摘要：近来，受夏季货运旺季、气候变化等各种因素影响，欧洲各地港口面临严重拥堵。安特卫普-布鲁日港首席执行官Jacques Vandermeiren表示，由于等待时间增加和供应链中断，比利时码头运营商、运输公司和内陆航运公司损失惨重。安特卫普港船舶平均等待时间从3月底
本刊记者 王思佳
近来，受夏季货运旺季、气候变化等各种因素影响，欧洲各地港口面临严重拥堵。安特卫普-布鲁日港首席执行官Jacques Vandermeiren表示，由于等待时间增加和供应链中断，比利时码头运营商、运输公司和内陆航运公司损失惨重。安特卫普港船舶平均等待时间从3月底的32小时增加到5月中旬的44小时，增幅达37%。显然，港口亟需找出应对方案，以解决拥堵这一棘手难题。
数字钥匙
港口正成为全球供应链的“时间黑洞”。船舶被迫锚泊等待，集装箱船周班制被打乱，空箱回流延迟、运价陡涨接踵而至 ；船舶怠速燃烧产生的额外排放直接吞噬行业减排成果。更危险的是，拥堵令供应链脆弱性骤增，一旦罢工、疫情、地缘冲突等“黑天鹅”叠加，美西、北欧等枢纽港的排队船舶可在数小时内突破百艘，把局部拥堵放大成全球延迟的多米诺。显然，港口拥堵已从运营痛点升级为系统性风险，行业亟需一把数字钥匙，解开这把越拧越紧的“时空之锁”。
美国加利福尼亚大学圣巴巴拉分校（UCSB）的最新研究报告显示，航运业正在采用多样化的策略来实现其脱碳目标，然而像传统的“先到先得”的港口到达系统这样的低效率系统，鼓励竞相抵达港口在海上等待，尽管对排放有重大影响，但实际问题在很大程度上仍未得到解决。
针对此，UCSB提出了新的数字排队系统。该系统通过改变传统船舶在港口“先到先得”的排队模式为预约模式，从而有效减少海运业的碳排放。具体而言，该系统不再依据船舶抵达港口的时间来分配泊位，而是根据船舶离开上一个港口的时间预先设定排队顺序。简单来说，船舶不再需要为了抢占泊位而争分夺秒地驶往港口和在近海等待，而是可以在整个航程中以更慢、更省油的速度航行。据UCSB的研究人员称，采用新的数字系统帮助远洋集装箱船在繁忙港口排队卸货，可以减少16% ～ 24%的温室气体（GHG）排放。
此外，UCSB的研究人员还表示，该系统除了能解决港口拥堵问题，还可能带来减少二氧化碳排放的额外好处。除此之外，该系统还意外获得了一份环保收获，由于船舶航速降低，显著减少了与濒危鲸的致命碰撞。
引进任何新的解决方案或者技术升级都绕不开成本考量。据介绍，新系统由南加州海事交易所和阿拉斯加海事交易所合作开发，为全球港口提供了一个低成本、可快速实施的模式。与成本高昂的技术升级不同，世界上最繁忙之一的港口曾在一个月内就推出了这一运营变革。
显然，新的系统是从运营模式入手，解决了传统“先到先得”低效且高污染的行业发展痛点，不仅为行业绿色转型提供了新思路，还节省了成本。
UCSB还表示，新的数字排队系统比较容易便可整合进各港口的数字化转型计划中。“在港口和物流公司已经开始实施的更广泛的技术和数字转型计划中，整合数字排队系统是一个直接的成功案例，它提供了一个易于实施的解决方案，随着港口现代化和简化运营以减少排放，该解决方案可以在全球范围内推广。”
该最新研究的合作方包括UCSB及该校海洋科学实验室、美国国家海洋和大气管理局、加州海洋保护区基金会、阿拉斯加和南加州海洋交流中心、全球渔业观察组织、海峡群岛国家海洋保护区、阿拉斯加海洋交易所、南加州海洋交易所以及全球渔业观察组织。
独木难支
众所周知，解决港口拥堵问题以及推动港口脱碳进程，无法仅仅依靠单一的“数字钥匙”来实现。唯有采用“多钥同启”的方式，才能成功开启那扇通往港口高效且绿色发展之路的大门。
历经多年的探索与实践，当前部分港口在智能化领域的探索已取得初步成效，例如自主靠离泊、自动化装卸以及人工智能（AI）调度等技术均已投入应用。不过，在持续推进发展的进程中，依旧面临着诸多挑战。
近日，一项最新的研究发现，尽管数字工具和自动化技术的利用率在不断提高，但港口在实现有效数据连接、自动化方面仍面临着一些挑战。尤其是那些以精干团队管理复杂业务的港口和团队规模较小的港口而言。
这项全球性调查由综合港口操作系统（TOS）的全方位服务提供商Tideworks Technology与国际港口技术协会（PTI）合作开展，共对121位专业人士进行了访问调查，涉及集装箱、散货和滚装/滚卸等各类港口，年吞吐量从不足 10万TEU到超过500万TEU不等。
该研究发现，人工智能成为大型港口的首要技术重点，而各种规模的港口都将设备和资产利用率列为改善运营的两个主要重点领域。
第一，堆场优化是重中之重。74%的货运站致力于减少非生产性运输，最大限度地利用设备。堆场空间仍然是一个制约因素，66%的人认为这是他们面临的首要挑战。第二，流程自动化领先、设备落后。58%的受访者将流程自动化列为他们的优先技术项目，使其成为该类别中的首要项目。设备自动化的优先级较低，以35%的比例排在第五位。第三，有限的连接性阻碍了实时洞察力。86%的受访者使用港口操作系统（TOS）和计划工具，但只有30%的受访者利用实时分析。数据共享也是一个障碍——53%的受访者面临内部集成挑战，46%的受访者面临外部挑战。此外，近一半（45%）的受访者认为缺乏实时可视性。第四，对人工智能的兴趣与日俱增，但数据基础必须改善。在大型港口（100 万 TEU 以上）中，64%的港口优先考虑人工智能，而全部港口的这一比例为43%。然而，58%的港口仍依赖人工数据操作，这表明在先进技术带来真正价值之前，需要更干净、更易获取的数据。
研究结果强调了连接性更强的实时系统能够为航站楼运营带来的最大影响。该研究指出，运营商正在寻找易于使用、适应其需求并适合日常港口的连接系统。Tideworks Technology总裁Thomas J. Rucker 表示 ：“我们看到港口进行了大胆的技术投资，但下一步是确保各系统协同工作。现在需要的是更智能的连接，将港口内外各系统的数据无缝连接起来。”
典型案例
随着航运业对数字化、智能化应用的持续深入，已经有一些港口开始试点数字系统，以解决船舶港口拥堵问题和排放问题。
在亚洲，比较有代表性的是上海港和新加坡港。作为全球最大的集装箱港口，上海港针对港口拥堵与排放两大痛点，给出了“数字治堵+绿色减排”的闭环样本，其集成应用5G、人工智能、大数据等技术，自主研发智能营运管控系统和新一代低碳智能港口装备等。上海港的洋山深水港四期码头是全球最大的自动化集装箱码头，其自动化设备和系统能够高效地完成集装箱的装卸、运输和堆存等作业。此外，借助VR、数字孪生等新技术与新手段，上港集团推出了“智慧港口生产智慧数字化平台”，利用该平台可实时了解上海港各码头的作业情况，提前了解船舶堵在海外港口的情况，以及集中抵达上海港的情况，统筹调配港口资源，避免各码头忙闲不均的情况，进一步释放吞吐能力，保障全球产业链、供应链畅通。数据显示，2024年，洋山深水港平均缩短船舶待泊时间达2～6小时不等，码头利用率提高超10%。除了上海港外，还有青岛港等多个中国港口都进行了智能化探索与应用。新加坡港,全球最繁忙的转运港之一，其数字化建设包括智能调度系统、电子数据交换平台等，能够实现船舶的快速靠泊和货物的高效转运。新加坡港的数字孪生平台把船舶自动识别系统（AIS）、传感器、堆场数据实时融合，提前6小时预测泊位和交通热点，并同步推送给拖轮、引航和闸口调度，有效减少了船舶等待时间和排放。
在欧洲，比较有代表性的是鹿特丹港和安特卫普-布鲁日港。鹿特丹港利用数字孪生技术创建了港口的虚拟副本，可实时监测港口运行情况，优化资源配置和船舶交通流。例如，其AI智能调度系统PortXchange平台可预测船舶到港时间，优化靠泊顺序，以减少拥堵。安特卫普-布鲁日港正以“零拥堵、零排放”为目标加速智能化，其开发的“APICA”数字孪生平台，实时整合AIS船位、潮汐与气象数据，可提前12小时预测船舶到达时间并动态分配泊位，使平均等泊时间得以有效降低。此外，安特卫普港使用自动化无人机来防止油污染，及时检测船只的油污泄漏。
在北美，比较有代表性的是洛杉矶港和休斯顿港。洛杉矶港正用“数字排队 + 零排放”双引擎破解拥堵与污染。洛杉矶港采用了数字孪生技术来实时监控船舶动态、货物流动和基础设施性能。其数字排队系统让船舶可提前锁定到港时段，有效减少船舶等待时间及排放。美国墨西哥湾最大集装箱港休斯顿港通过透明的信息交换来提高运营效率，优化了港口各利益相关方之间的流程，以“实时可视 + 零排放”技术双轮破解拥堵与污染。其数字孪生平台整合AIS、潮水与气象数据，提前向船舶推送预计到达时间并动态分配泊位，使平均锚泊时间得以大幅压缩，海上怠速排放下降28%。此外，港区部署了超过100台SmartMap/SmartStackRTG，5G+边缘计算实时更新集装箱位置与路径，有效提升运行效率和降低排放。
来源：中国船检