科技成果 | 港口物流大数据分析与决策支持技术

项目总体介绍：

港口企业面临的竞争环境要求提供时间、质量、成本服务综合的优质物流服务，其中成本是港口企业所作努力的综合体现，但是国内外产业领域中仍然缺乏从成本控制的角度系统地进行港口资源优化配置的相关应用。从作业成本控制视角看待港口作业资源优化的问题，为决策者做出正确决策提供了重要依据，从而实现港口企业在作业效率和成本控制两方面的战略目标，另一方面，分析作业成本在港口物流链中的分布和分配，也是进行港口装卸作业资源优化的重要途径。同时，集装箱码头运营是由多个子系统构成的复杂系统，基于码头运营大数据，可以构建全过程的集装箱码头运营效率指标体系，同时结合上海港电子口岸大数据，客观的评价码头运作效率和对外服务情况，分析码头作业效率瓶颈和改善途径。由上述原因，本项目研发集装箱港口大数据装卸时间驱动作业成本控制系统和全过程集装箱码头效率分析系统，收集会汇总集装箱港口物流运营大数据，构建成本和效率关联指标体系和分析系统，并以成本和效率系统大数据为基础,构建港口物流智能决策支持系统，通过智能化运营，使复杂系统的整体与局部之间的关系协调和相互配合，实现总体最优运行。具体包括：

1）优化单体码头内“岸桥—集卡—场桥”多设备集成调度，解决多设备在多个阶段串行和并行操作的多级调度优化及大规模求解问题；实时优化全港多个单码头间的船舶和集卡调度，形成全港多码头一体化运作。

2）对于码头前沿运营，协调优化泊位分配、岸桥配置、自动配载等NP 难题。

3）对于堆场运营，综合优化箱区大小和布局、评估道路交叉口流量、自动分配箱区及箱量、智能调度轮胎吊设备和轨道吊。从而进行码头关键资源安排的智能化和自动化，实现大型集装箱码头运营效率、成本、资源的统一和协调。

技术创新点：

本成果在国家自然科学基金项目、上海市科委等支持下，在迅猛发展的中国港口实践推动下，研究积累，联合上海冠东国际集装箱码头有限公司，在计算机信息管理系统学科领域实现了研究和应用上的突破：

（1）装卸作业成本控制大数据平台的构建。为提供集装箱港口作业成本控制系统所需要的数据支持，进行成本和效率方面全面的绩效分析，进行企业运作装卸作业时间驱动作业成本的分析，需要获取和利用现有信息系统（TOS）和财务系统的大量数据。本项目将构建适合集装箱港口成本控制系统的大数据平台，在合理时间内达到撷取、管理、处理、并整理成为帮助港口成本控制决策的信息。

（2）考虑41种因素构成的不确定环境下，平衡效率、能耗和成本目标，建立整数规划、约束规划、耦合和离散事件仿真模型，解决“岸桥—集卡—场桥”设备在多个阶段串行和并行操作的多级调度优化及大规模求解问题，在效率、能耗、成本三者精准可控情况下实现单码头一体化运作；集成人工智能、在线知识库、优化模型和算法等，解决船舶实时调度和船舶自动配载和桥吊作业计划优化问题，实现全港多码头一体化运作。

（3）考虑22种因素构成的不确定环境下，建立整数规划和约束规划组合模型，解决“泊位分配—岸桥调度”问题；建立协调优化模型和和分解式启发式算法，解决“泊位分配—岸桥配置”协优化问题；建立二阶数学优化模型和双层启发式算法，解决岸桥调度优化问题。在码头核心运营环节实现计划驱动和实时优化兼顾的智能化运作。

本科技成果通过和上海港最为大型的集装箱港口和口岸物流企业进行合作，相关理论和系统，得到了实际生产作业环境的充分检验，已取得优异的科研转换成果和实效。

知识产权情况：

1.软件著作权专利：集团级多港口协同调度和集成资源配置平台，2015，证书编号：0938566。

2.软件著作权专利：集装箱船舶作业箱工艺配置及自动排序系统，2016，证书编号：1201842。

3.软件著作权专利：集装箱码头智能配载和桥吊计划系统，2017，证书编号：1921681。

初步意向转移转化方式：

科技成果作价投资、科技成果许可方式

联系方式 

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