信息技术赋能行业高质量发展系列——数字孪生技术助力行业高质量发展（二）

智慧港口（干散货码头）

以专业干散货码头为研究对象，以码头装卸工艺与组织运营为核心，建立干散货码头仿真模型，模拟码头装卸作业过程，通过仿真试验，输出有价值的试验结果，包括码头年吞吐量、作业船舶和火车数量，船舶和火车的作业时间、等待时间、在港时间，各机械设备的利用率、作业状态统计，堆场利用率等；分析码头通过能力和系统瓶颈，比选码头机械设备配置、工艺设计方案和平面布置方案，研究堆场（筒仓）堆存策略、火车调度、散货泊位与装（卸）船机调度、船舶指泊等问题。

研究成果已成功应用于国能黄骅港、拉脱维亚里加港、几内亚西芒杜矿石码头等国内外多个工程案例，为码头规划设计和操作运营提供决策依据。

通过采用多源数据融合与三维建模技术、系统数据接口技术、安全应急仿真技术、物联网技术、高级排产技术等关键技术，实现数据标准化和接口标准化，提出涵盖全要素、全流程、全场景的干散货码头数字孪生架构和五维模型。通过物理港口与虚拟港口的双向真实映射与实时交互，实现物理港口、虚拟港口、港口服务系统的全要素、全流程、全业务、全链条数据的集成、融合、挖掘分析及再利用。在港口孪生数据的驱动下，实现物理港口、虚拟港口、港口服务系统间运维要素管理、仿真调度计划、运维过程控制的迭代运行及优化，实现智慧商务、智慧物流、智慧调度、智慧港区功能，从而达到开放式数据共享、高效的流程协作、可靠的应急管理、稳定的智能化运营的目的。

研究成果已应用于华能曹妃甸港、国投曹妃甸港等项目。研究成果曾获得中国航海学会科学技术奖二等奖、中交集团科学技术奖二等奖、中国水运建设行业协会科学技术奖二等奖，获得授权发明专利1项和软件著作权1项。

综合运用高级计划与排产（APS）、系统仿真（SS）和人工智能（AI）等多学科技术，从数据校准、智能计算、方案微调与重调度、指令生成、三维演示等方面进行深入研究，攻克了生产计划自动制定技术、生产指令自动生成技术和生产计划三维仿真推演技术。考虑生产过程中存在的各种约束和资源配置，实时动态计算，安排卸车和装船任务的作业顺序、使用的资源、作业开始时间及作业结束时间，以甘特图方式展示并且能够进行多种优化方案的比较，实现了卸车、装船作业生产计划和生产指令制定的标准化、自动化与智能化。

研究成果已应用国能于黄骅港、国投曹妃甸港等项目，研究成果获得中国水运建设行业协会科学技术奖二等奖、中交集团发明专利奖，获得授权发明专利1项和软件著作权1项。

智慧港口（集装箱码头）

针对集装箱码头物流系统仿真建模存在的问题，将集装箱码头物流系统分解为一系列独立又相互联系的子系统，从单机、工艺、泊位以及码头整体等多个层面分别建立多层次模型，并建立层级之间的关联关系，优化了集装箱码头物流系统仿真体系。

研究成果具有建模时间短、可靠性高、能够对码头全过程模拟、灵活性强等优势，已成功应用于秘鲁钱凯港、希腊比雷埃夫斯港、上海港、宁波舟山港、海南洋浦港等国内外多个工程案例，可适用于各类集装箱码头平面布置和工艺系统，为集装箱码头单机设备配置、平面布置和装卸工艺优化、规模论证等方面提供了重要技术支撑，解决了集装箱码头工程规划设计和生产运营中的一系列技术问题，使系统设计、建设更加贴近港口实际需求，优化了码头生产规则，提升了码头生产效能，为港口数字孪生系统开发提供可靠数据基础和理论依据，为港口建设和发展做出了重要贡献。研究成果获得中国航海学会科学技术奖二等奖。

智慧港口（数字建造平台）

面向水运工程建造过程中的管理与生产需求，打造基于BIM技术、GIS技术、物联网技术多模融合的智能建造平台，架设起与勘察设计业务紧密融合、与运维生产顺畅衔接的数字化桥梁，为客户提供一站式的全链条数字化咨询服务。

平台采用“感、传、数、用”的系统架构，建立起了项目建设过程全景可视化的数字驾驶舱、“人、机、料、法、环”全覆盖的智慧工地和表单流程全集成的协同系统三大模块，实现了全面信息整合、可视化与过程模拟、实时监控分析、项目协同沟通、风险管理和决策支持、资源优化和效率提升等个方面，服务于水运工程全生命周期的智能高效管理。

水运工程数字建造平台已在钦州港大榄坪作业区1号至3号泊位工程、浙江宁波梅山港口基础设施重点工程等项目中得到应用，实现了“大屏端”、“移动端”、“客户端”的三端协同访问，做到了工程可视、进度可控、危险可预警，精准扫除管理盲区，优化过程资源配置，产生了可观的综合效益。

研究成果获得授权软件著作权1项，并获得“天工杯”数字交通及智能建造应用大赛金奖。

“信息技术赋能行业高质量发展”

——系列回顾