2016年度中国港口协会科学技术奖获奖项目简介（三等奖）
项目名称：码头泊位预警与监控系统
完成单位：青岛港科技有限公司
泊位是码头重要的作业资源，泊位计划是码头的核心计划，合理的泊位计划是提高码头作业效率，缩短船舶在港时间的关键因素。以全球集装箱吞吐量排名第七的青岛港为例，其昼夜 24 小时内靠离泊船舶数量达到几十艘次，因此如何合理安排船舶靠泊顺序和位置，决定了码头岸线资源及堆场、设备、人力资源的合理应用程度，提高泊位计划的合理性，对提升整个码头的通过能力和服务水平，有着至关重要的意义。
项目以青岛前湾港区集装箱码头为依托，充分利用码头已有的泊位、船舶、场地、机械等资源，通过图形化方式，实时动态显示码头、场地作业进程，改变了码头传统的手工泊位计划模式，大大提高了计划数据的准确性、可靠性以及码头中控的快速指挥、反应能力，填补了引进国外软件 Sparcs 功能的空白。同时结合场地作业预警系统、生产作业指标监控预警平台，实现了装卸进度数据同步共享，满足了精确编制泊位、场地和机械计划的要求，避免了作业安排冲突，极大提高了码头作业效率，对其他集装箱码头具有重要的推广价值。
项目主要研究内容和成果：系统集成了泊位、堆场、机械等多种资源，以及计划、中控、现场多个部门统一调度、统一管理的信息化平台，实现了信息化与港口主营业务的深度融合。通过对码头作业计划控制系统、业务信息管理系统、机械设备管理系统、堆场监控预警系统等有机整合，实现船舶作业、堆场作业、机械调度、设备管理等全码头作业资源的集中动态监控，真正实现了多个部门之间的集中管控和统一管理。通过对桥吊实时效率、单船KPI分析、进口箱作业计划、出口箱作业计划等作业指标的图表式监控和分析，方便了计划和调度人员及早发现作业中的薄弱环节，及时采取措施；同时也为管理层提供了重要的决策依据。
项目主要创新点：（1）构建了基于多维动态背包问题的船舶泊位调度模型。以实现码头泊位效益最大化为目标，结合船舶到港作业的实际情况，借鉴背包问题的解决方案，将船舶在港时间、作业顺序、泊位安排、机械配置、堆场安排等时空因素,结合遗传算法得出泊位资源安排的最优解，有效避免了泊位冲突、极大提高了码头泊位利用率，提升了码头作业效益。（2）建立了船舶作业KPI指标为核心的泊位监控预警体系。提出以桥吊效率、单船效率、内拖车周转率、实时船舶综合船时效率等KPI指标为核心的泊位监控预警体系，将泊位调度与码头效益紧密挂钩，通过图表式监控，分析定位作业的薄弱环节，优化泊位资源配置，有效的为船舶配置泊位，有效的提高了泊位的利用率和港口运作效率，大大缩短船舶的在港时间。
应用推广情况及经济效益：项目应用两年多以来，实现了通过船舶从远期规划到抵港、离港的全过程标准化流程管控，加快了船舶作业效率，船舶平均在港时间缩短7%，按船舶平均在港10小时计算，月累计节省缩短40多小时，相当于增加4艘船的吞吐能力，带来可观的经济效益；通过作业资源集中管控，合理有序安排现场作业，提高资源的利用率，降低了机械、人工成本，年节约成本120多万元。项目实现了集装箱船舶作业的标准化，加强港口与船公司间业务互动，缩短了船舶在港时间，加快船舶周转效率，降低船舶使用费用，节省航运成本，推动了船公司效益的提升。按一艘船舶提前一天船期为船公司节省4万美金计算，港口每年船长超过260米的大型船舶4000多艘次计，每艘次平均节省船期0.5小时，保守估算，一年可为船公司节省船舶租金400多万美金。
项目的推广应用将有助于推动码头生产工艺优化，提升码头泊位利用率和船时效率，降低场地翻倒率，加快港口物流效率，降低船公司、货主等相关方的物流成本，提升港口对外服务质量及市场竞争力，对集装箱码头具有典型示范意义。
