随着时间的流逝，在这个瞬息万变的世界中，几乎所有事物都陷入了无穷数据的算法之下。从在最近的大流行中变得越来越突出的医疗基础设施，到所有业务领域，列表每天都在增加。
端口也不例外。随着贸易路线和交通的蓬勃发展，商品和产品的更多交换，国家之间的战略发展以及不断增长的人口的不满足需求，港口和码头越来越成为繁忙的枢纽。
这意味着需要更多的人力，更多的管理费用，更多的空间和更多的购置，优质的基础设施，更少的停机时间，最重要的是，更高的效率。尽管可以通过增加收入和加强业务来实现大多数目标，但需要减轻这些场所满足日益增长的期望的压力，同时又不影响效率和质量标准。
这是自动化和数据发挥作用的地方。
智能端口是必不可少的基础设施，它利用自动化、服务集成、数字化和数据驱动技术充当专用于货物管理的端口，主要使用诸如物联网（IoT）、大数据、区块链技术、增强现实以及其他基于智能和数据科学的界面。智能名称本身就意味着端口的功能和集成的工作流程。
随着海上交通的不断增加，货物装卸频率的增加，在给定贸易路线上运行的船只数量的增加以及各种货物的移动，智能港口的做法对于增加人力、管理、控制和设备至关重要。
港口和码头基本基准
在强调智能港口的功能之前，让我们深入研究衡量港口/码头，港口或任何大型货物装卸设施的性能和可持续性的标准：
基础设施
毫无疑问，这是任何此类设施中最关键的决定因素。港口/码头的大小，迎合的货物量，可装卸货物的船只数量，以及使其能够在低停机时间保持无缝处理货物和物流的功能，这也赋予了港口/码头以极大的优势通过增加需求供应来扩展业务。
同样重要的是，不仅设备，而且所有这些设备处理大容量的能力也同样至关重要。拥有500吨杂物的港口总是比另一个拥有100或200吨的港口更具优势。
同样，与其他具有较低限制的集装箱码头相比，采取措施处理较大的TEU集装箱的集装箱码头具有很多优势。这些因素取决于过多的负责人，而成本则是首要因素。设施及其基础设施的整体能力与为其增加的投资具有简单的比例关系。
然而，这仅仅是不够的。对于成功运行的港口，追求在资源，更少的停机时间，质量标准以及最重要的是安全性方面的投资的有效利用。
交通
港口的交通有两种：外部的和内部的或联运的。竞争激烈的港口设施必须兼顾这两个方面，才能不受阻碍地提高效率。外部当然是与因进出货物而进出港口的船只有关的海上交通。多式联运是指与卡车，拖车，火车，马车和其他往返设施的本地化货物运输有关的交通。一个人的延迟会影响另一个人。同时，任何人的扩张效应也会损害整个基础架构的功能。
质量
像其他任何业务一样，质量保证也是基石之一。质量涉及广泛的方面，从正确，安全地处理货物，保持组件和设备的标准可加工性，清洁和卫生，货物的系统布置和积载等。需要严格遵守与ISO 9000部门有关的质量管理标准。
安全
这可能是这类基础结构中最基本的方面，涉及高风险和危害指数。定期对机械和设备，培训人员进行安全检查，提供充分且经过认证的防护措施以及传播对安全措施及其实施的认识是必不可少的。
在此之下，健康是另一个至关重要的因素，最近的大流行使主要港口在现在和将来都采取了更加紧急的措施。全球几乎所有主要港口和码头都在以无与伦比的水平上加快了考虑职业健康和安全的ISO 45000系列的要求。
位置与扩充
最后但并非最不重要的一点，这适用于任何形式的基础结构，而与上述所有条件无关。优化业务和扩展的合适位置以及其他因素，例如土地可用性，连通性，人口统计，经济，气候，地形等，一直是港口的长期追求。
一旦确定了该基准，则必须遵守包括上述内容在内的所有其他内容。根据可用性和需求，位置可能多种多样。海湾，河口，三角洲和内河港口是一些常见的种类。
安全
从表面上看，这可能与功能和净结果没有密切关系，但与这些设施的每个细节都有内在的联系。
安全范围涵盖从货运安全到人员和设备安全，当然还有系统，网络安全和数据（ISO 27000）的所有方面。在我们有关智能端口和技术的讨论的后续部分中，将对此方面进行更多的研究。
智能端口的重要性
如今，智能端口已经具备了直到几年前都可以梦想的所有端口。
列出所有上述基准，以在以下方面满足众多新需求：
1.市场和分布的结构和地理变化，运营的复杂性：随着业务机制和供求周期的变化以及其他支持因素的变化，港口需要提出长期解决方案来满足可持续性和扩展需求。一个典型的例子是，与东欧港口相比，西欧港口（如安特卫普，阿姆斯特丹等）的重要性日益提高。
2、全球化与市场自由化
3、国际贸易动态和物流链复杂性的增加。
4、市场竞争
5、安全问题
6、环境可持续性
直到1960年代，港口一直是装卸货的简单地点。在后来的几年中，它发展成为工业港口，既有生产目的，又有向海外流通的双重目的。这就要求该行业及其港口，港口形式的供应“分配盆地”需要更多的土地。如今，在第三代时代，港口已不再是陆地与海洋之间的连接点，而是更多。
这些可以被视为城市，供应链，人员，工业枢纽甚至其他港口之间的节点。这些主要是物流/供应链港口，在许多情况下，它们仍然是现代“智能港口”的前身。
由于在第三代中，全球物流和供应链港口必须在市场领导地位和市场可持续性方面发挥更大的催化作用，因此这些港口的地位必须与迅速发展的标准相称。
让我们简要地为这些所谓的“新一代”港口生态系统增加所有利益相关者和异常值。
图1：端口/终端的利益相关者
这给这些港口带来了新的挑战，这些挑战最终已成为，正在成为或尚未成为成为智能港口发展以及如何解决这些问题的潜在驱动因素。
Smart Ports在卓越方面的最大贡献是：连接性、监视和通信
港口物流链的复杂性
借助港口的物流和更广泛的供应链模型，它涵盖了各个级别的大量利益相关者。如上所述，在现代港口经济时代，港口在为整个物流业做出贡献方面发挥着广泛的作用，并在该地区的业务框架中占有很大份额，并与其他港口和经济体保持联络，以建立一个整体，更广泛的模式。
这就要求其利益相关者和各个层面的各个层次之间建立更加内在的联系和沟通。在基础架构中，基于集成技术的通信系统可用于多种用途。安装在设备，码头，泊位，桥梁上的传感器和反馈系统记录并传输实时的系统运行状况和运行状况数据。
在劳动成本非常高的几个国家中，就投资回报而言，这些结构健康监测系统非常经济。此外，这不仅可以实现更好的监视，还可以将每年的维护成本降至最低。
还监视货物装卸装置的性能，以更全面地了解其功效和生产率。因此，在现代港口中，物联网（IoT）在系统，人力，流程和设备之间进行广泛联网，全天候交换和吸收大量数据起着至关重要的作用。
汉堡港由于交通量大，减少污染和拥堵，在实施广泛的物联网方面一直是一个模范的画面，值得称赞。
我们越是谈论能力，越是没有。从射频识别读卡器（RFID）到识别集装箱和货物细节的计算机视觉应用（CVA），智能港口被赋予了广泛的技术，以获得更好的性能、更高的准确性、无缝管理和更少的停机时间。
智能港口的其他解决方案涉及超现代的4G和5G速度的更大的无线网络，射频远程数据通信，先进的协议等。
数据也许是这些智能端口中最具有催化作用的方面。随着数据在全球范围内对各种业务的影响迅速增长，这也成为端口数据革命的时代。在其生态系统的整个工作流程中，几乎所有数据都是由数据驱动的。
众所周知，当前的数据与自然资源一样有价值。无论基础结构和资源如何，丰富而细致的数据挖掘总是占上风。每个过程都受数据驱动措施的管辖。
如上所述，来自流程，工作流，系统和人力资源的数据不断地发布和传播。此外，这些已存储并且经常用于质量和开发措施，监视能源使用，简化和优化效率，改善安全措施，应对安全和网络安全威胁等。
需要重申的是，货物装卸以及对外和联运的管理都是智能港口的主要成就，需要数据分析和智能技术措施。
如前所述，拥有这些监测系统的货物处理设备吸收实时数据，有助于确保系统处于最高效率，以便在情况需要时以较少的停机时间处理增加的货物。任何差异或漏洞都会被立即传送。
西班牙的瓦伦西亚港在起重机、跨栏车、叉车、运输车、卡车等设备上安装了类似飞机的 "黑匣子 "功能，持续监测位置、操作能力、性能、工作量、状态甚至能源效率指数等信息，取得了里程碑式的成功。因此，这些不仅提高了性能，而且还使港口变得更加 "绿色"。
再次，关于交通，部署数据量的智能港口技术已经成功地证明了海运和多式联运交通的简化和优化（从港口/码头到交货和配送点，反之亦然）。这些已经缓解了拥堵、空闲时间、收入损失和折旧、污染甚至事故。
例如，新加坡港已使用数字化系统和交通监控系统在交通处理方面取得了重要的里程碑。同样，如前一部分所述，智能端口在质量控制，安全和保障，海关和收货等方面解决了巨大的问题。
大数据和区块链技术还广泛应用于各个方面，以处理与几乎几乎所有事物有关的大型数据湖。
如今，港口配备了专用于存储，分发，处理和管理所有这些实时数据中心的数据中心，并记录了数据的改进和流量效率的余地。
在这个方面下，另一个不可或缺的方面是安全性。违反敏感数据可能对每个人都有害。因此，这是网络安全高指标发挥作用的地方。为了解决这一紧迫的问题，智能港口已经开发了自己的智能和感知系统。
自动化
推动对智能端口技术的需求的另一个主要因素是对自动化的要求。随着货运和货物指数的提高，海上交通的增加，货物处理的折衷范围以及上述垂直连接本身，港口变得更加繁忙。
由于要遵循更多的业务流程，因此它们比以往需要更多的麻烦。此外，随着与更多利益相关者之间更大的相互联系，为整体，更广泛的贸易做出的贡献需要运营的更多方面。众所周知，在海运业中，时间就是金钱。需要在较短的停机时间内满足所有情况，而不会失败。这是自动化发挥催化作用的地方。机器人技术，用于工作流程的计算机算法，货运辅助的计算机辅助管理，以减轻传统方法的麻烦。
零散和货物装卸/运输系统已广泛用于自动化领域。自动导引车（AGV）是具有智能化传感器，激光检测和编码器形式的完全自动化的出行系统。
这些基于空间分配，安全积载和编组优化空间，安全约束和货物类型的智能算法，有助于在适当位置的装卸和运输过程中对货物进行适当的管理。智能船和集装箱也正在被大量使用，这有助于将即将来临的船只和港口整合在一起，简化交通并优化运营效率。
其他各种各样的自动化包括
1、根据现代人工智能和识别方法，生物识别技术等对安全性的要求和合规性，进入和关闭的大门。
2、基于需求，端口间交通和货物处理的基于运动的照明系统。当特定区域处于休眠状态或特定泊位或码头处于闲置或废弃状态时，这会加剧能量的浪费。通过部署此智能应用程序，瓦伦西亚港减少了多达80％的功耗开销！
3、在发生火灾，袭击或自然灾害等紧急情况下，提供智能预警和全自动灭 火器系统。
4、自动化的清洁，维护，污水处理，排水系统等。通常出于人力卫生的考虑，这些新一代港口采用了自动化的消毒剂或消毒系统，如今已成为全球大流行时期的重要组成部分。
图2：智能端口的基本功能
因此，智能端口本质上是数字和互连的基础架构，可在连接性和通信，自动化，集成和数据方面解决传统端口的各个方面。毋庸置疑，机器学习和人工智能与所有这些都有内在的联系。带有数据的培训系统可以在更短的时间内带来更多的自动化和流程的准确执行。
除了产生更多的收入外，这还为多种商业模式创造了孵化器，例如：
图3：智能端口中与新数据业务相关的模型
实施智能端口
尽管这是一个亟待解决的问题，但其中许多成功案例都能为理想化提供模型。因此，第一步和第一步显然是资金。
海上贸易的主要参与者一直在广泛投资于向“智能港口”的转换，以实现更全面的业务流程并获得更高的回报，这不用说为市场扩展了投资组合。在适当分配资金之后，计划至关重要。
战略化：没有战略就没有任何可行的方法。因此，必须制定一种最大化回报，吸引投资并限制可能出现的风险的策略。
风险识别：这是非常关键和敏感的步骤。在没有确定从市场到运营的各种风险的情况下，不应开展任何业务。这为Smart Port制定了一个适当的计划，使其能够消除风险并处理所谓的“痛点”。
在最后一步之后，分析拟议蓝图下的所有业务解决方案。开发创新案例。
征地（用于新建筑物）和扩建（如果需要），需要经过充分协商。
可视化和物化基础架构和系统的布局，从而优化空间，简化工作流程，降低风险，降低成本等。
获得足够的人力和设备
努力实现可持续发展并在各个层面保持平衡
评估与其他港口或基础设施（这是新兴智能港口的典型特征）进行协作与合作的可行性，以便从更广阔的角度看待业务，并再次实现可持续发展。这为更大的数据池开辟了未开发的途径，可以共享并产生见解，以加强业务合作伙伴关系。
环境：最后但并非最不重要的一点，这是一切的一部分。但是，如果端口不符合环境要求，那么它可能满足目前为止讨论的所有内容，并且不是明智之举。智能端口的首要标准是最小的排放量。因此，除了实施上述所有措施外，还必须一丝不苟地满足减少排放，优化能源效率以及避免/减少各种形式的溢出和处置的要求。
因此，今天，前一段时间仍然很理想的事物已经成为现实。如果将智能端口视为未来，那么未来已经来临。
这是海运业的另一场革命，只有在所有港口都变得“更智能”和“更绿色”的情况下，尽管世界货运业的蓬勃发展和不断增长的繁荣已成功克服了所有障碍，最新的事件是肆虐的冠状病毒大流行，在相当长的一段时间内，也许在僵局的世界中，只有轮船才是唯一移动的东西。