我国港口口岸物联网体系结构规划

一、港口口岸物联网的概念与意义

　　2010年3月5日在十一届全国人大三次会议上作政府工作报告时，国务院总理温家宝指出要大力培育战略性新兴产业，积极推进"三网"融合取得实质性进展，加快物联网的研发应用。物联网自提出以来就发展迅速，被称为继计算机、互联网之后世界信息产业的第三次浪潮。而港口作为现代综合物流的中心，汇集了各类物流信息，迫切要求物联网能为其物与物的传感提供无限的上穿与下行的延伸空间。这就诞生了港口口岸物联网。

　　1.港口口岸物联网的概念物联网是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。结合对物联网概念和港口物流信息特点的解读，本文认为：港口口岸物联网是物联网的一个子系统，它利用各类传感、GPS定位、视频监控等技术采集港口物流的信息，并通过互联网把陆路客货运输、港口码头作业、堆场（园区）仓储作业、物流装备等港口物流系统有机整合起来，为口岸管理部门和港航企业提供各类监管和生产信息。它是港口公用物流信息平台的重要数据源。

　　2.港口口岸物联网的意义

　　首先，港口物联网依托港口、物流行业的特殊性为物与物的传感提供无限的上穿与下行的延伸空间，为物联网的商业化发展作出一定的尝试，

　　其次，港口物联网能实现地方产业结构的调整，并为当地物联网技术研发中心提供一个技术落地的应用平台，同时为各级政府职能部门对物流行业的规划、管理与控制提供辅助决策依据。

　　再次，港口物联网为地方物流企业提供各种远程管理、信息交流的手段及个性化服务。从而提升企业管理水平，推进物流供应链管理，降低管理运营成本，为企业向规模化、集约化发展提供全方位的技术支撑，为区域物流的发展提供物联化功能支撑。

　　最后，港口物联网为公众感知物流、了解物流、进入物流提供一个了广阔的技术平台。

　　二、港口口岸物联网结构体系规划

　　1.物联网的体系结构如图1所示，物联网自身有5个层次的结构，自下而上分别是：传感层、机器通信层、电信网络层、管理层、应用层。传感器层把信号包括探知未来物体所有的活动情况通过传感器网络探知出来，转化为数字信号。机器通信层通过有线和无线的方式把传感器收集上来的信息汇聚起来，到第三层电信网络和IT网络进行传送和承载。电信网络层传送和承载各类信息。管理层对计费、业务网关进行管理，目的是基于运营者需要的是要能盈利，要能管理。最后一层是应用层，是面向客户和终端使用者的。

　　2.港口口岸物联网的体系结构规划港口口岸物联网的整体结构设想如图2所示。根据不同的港区或者港口生产企业分成若干个园区，每个园区都由陆路客货运输体系、港口码头作业体系、堆场（园区）仓储作业体系、物流装备等系统组成。基于不同的体系（系统）有各自的特点，需要用到不同的技术设备和记录不同的运输信息。这些体系（系统）包含了港口物流的主要流程和环节，能为口岸监管和企业生产提供细致、全面的信息。

　　（1）陆路客货运输体系陆路客货运输体系主要收集运输车辆的信息，主要采用车辆识别传感、压力速度传感、GPS跟踪、视频监控等技术。车辆识别传感识别和记录运输车辆的类型、车牌、所属公司等相关信息，方便管理部门和货主监管和查询。压力速度传感，记录和传输车辆货载和运行数据，车辆有没有超重超速或者非正常停泊一眼就可以看出来。GPS跟踪主要是车辆的定位，一般情况下，在陆上运输阶段车辆定位和箱子定位是统一的。视频监控主要是方便相关人员的检查，特别是处于海关监管下的箱子，有视频监控可以方便海关的查验。 

图 1 物联网的体系结构

图 2 地方港口口岸物联网的总体构架

　　（2）港口码头作业体系港口码头作业体系主要收集码头前沿作业的相关信息，主要采用视频监控、识别传感、GPS+GIS跟踪、自动分拣等技术。视频监控同时为海关等口岸部门和港口企业提供前沿的生产情况，实现海关全区无盲区监管，并可为港口企业中控室提供生产现场情况。识别传感是识别箱子相关信息的，根据港口昼夜生产计划，对具体每个箱子是否需要卸，在船舶的什么位置，是直取还是进库等信息进行识别，并反馈给中控和桥吊、集卡司机。GPS+GIS跟踪实现动态的箱子跟踪，方便货主查询和安排拖车出港。自动分拣，基于识别传感的信息，电脑自动给箱子加上某些属性，提高生产效率和准确性。

　　（3）堆场(园区)仓储作业体系堆场（园区）仓储作业体系主要收集港口库场和物流园区仓库里的相关信息，主要采用视频监控、湿度、热敏、烟感传感、气体传感、定位传感等技术。视频监控方便货主和库场管理人员了解货物所处状态，特别是方便物流企业进行管理。湿度、热敏、烟感传感主要是出于消防的考虑，保证库场的安全，实现全天候自动检测仓库环境。气体传感，有些货种对于空气环境要求很高，气体传感可以报告仓库空气的一些指标，辅助物流企业的管理。定位传感放在物品内，报告物品（箱子）所处货架或者堆场的位置，方便查找。

　　（4）物流装备系统堆场（园区）仓储作业体系主要收集港区里各类装卸设备的相关信息，主要采用扭矩传感、视频监控、识别传感等技术。扭矩传感安装在装卸设备内，方便了解货物重量和装卸设备的工作状态，保证生产的安全。视频监控与码头前沿生产体系中的视频监控作用大致相同。识别传感主要是方便装卸机械正确识别需要操作的货物，提高生产效率和准确性。

　　三、港口口岸物联网和港口公用物流信息平台的互联 

　　1.港口公用物流信息平台主体结构

　　港口公用物流信息平台是为了解决信息化集成性差和应用范围狭窄的问题而产生的，首先是从电子口岸开始的。根据国务院办公厅《关于加强电子口岸建设的通知》，要求各地在2010年左右，把电子口岸建设成为具有一个"门户"入网、一次认证登录和"一站式"服务等功能，集口岸通关执法管理及相关物流商务服务为一体的大通关统一信息平台。在实践中发现，电子口岸建设过程中除了需要大量通关信息，还需要很多港航信息，于是原先的港航EDI也被纳入电子口岸的建设中来，逐步形成了港口公用物流信息平台。

　　该平台为口岸部门实现"一单多报"的功能，简化规范口岸执法流程，加快通关速度，提供无偿信息；并为港航企业生产和物流企业经营提供有偿信息。基于以上分析，本文认为，按业务功能分成口岸电子政务平台和港航电子商务平台，由各个主管机构经营，主体结构如图3所示。

　　港口物流信息公用平台--在一点介入和身份认证的前提下，开发口岸电子政务平台和港航电子商务平台。

　　口岸电子政务平台--核心是电子口岸系统。以地方港口进出口业务和应用需求为导向，利用现代信息技术和INTERNET公共数据网，将口岸查验单位、服务单位和进出口企业的货物流、资金流和单证流的电子底帐数据，进行统一数据标准、规范应用模式、业务规范和技术整合后，集中存放在公共数据中心，实现信息的集中存储、集中使用和充分共享，实现跨部门、跨行业、跨地区的功能性和技术性系统整合。口岸电子政务平台最终实现"一卡通"和"一站式"服务，简化办事程序，提供优质高效的口岸通关服务。港航电子商务平台--核心是港航EDI系统。以运输、物流仓储、金融保险等信息为基础，以入网的进出口企业为用户，以网上订单交易为手段的综合型信息服务平台。

图 4 港口物联网和港口公用物流信息平台的互联

　　2.港口口岸物联网和港口公用物流信息平台的互联

　　物联网的核心技术是RFID和传感器，但这只是感知，物联网的真正价值在在于网而不在于物。传感是容易的，但是感知的信息如果没有一个庞大的网络体系，不能进行管理和整合，那这个网络就没有意义。因此，建立一个综合的业务管理平台，把各种传感信息进行收集，进行分门别类的管理，进行有指向性的传输，这就是一个大问题。一个小企业甚至都可以开发出传感技术和传感应用，但是它没有办法建立起一个全国性高效率的网络。没有这个平台，各自为政的结果一定是效率低、成本高，很难发展起来，也很难起到效果。因此，港口口岸物联网必须和港口公用物流信息平台互联。

　　互联的关键是要在应用层传输的时候有统一的数据格式，这就要求物联网数据处理中心在建设的时候对公用物流信息平台保留接口。同时，在实际应用的时候，要将各类传感器收集上来的数据处理成标准格式传给海关、国检等口岸部门或者各港航企业。互联后的整个信息体系运作如图4所示。

四、港口口岸物联网试点建设建议方案

　　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.采取大企业试点，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，再逐步推广。