引言——问题是提出

　　国际上，现代港口如图1已向第四代港口演进。现代港口作为全球综合运输网络的节点，其功能也更加广泛，正朝着全方位的增值服务方向发展，成为商品流、资金流、技术流、信息流与人才流汇聚、环保、智能、宜居的共生社区。在21世纪科学发展和物联网环境下，将进一步向第五代绿色、低碳、联营、虚拟港口进化，港口分代进化阶段史的下一个演进阶段是否应该是“物联网港口阶段”。

图1港口分代进化阶段史

　　世界港口经历了第一代港口到第四代港口的发展已成共识（第四代港口是向物流与供应链服务转型和建设航运中心及数字物流港，四代港口的划分与概念不在这里一一赘述），目前，“智慧港口”和“大港口”时代是下一代港口的发展趋势。近来，有人提出关于第五代港口的划分、概念和发展模式的设想，一种观点是从航运中心——组合港——港口联盟的演进模式，另一种观念是科学发展，建设绿色环保、节能低碳港口发展模式，还有提出核心大港口——+内陆虚拟无水港模式的。对第五代港口的提法，也有人持怀疑态度和反对意见，国际上第四代港口发展还没有完全成熟，我国大多数港口还处在第三代、少数向第四代转型的发展阶段，又提出第五代港口的概念，与第四代港口有什么本质区别和划时代意义？

　　笔者经过多年港口物流信息化的积累与研究，提出了基于物联网技术平台的第五代港口的发展模式，即“物联网港口”的概念，或所谓“智能物联港”，就是以物联网平台进一步整合港口资源，打造综合物流枢纽港与航运透明供应链，从而实现港口联盟、绿色环保、节能低碳港口等理念和发展模式，试图把这几个不同的观点综合起来，整合创新，提出统一的第五代港口概念和发展模式，并给出物联网港口信息平台的体系结构框架模型。借航运发展研究院《航运》这个平台，以期抛砖引玉，引起更广泛的讨论，更深入的研究。

　　港口作为航运物流产业链条的重要组成部分，在贸易和航运中发挥着举足轻重的作用，是建设现代物流服务系统必须要着力打造的一环。港口成长状况和在物流产业中扮演的角色很大程度上体现了一个国家的物流发展水平。港口的国际化、信息化、电子化建设是实现港口核心竞争力的重要手段，也是降低成本、提高效率的关键。目前中国港口国际化和信息化的整体水平与发达国家还存在较大的差距，很大程度上影响了港口在航运物流体系中核心作用的发挥，这也很大程度上制约了港口自身和航运物流产业的发展。加快中国港口国际化和信息化水平，提高物流服务效率，提升中国在国际贸易中的核心竞争力是当务之急。

　　1第五代物联网智慧港口设想

　　1.1物联网与港口信息化提升
　　
　　电子商务是通过计算机实现人与人的沟通，物联网是将物品连到网上，使物体能够“说话”，从而实现物与物沟通，人与物沟通，以人为本，掌控物流。借助RFID射频识别技术，无线数据通信等技术，通过将物品进行标识，实时监控物品的运载情况，物联网技术的发展能够实现供应链系统的全程信息化。引进先进的物联网技术并对现有供应链上企业单位的管理信息系统进行升级将逐渐成为一种趋势。而港口作为供应链上一个重要的运输枢纽结点，信息化管理的升级显得尤为重要。

　　物联网技术实现了位于两个甚至多个地理位置的港口之间进行有效的沟通，对货物、设备等进行有效管理。物品不仅可标识，而且可在任何时间和地点被实时监控。基于数据平台上的信息流，建立港际系统互联，使信息被完整、定向、快捷地传递到相关港口的管理信息系统中，再通过计算机的数据处理功能进行相关资源的调度。

　　基于物联网技术的港口管理信息系统升级，不仅能提高港口本身作业效率，降低经营成本，发挥预测与调度优化职能，提高自身竞争力；更能吸引更多的相关方加入到物联网港口平台上，发挥集群优势，抢占供应链份额，在激烈的市场竞争中最大程度地降低物流成本，取得更高的收益和利润。

　　1.2物联网港口概念与模式的提出

　　笔者跟踪研究了港口发展态势，综合上述观点、结合物联网技术，提出物联网港口概念及其第五代港口发展模式。除了目前的港口装备技术改造、节能减排，实施绿色港口战略和措施，未来进一步降低港口物流成本、降低碳排放量，需要通过信息化管理、智能化挖潜，建立港口航运透明化供应链，信息化和智能化是必由之路，是唯一途径。

　　物联网港口是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、传感器器等信息识别与采集技术设备，按不同的协议，把任何港口设备、运输工具、物流对象物与港口内部网络及互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现港口物流智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种基于物联网平台的信息化智慧港口。物联网港口不仅是一种新的信息技术和解决方案，而且更是一种新的理念和发展模式。

　　物联网港口IOP（TheInternet+ofPort）就是利用物联网感知、互联和智慧的技术特征，使港口装备、船货信息以及港口物流的各种资源和各个参与方更广泛的互联互通，更快速透彻的感知，更敏捷深度的智能，从而破解港口物流信息化的瓶颈。

　　1.3物联网智慧港口规划建设的体系架构

　　物联网港口体系结构与物联网一样，一般可以分为前端传感层、网络通信层、数据中心层和应用服务层。如图2所示。

图2物联网智慧港口规划建设的体系架构

　　2智能港口技术与发展

　　智能港口是利用商务智能、物流仿真优化等智能化技术，将港口的信息化管理水平提升到智能决策支持、资源配置与作业调度优化的最高层次。

　　智能港口物流网建设的主要内容智能物流网综合使用无线传感器网络、RFID、移动通信及带通信等技术，并在港口物流链中进行集成创新研究。集中建设智能闸口管理系统、集装箱码头操作系统，散杂货码头营运管理系统、智能堆场通信及定位系统、电子车牌电子驾照系统、货物配送信息采集系统（包括GIS技术）等一整套港口物流信息平台。

　　智能港口系统是将互联网技术(WEB)、全球定位系统(GPS)、移动通信技术(GMS)、无线通讯技术(WAP)、地理信息系统(GIS)、元线射频识别技术(RFID)、实时监控系统(AIS)、自动化装卸设备、物流搬运机器人(AGV)等先进的信息技术和自动化技术综合应用于整个港口物流作业、运输服务及港口管理等各个方面，建立一种在港口服务范围内全方位发挥作用的，实时、准确、高效、优质的港口物流服务体系。

　　自1994年第一次智能交通系统世界大会提出智能交通系统(ITS)概念以来，港口作为社会交通大系统的一个重要组成部分，智能港口系统研究得到了普遍关注并取得很大进展。2004年韩国政府开始在韩国港口实施“智能集装箱”项目，埃及新杜姆亚特港2004年底宣布已经建成地中海沿岸第一个智能港口。

　　我国智能港口系统研究目前才刚起步，但已经得到政府和港口企业的普遍重视，交通部在2005年制定出台的《公路水路交通科技发展战略》中已经将智能港口系统作为未来智能化数字交通管理技术主要研究方向，有关科研机构已经开始了智能港口系统研究天津、上海、深圳等国内主要港口也已开始进行智能港口系统规划。目前，国内主要港口已经实现了港口集装箱作业从空箱、装箱、卡车运输、堆场位置到报关、起吊、装船的全程实时监控和即时历史数据查询等，但还存在着诸多问题。

　　3我国港口物联网研究发展与应用情况

　　3.1港口物联网研究发展与应用根据合作情况

　　随着EPC/RFID、无线传感网络等物联网核心技术的研发与应用，美国、欧洲鹿特丹港和汉堡港、新加坡、日本的一些港口20世纪末，21世纪初，陆续实现了智能化港口、集装箱码头，2007年——2008年日本野村综研成功实验基于EPC(电子产品代码)的亚洲、美洲港口之间RFID港口航运集装箱物流跟踪项目。

　　跨国供应链和国际物流上存在多种多样的各相关方，相关各方存在这多种多样的信息获取需求，如图3所示。

图3国际物流各相关方多种多样的信息获取需求

　　针对上述问题，中日韩三国运输和物流部长签署合作备忘录，联合声明成立东北亚物流信息服务网络（NEAL-NET）合作机制。合作机制旨在实现三国物流信息系统的互联互通。网络是国际性的、非盈利的物流信息互联、交换和共享技术交流与应用合作机制。其主要目标是促进东北亚各国间物流信息平台互联互通，实现物流信息交换和资源共享。统一物流信息交换基础标准，实现大规模联网推广应用。

　　该项目实现中日韩三国物流信息平台的互联互通，通过物流业务数据的转换和流转，成为联接三国的信息纽带和桥梁，从而有效促进三国物流资源的整合，推动东北亚区域物流一体化发展。2010年12月2日-3日在杭州举办了中日韩运输及物流发展论坛，三方就东北亚物流信息服务网络NEAL-NET建设项目技术方案进行了研讨、交流，成立了第一届理事会，签署了合作备忘录。宁波港作为此次中日韩项目的试点单位，将配合省电子口岸Logink平台，提供港区作业的相关信息，实现集装箱进出门、装卸船数据的信息共享，实现物流链端点到端点可视化管理。港口物联网应用了国际合作已经展开。

　　3.2我国港口物联网研究发展应用情况

　　继2008年上海港抱起帆团队成功实施RFID两个港口间集装箱航运物流跟踪实验项目，江苏无锡江阴港、连云港、浙江宁波、山东青岛、辽宁大连、深圳盐田港、广东虎门等相继提出建设港口物联网或智能港口项目规划并陆续实施示范工程。

　　2010年8月，无锡港口物联网平台落户临港新城。由江阴软件园、南京大学江阴信息技术研究院和江阴港港口集团联合承担的“港口物联网支撑技术与平台研究”项目获江苏省立项，这是全省首个以港口物联网为背景的产学研前瞻性联合创新项目，也是全国首家整合物流和物联网技术的专业化应用平台。该项目将为江阴临港新城打造千亿级现代物流产业集群提供物联网与物流技术平台。

　　江阴港在南京大学信息技术研究院支持下，成功引入国内首个智能绿色港口物联网技术平台。该平台以现代物流为背景，以港口物流为主线，以国内外物流业务运营与管理为研究内容，港口物联网组网控制软件、港口设备运行状态监控系统等多项技术获得自主知识产权认证。

　　2010年8月25日,上海国际港务集团、中国国际海运网与西安国际港务区共同签订了三方合作的联合打造西安国际港务区物联信息港战略框架协议。依据协议，上海国际港务集团、中国国际海运网和西安国际港务区将发挥各自的优势、整合行业资源，将西安国际港务区打造成为中国内陆物联信息港示范区——这标志着西安国际港务区长期以来进行的信息化战略进入实施阶段，同时标志着西部地区拉开了跨入“物联网时代”的历史大幕。西安市副市长、国际港务区管委会主任韩松说：“国际陆港将通过整合公路、铁路、航空运输平台的信息资源，通过与沿海、沿边口岸、港口合作，构建信息数据系统，推动物联网技术的研发与应用，用信息技术提升西安服务业发展水平”。

　　2010年11月，野村综研(上海)咨询有限公司、NEC(中国)有限公司、大连港集团有限公司就大连港口现代化工程与大连市政府签署了备忘录，备忘录称以上四方将共同探讨通过物联网这一信息通信技术，建设大连的港口基础系统，从而实现数字物流港战略。

　　从上面这些我国港口物联网的规划、研究、发展、应用情况来看，出发点是物联网在港口物流中的应用，明显停留在港口物流信息化、智能化的层面，当作一个港口信息化水平的提升和基础设施的改造项目，并没有完全抓住物联网港口的本质，对物联网对港口发展模式产生的影响或无意识，或认识比较模糊。由于篇幅所限，以上具体情况不一一赘述，可以查阅相关资讯。

　　4总结建议与未来展望

　　4.1核心观点总结

　　综上所述，本文提出的物联网港口概念与第五代港口发展模式，旨在破解近来业界提出的“智慧港口”、“港口联盟”、节能环保、绿色低碳港口等第五代港口理念和发展模式理解与实现的难题，将这些概念统一整合在物联网港口下，便于今后的研究与发展。

　　概括起来，用最简洁的表达方法：

　　第五代物联网港口=大港口联盟+绿色低碳港口+港口物流+智能港口+虚拟无水港+港口物联网

　　或：第五代物联网港口∈｛大港口联盟，绿色低碳港口，港口物流，智能港口，虚拟无水港，港口物联网｝

　　正如基于互联网的电子商务不只是一种互联网技术，而是多种电子信息与网络通信技术的集成应用，本质上是一种创新的交易模式，可行与成功的关键是打破人们的时空间隔，降低交易成本，带来商业的便利。将互联网延伸并提升的物联网更不仅仅是一种新的、单一的网络信息技术，而是多种创新、核心信息技术的聚合，更重要的是一种创新的商业模式，可行与成功的关键是通过自动感知将实物联网并赋予智能。基于下一代互联网的物联网的物联网港口是一种技术+商业模式创新的港口物流服务模式，可行与成功的关键是可以将联营合作子母港模式、绿色、低碳“两型港口”模式、虚拟无水港模式第五代港口发展战略模式落地与实现。

　　物联网港口没有必要象建设实体码头、泊位一样，每个港口都重复开发物联网信息平台，建设数据中心。云计算是物联网的基石，通过建立物联网港口云计算数据中心，采用供应链服务提供商、第四方物流或SaaS/PaaS等商业模式提供港口物联网服务，特别是组合港、联营合作子母港模式，应该统一信息化标准，共享信息资源，通过物联网港口平台实现大港口联盟、绿色、低碳“两型港口”建设目标与第五代港口发展模式。

　　港口物联网技术服务和商业模式上采用云计算中心和SaaS/PaaS(软件即服务/平台即服务)的运营模式，通过公有云SaaS平台提供电子政务和公共信息交换第三方服务、基础设施服务及核心服务，通过私有云提供港口物流业务信息平台服务。

　　4.2物联网港口研发与创新应用技术路线与建设方案建议

　　4.2.1物联网港口研发与创新应用技术路线

　　·从港口物流信息化、口岸物流信公共息平台切入

　　·官产学研研结合（申报项目）

　　·建立联合开发应用研究所、实验室

　　·打造新一代物联网智慧港口理论研究

　　·物联网观念导入，提炼问题与课题

　　·物联网港口相关技术、标准的研究、实验与实践平台

　　·物联网港口应用展示平台（示范工程）

　　·物联网港口产品研发与推广平台

　　·提出物联网港口研究框架初步设想（建议）

　　·出台物联网港口研究报告蓝皮书与解决方案技术白皮书

　　4.2.2物联网港口与口岸试点示范工程建设方案建议

　　构建物联网港口并不会一蹴而就。正如李盛霖部长在走访中国工程院时所表示的，物联网既是实践问题也是理论问题，既涉及技术也涉及体制，理论研究和推广应用要同时进行、互相促进。随着物联网概念的逐渐普及推广，港口物联网时代就在我们眼前。

　　以枢纽港口为龙头，加强港口资源整合与合作，发展内陆无水港联盟，建立物联网港口与物联网口岸试点示范工程，建设方案具体的建议如下：

　　（1）充分发挥市场配置资源的作用，调动企业的积极性，从满足物流需求的实际出发，注重投资的经济效益。政府要为前期港口口岸物流网的建设投资，并为其发展营造良好的政策环境，扶持重点项目建设。

　　（2）物流网所用数据传输格式应当与口岸电子政务平台和港航电子商务平台保持一致，以实现数据共享，更好地为港口公用物流信息平台服务。

　　（3）要充分利用整合现有资源，例如，视频监控可利用口岸远程监控和计算机联网系统，口岸信息要充分利用海关H2000系统、国检CIQ2000系统等，并在此基础上逐步开展各类细分的应用项目。

　　（4）采取大港口、组合港、内陆无水港试点，然后逐步推广的方式。即首先让地方港口集团、物流仓储等大企业做试点工作，再联网运行，逐步推广。

　　总而言之，拟通过产学研联合实验室和示范工程的形式，将以物联网港口集装箱示范项目研发港口物流与港口装备物联网所涉及的各方面技术，其中重点解决物联网港口主要关键技术，并以此示范项目推进我国港口物流与港口物联网技术和信息化技术的发展，支持我国向第五代港口的进化与跨越发展。

　　4.3我国物联网港口未来展望

　　传统的观念认为，由于港口的属地性特征和岸线、水域资源的独占性，港口的核心竞争力是资源的不可再生性，地位的不可替代性。尽管从单一的到第四代港口发展过程中，每一代都有理念、功能的提升，技术、服务的换代，但是，都没有跳出一港独大的思维模式和以我为中心的发展战略定位。物联网环境下未来港口的发展规律是：突破地理和地域学限制，物联网将使港口无处不在，物联网港口是无处不在的港口，港口物流的触角和服务功能通过物联网可以延伸到港口以外的任何地方和供应链的任何环节。第五代物联网港口将“物联天下，大而无疆”。

　　物联网可以使港口向供应链的两头进一步纵深，更加灵活地扩大和促使港口间的横向整合，港口竞争模式从同质化和低水平重复向建立竞合关系和调整生产服务结构转变，港口生产力要素投入从人力资源、生产资料、设施设备向资本、科技、信息转变，港口物流发展模式和效益从投资建设驱动向经营管理驱动转变，港口物流服务水平提高从设施、技术驱动向智能信息服务驱动，从供应链的物流转运结点向供应链的控制枢纽转型，从航运中心向港口网络转型，服务功能从海港、河港、空港向内陆港转移、延伸，使由于地域、国家断裂的运输物流信息无缝连接，打造透明运输物流链。使物联网码头操作系统、港口信息平台、口岸信息平台、公共物流信息平台等大的“信息孤岛与结点”变成“信息海洋与大陆”，使港口物联网、口岸物联网、智能港口、物联信息港“一网打尽”。

　　从第四代与第五代港口的比较和物联网港口的内涵及发展模式出发，是否可以重新设计和部署我国的港口强国战略，通过物联网使我国港口的发展阶段和战略模式实现跨越式发展，从第三代“跨四迈五”，即跨越第四代港口，直接迈向第五代物联网港口，加快实现从港口大国向港口强国的发展目标。

　　我国物联网发展战略规划和物流信息化规划已经出台，其中，交通运输信息化是重点。在制定“十二五”规划中，交通运输部已经明确提出我国交通运输与港口发展模式转型，从资源消耗型、投资建设交通向服务型交通转型，将在交通运输与港口物流信息化方面加大倾斜，投入巨资。可见，下一代物联网港口的构建虽然不会一蹴而就，但就在眼前。第五代物联网智慧港口已经在向先知先觉者召唤，这是中国港口的又一次新机遇，争夺枢纽港、建设航运中心、竞争中寻求突破的港口应该科学规划，迎接挑战、找准定位，适时切入。

　　到目前为止，国内外研究物联网在港口中应用的文献资料和成果比较少，而且提法都是港口或口岸物联网。到截稿为止，关键词为物联网港口概念与发展模式的文献还没有检索到，是笔者首次这样提出，诚惶诚恐。由于位卑学浅，水平有限，定有不妥和未尽之处，还请专家、学者、同行不吝指教，共同商榷。