段是否應該是“物聯網港口階段”。

圖1港口分代進化階段史

　　世界港口經歷了第一代港口到第四代港口的發展已成共識（第四代港口是向物流與供應鏈服務轉型和建設航運中心及數字物流港，四代港口的劃分與概念不在這里一一贅述），目前，“智慧港口”和“大港口”時代是下一代港口的發展趨勢。近來，有人提出關于第五代港口的劃分、概念和發展模式的設想，一種觀點是從航運中心——組合港——港口聯盟的演進模式，另一種觀念是科學發展，建設綠色環保、節能低碳港口發展模式，還有提出核心大港口——+內陸虛擬無水港模式的。對第五代港口的提法，也有人持懷疑態度和反對意見，國際上第四代港口發展還沒有完全成熟，我國大多數港口還處在第三代、少數向第四代轉型的發展階段，又提出第五代港口的概念，與第四代港口有什么本質區別和劃時代意義？

　　筆者經過多年港口物流信息化的積累與研究，提出了基于物聯網技術平臺的第五代港口的發展模式，即“物聯網港口”的概念，或所謂“智能物聯港”，就是以物聯網平臺進一步整合港口資源，打造綜合物流樞紐港與航運透明供應鏈，從而實現港口聯盟、綠色環保、節能低碳港口等理念和發展模式，試圖把這幾個不同的觀點綜合起來，整合創新，提出統一的第五代港口概念和發展模式，并給出物聯網港口信息平臺的體系結構框架模型。借航運發展研究院《航運》這個平臺，以期拋磚引玉，引起更廣泛的討論，更深入的研究。

　　港口作為航運物流產業鏈條的重要組成部分，在貿易和航運中發揮著舉足輕重的作用，是建設現代物流服務系統必須要著力打造的一環。港口成長狀況和在物流產業中扮演的角色很大程度上體現了一個國家的物流發展水平。港口的國際化、信息化、電子化建設是實現港口核心競爭力的重要手段，也是降低成本、提高效率的關鍵。目前中國港口國際化和信息化的整體水平與發達國家還存在較大的差距，很大程度上影響了港口在航運物流體系中核心作用的發揮，這也很大程度上制約了港口自身和航運物流產業的發展。加快中國港口國際化和信息化水平，提高物流服務效率，提升中國在國際貿易中的核心競爭力是當務之急。

　　1第五代物聯網智慧港口設想

　　1.1物聯網與港口信息化提升
　　
　　電子商務是通過計算機實現人與人的溝通，物聯網是將物品連到網上，使物體能夠“說話”，從而實現物與物溝通，人與物溝通，以人為本，掌控物流。借助RFID射頻識別技術，無線數據通信等技術，通過將物品進行標識，實時監控物品的運載情況，物聯網技術的發展能夠實現供應鏈系統的全程信息化。引進先進的物聯網技術并對現有供應鏈上企業單位的管理信息系統進行升級將逐漸成為一種趨勢。而港口作為供應鏈上一個重要的運輸樞紐結點，信息化管理的升級顯得尤為重要。

　　物聯網技術實現了位于兩個甚至多個地理位置的港口之間進行有效的溝通，對貨物、設備等進行有效管理。物品不僅可標識，而且可在任何時間和地點被實時監控。基于數據平臺上的信息流，建立港際系統互聯，使信息被完整、定向、快捷地傳遞到相關港口的管理信息系統中，再通過計算機的數據處理功能進行相關資源的調度。

　　基于物聯網技術的港口管理信息系統升級，不僅能提高港口本身作業效率，降低經營成本，發揮預測與調度優化職能，提高自身競爭力；更能吸引更多的相關方加入到物聯網港口平臺上，發揮集群優勢，搶占供應鏈份額，在激烈的市場競爭中最大程度地降低物流成本，取得更高的收益和利潤。

　　1.2物聯網港口概念與模式的提出

　　筆者跟蹤研究了港口發展態勢，綜合上述觀點、結合物聯網技術，提出物聯網港口概念及其第五代港口發展模式。除了目前的港口裝備技術改造、節能減排，實施綠色港口戰略和措施，未來進一步降低港口物流成本、降低碳排放量，需要通過信息化管理、智能化挖潛，建立港口航運透明化供應鏈，信息化和智能化是必由之路，是唯一途徑。

　　物聯網港口是通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、傳感器器等信息識別與采集技術設備，按不同的協議，把任何港口設備、運輸工具、物流對象物與港口內部網絡及互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現港口物流智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種基于物聯網平臺的信息化智慧港口。物聯網港口不僅是一種新的信息技術和解決方案，而且更是一種新的理念和發展模式。

　　物聯網港口IOP（TheInternet+ofPort）就是利用物聯網感知、互聯和智慧的技術特征，使港口裝備、船貨信息以及港口物流的各種資源和各個參與方更廣泛的互聯互通，更快速透徹的感知，更敏捷深度的智能，從而破解港口物流信息化的瓶頸。

　　1.3物聯網智慧港口規劃建設的體系架構

　　物聯網港口體系結構與物聯網一樣，一般可以分為前端傳感層、網絡通信層、數據中心層和應用服務層。如圖2所示。

圖2物聯網智慧港口規劃建設的體系架構

　　2智能港口技術與發展

　　智能港口是利用商務智能、物流仿真優化等智能化技術，將港口的信息化管理水平提升到智能決策支持、資源配置與作業調度優化的最高層次。

　　智能港口物流網建設的主要內容智能物流網綜合使用無線傳感器網絡、RFID、移動通信及帶通信等技術，并在港口物流鏈中進行集成創新研究。集中建設智能閘口管理系統、集裝箱碼頭操作系統，散雜貨碼頭營運管理系統、智能堆場通信及定位系統、電子車牌電子駕照系統、貨物配送信息采集系統（包括GIS技術）等一整套港口物流信息平臺。

　　智能港口系統是將互聯網技術(WEB)、全球定位系統(GPS)、移動通信技術(GMS)、無線通訊技術(WAP)、地理信息系統(GIS)、元線射頻識別技術(RFID)、實時監控系統(AIS)、自動化裝卸設備、物流搬運機器人(AGV)等先進的信息技術和自動化技術綜合應用于整個港口物流作業、運輸服務及港口管理等各個方面，建立一種在港口服務范圍內全方位發揮作用的，實時、準確、高效、優質的港口物流服務體系。

　　自1994年第一次智能交通系統世界大會提出智能交通系統(ITS)概念以來，港口作為社會交通大系統的一個重要組成部分，智能港口系統研究得到了普遍關注并取得很大進展。2004年韓國政府開始在韓國港口實施“智能集裝箱”項目，埃及新杜姆亞特港2004年底宣布已經建成地中海沿岸第一個智能港口。

　　我國智能港口系統研究目前才剛起步，但已經得到政府和港口企業的普遍重視，交通部在2005年制定出臺的《公路水路交通科技發展戰略》中已經將智能港口系統作為未來智能化數字交通管理技術主要研究方向，有關科研機構已經開始了智能港口系統研究天津、上海、深圳等國內主要港口也已開始進行智能港口系統規劃。目前，國內主要港口已經實現了港口集裝箱作業從空箱、裝箱、卡車運輸、堆場位置到報關、起吊、裝船的全程實時監控和即時歷史數據查詢等，但還存在著諸多問題。

　　3我國港口物聯網研究發展與應用情況

　　3.1港口物聯網研究發展與應用根據合作情況

　　隨著EPC/RFID、無線傳感網絡等物聯網核心技術的研發與應用，美國、歐洲鹿特丹港和漢堡港、新加坡、日本的一些港口20世紀末，21世紀初，陸續實現了智能化港口、集裝箱碼頭，2007年——2008年日本野村綜研成功實驗基于EPC(電子產品代碼)的亞洲、美洲港口之間RFID港口航運集裝箱物流跟蹤項目。

　　跨國供應鏈和國際物流上存在多種多樣的各相關方，相關各方存在這多種多樣的信息獲取需求，如圖3所示。

圖3國際物流各相關方多種多樣的信息獲取需求

　　針對上述問題，中日韓三國運輸和物流部長簽署合作備忘錄，聯合聲明成立東北亞物流信息服務網絡（NEAL-NET）合作機制。合作機制旨在實現三國物流信息系統的互聯互通。網絡是國際性的、非盈利的物流信息互聯、交換和共享技術交流與應用合作機制。其主要目標是促進東北亞各國間物流信息平臺互聯互通，實現物流信息交換和資源共享。統一物流信息交換基礎標準，實現大規模聯網推廣應用。

　　該項目實現中日韓三國物流信息平臺的互聯互通，通過物流業務數據的轉換和流轉，成為聯接三國的信息紐帶和橋梁，從而有效促進三國物流資源的整合，推動東北亞區域物流一體化發展。2010年12月2日-3日在杭州舉辦了中日韓運輸及物流發展論壇，三方就東北亞物流信息服務網絡NEAL-NET建設項目技術方案進行了研討、交流，成立了第一屆理事會，簽署了合作備忘錄。寧波港作為此次中日韓項目的試點單位，將配合省電子口岸Logink平臺，提供港區作業的相關信息，實現集裝箱進出門、裝卸船數據的信息共享，實現物流鏈端點到端點可視化管理。港口物聯網應用了國際合作已經展開。

　　3.2我國港口物聯網研究發展應用情況

　　繼2008年上海港抱起帆團隊成功實施RFID兩個港口間集裝箱航運物流跟蹤實驗項目，江蘇無錫江陰港、連云港、浙江寧波、山東青島、遼寧大連、深圳鹽田港、廣東虎門等相繼提出建設港口物聯網或智能港口項目規劃并陸續實施示范工程。

　　2010年8月，無錫港口物聯網平臺落戶臨港新城。由江陰軟件園、南京大學江陰信息技術研究院和江陰港港口集團聯合承擔的“港口物聯網支撐技術與平臺研究”項目獲江蘇省立項，這是全省首個以港口物聯網為背景的產學研前瞻性聯合創新項目，也是全國首家整合物流和物聯網技術的專業化應用平臺。該項目將為江陰臨港新城打造千億級現代物流產業集群提供物聯網與物流技術平臺。

　　江陰港在南京大學信息技術研究院支持下，成功引入國內首個智能綠色港口物聯網技術平臺。該平臺以現代物流為背景，以港口物流為主線，以國內外物流業務運營與管理為研究內容，港口物聯網組網控制軟件、港口設備運行狀態監控系統等多項技術獲得自主知識產權認證。

　　2010年8月25日,上海國際港務集團、中國國際海運網與西安國際港務區共同簽訂了三方合作的聯合打造西安國際港務區物聯信息港戰略框架協議。依據協議，上海國際港務集團、中國國際海運網和西安國際港務區將發揮各自的優勢、整合行業資源，將西安國際港務區打造成為中國內陸物聯信息港示范區——這標志著西安國際港務區長期以來進行的信息化戰略進入實施階段，同時標志著西部地區拉開了跨入“物聯網時代”的歷史大幕。西安市副市長、國際港務區管委會主任韓松說：“國際陸港將通過整合公路、鐵路、航空運輸平臺的信息資源，通過與沿海、沿邊口岸、港口合作，構建信息數據系統，推動物聯網技術的研發與應用，用信息技術提升西安服務業發展水平”。

　　2010年11月，野村綜研(上海)咨詢有限公司、NEC(中國)有限公司、大連港集團有限公司就大連港口現代化工程與大連市政府簽署了備忘錄，備忘錄稱以上四方將共同探討通過物聯網這一信息通信技術，建設大連的港口基礎系統，從而實現數字物流港戰略。

　　從上面這些我國港口物聯網的規劃、研究、發展、應用情況來看，出發點是物聯網在港口物流中的應用，明顯停留在港口物流信息化、智能化的層面，當作一個港口信息化水平的提升和基礎設施的改造項目，并沒有完全抓住物聯網港口的本質，對物聯網對港口發展模式產生的影響或無意識，或認識比較模糊。由于篇幅所限，以上具體情況不一一贅述，可以查閱相關資訊。

　　4總結建議與未來展望

　　4.1核心觀點總結

　　綜上所述，本文提出的物聯網港口概念與第五代港口發展模式，旨在破解近來業界提出的“智慧港口”、“港口聯盟”、節能環保、綠色低碳港口等第五代港口理念和發展模式理解與實現的難題，將這些概念統一整合在物聯網港口下，便于今后的研究與發展。

　　概括起來，用最簡潔的表達方法：

　　第五代物聯網港口=大港口聯盟+綠色低碳港口+港口物流+智能港口+虛擬無水港+港口物聯網

　　或：第五代物聯網港口∈｛大港口聯盟，綠色低碳港口，港口物流，智能港口，虛擬無水港，港口物聯網｝

　　正如基于互聯網的電子商務不只是一種互聯網技術，而是多種電子信息與網絡通信技術的集成應用，本質上是一種創新的交易模式，可行與成功的關鍵是打破人們的時空間隔，降低交易成本，帶來商業的便利。將互聯網延伸并提升的物聯網更不僅僅是一種新的、單一的網絡信息技術，而是多種創新、核心信息技術的聚合，更重要的是一種創新的商業模式，可行與成功的關鍵是通過自動感知將實物聯網并賦予智能。基于下一代互聯網的物聯網的物聯網港口是一種技術+商業模式創新的港口物流服務模式，可行與成功的關鍵是可以將聯營合作子母港模式、綠色、低碳“兩型港口”模式、虛擬無水港模式第五代港口發展戰略模式落地與實現。

　　物聯網港口沒有必要象建設實體碼頭、泊位一樣，每個港口都重復開發物聯網信息平臺，建設數據中心。云計算是物聯網的基石，通過建立物聯網港口云計算數據中心，采用供應鏈服務提供商、第四方物流或SaaS/PaaS等商業模式提供港口物聯網服務，特別是組合港、聯營合作子母港模式，應該統一信息化標準，共享信息資源，通過物聯網港口平臺實現大港口聯盟、綠色、低碳“兩型港口”建設目標與第五代港口發展模式。

　　港口物聯網技術服務和商業模式上采用云計算中心和SaaS/PaaS(軟件即服務/平臺即服務)的運營模式，通過公有云SaaS平臺提供電子政務和公共信息交換第三方服務、基礎設施服務及核心服務，通過私有云提供港口物流業務信息平臺服務。

　　4.2物聯網港口研發與創新應用技術路線與建設方案建議

　　4.2.1物聯網港口研發與創新應用技術路線

　　·從港口物流信息化、口岸物流信公共息平臺切入

　　·官產學研研結合（申報項目）

　　·建立聯合開發應用研究所、實驗室

　　·打造新一代物聯網智慧港口理論研究

　　·物聯網觀念導入，提煉問題與課題

　　·物聯網港口相關技術、標準的研究、實驗與實踐平臺

　　·物聯網港口應用展示平臺（示范工程）

　　·物聯網港口產品研發與推廣平臺

　　·提出物聯網港口研究框架初步設想（建議）

　　·出臺物聯網港口研究報告藍皮書與解決方案技術白皮書

　　4.2.2物聯網港口與口岸試點示范工程建設方案建議

　　構建物聯網港口并不會一蹴而就。正如李盛霖部長在走訪中國工程院時所表示的，物聯網既是實踐問題也是理論問題，既涉及技術也涉及體制，理論研究和推廣應用要同時進行、互相促進。隨著物聯網概念的逐漸普及推廣，港口物聯網時代就在我們眼前。

　　以樞紐港口為龍頭，加強港口資源整合與合作，發展內陸無水港聯盟，建立物聯網港口與物聯網口岸試點示范工程，建設方案具體的建議如下：

　　（1）充分發揮市場配置資源的作用，調動企業的積極性，從滿足物流需求的實際出發，注重投資的經濟效益。政府要為前期港口口岸物流網的建設投資，并為其發展營造良好的政策環境，扶持重點項目建設。

　　（2）物流網所用數據傳輸格式應當與口岸電子政務平臺和港航電子商務平臺保持一致，以實現數據共享，更好地為港口公用物流信息平臺服務。

　　（3）要充分利用整合現有資源，例如，視頻監控可利用口岸遠程監控和計算機聯網系統，口岸信息要充分利用海關H2000系統、國檢CIQ2000系統等，并在此基礎上逐步開展各類細分的應用項目。

　　（4）采取大港口、組合港、內陸無水港試點，然后逐步推廣的方式。即首先讓地方港口集團、物流倉儲等大企業做試點工作，再聯網運行，逐步推廣。

　　總而言之，擬通過產學研聯合實驗室和示范工程的形式，將以物聯網港口集裝箱示范項目研發港口物流與港口裝備物聯網所涉及的各方面技術，其中重點解決物聯網港口主要關鍵技術，并以此示范項目推進我國港口物流與港口物聯網技術和信息化技術的發展，支持我國向第五代港口的進化與跨越發展。

　　4.3我國物聯網港口未來展望

　　傳統的觀念認為，由于港口的屬地性特征和岸線、水域資源的獨占性，港口的核心競爭力是資源的不可再生性，地位的不可替代性。盡管從單一的到第四代港口發展過程中，每一代都有理念、功能的提升，技術、服務的換代，但是，都沒有跳出一港獨大的思維模式和以我為中心的發展戰略定位。物聯網環境下未來港口的發展規律是：突破地理和地域學限制，物聯網將使港口無處不在，物聯網港口是無處不在的港口，港口物流的觸角和服務功能通過物聯網可以延伸到港口以外的任何地方和供應鏈的任何環節。第五代物聯網港口將“物聯天下，大而無疆”。

　　物聯網可以使港口向供應鏈的兩頭進一步縱深，更加靈活地擴大和促使港口間的橫向整合，港口競爭模式從同質化和低水平重復向建立競合關系和調整生產服務結構轉變，港口生產力要素投入從人力資源、生產資料、設施設備向資本、科技、信息轉變，港口物流發展模式和效益從投資建設驅動向經營管理驅動轉變，港口物流服務水平提高從設施、技術驅動向智能信息服務驅動，從供應鏈的物流轉運結點向供應鏈的控制樞紐轉型，從航運中心向港口網絡轉型，服務功能從海港、河港、空港向內陸港轉移、延伸，使由于地域、國家斷裂的運輸物流信息無縫連接，打造透明運輸物流鏈。使物聯網碼頭操作系統、港口信息平臺、口岸信息平臺、公共物流信息平臺等大的“信息孤島與結點”變成“信息海洋與大陸”，使港口物聯網、口岸物聯網、智能港口、物聯信息港“一網打盡”。

　　從第四代與第五代港口的比較和物聯網港口的內涵及發展模式出發，是否可以重新設計和部署我國的港口強國戰略，通過物聯網使我國港口的發展階段和戰略模式實現跨越式發展，從第三代“跨四邁五”，即跨越第四代港口，直接邁向第五代物聯網港口，加快實現從港口大國向港口強國的發展目標。

　　我國物聯網發展戰略規劃和物流信息化規劃已經出臺，其中，交通運輸信息化是重點。在制定“十二五”規劃中，交通運輸部已經明確提出我國交通運輸與港口發展模式轉型，從資源消耗型、投資建設交通向服務型交通轉型，將在交通運輸與港口物流信息化方面加大傾斜，投入巨資。可見，下一代物聯網港口的構建雖然不會一蹴而就，但就在眼前。第五代物聯網智慧港口已經在向先知先覺者召喚，這是中國港口的又一次新機遇，爭奪樞紐港、建設航運中心、競爭中尋求突破的港口應該科學規劃，迎接挑戰、找準定位，適時切入。

　　到目前為止，國內外研究物聯網在港口中應用的文獻資料和成果比較少，而且提法都是港口或口岸物聯網。到截稿為止，關鍵詞為物聯網港口概念與發展模式的文獻還沒有檢索到，是筆者首次這樣提出，誠惶誠恐。由于位卑學淺，水平有限，定有不妥和未盡之處，還請專家、學者、同行不吝指教，共同商榷。