Умный порт – как перспективное направление в морских грузовых перевозках

«Умный» порт – это полностью автоматизированный морской порт, где используются технологии искусственного интеллекта, большие данные, блокчейн, интернет вещей. Объединённые в рамках централизованной системы, они помогают осуществлять мониторинг, сбор и анализ данных, опти-мизацию процессов, оперативное принятие решений[34]. Рассмотрим подробнее ключевые технологии, способствующие развитию умных портов.
1)Искусственный интеллект (ИИ). ИИ моделирует человеческий интеллект с помощью таких методов, как машинное обучение, обработка естественного языка и робототехника. В портах ИИ автоматизирует повторяющиеся задачи, обрабатывает большие наборы данных для прогнозной аналитики и помогает в принятии решений. Например, ИИ может оптимизировать работу флота, анализируя данные GPS, погоды и трафика, и даже может поддерживать разработку автономных судов.
2)Интернет вещей (IoT).Интернет вещей включает в себя сети взаимосвязанных устройств и датчиков, которые собирают и обмениваются данными, что позволяет повысить эффективность и безопасность работы. В морской логистике датчики Интернета вещей контролируют производительность судна, расход топлива, температуру и целостность корпуса. Данные облегчают профилактическое обслуживание, сокращая время простоев и затраты.
3)Цифровой двойник (ДТ). Цифровой двойник – это виртуальная мо-дель физического объекта, использующая данные в реальном времени для воспроизведения и анализа его поведения. В портах DT контролируют и оптимизируют производительность, прогнозируют потребности в техническом обслуживании и повышают топливную экономичность.
4)Блокчейн. Технология блокчейн предлагает децентрализованный и безопасный способ записи транзакций и отслеживания поставок в режиме реального времени. Это сводит к минимуму задержки, споры и мошенничество благодаря прозрачным, защищенным от несанкционированного доступа записям. Смарт-контракты автоматизируют процессы доставки, сокращая бумажную работу и человеческие ошибки. Глобальная сеть судоходного бизнеса (GSBN) – известная организация, использующая блокчейн для улучшения торгового финансирования и прозрачности цепочки поставок.
5)5G технологии. Пятое поколение беспроводной связи 5G обеспечивает высокоскоростную передачу данных, пропускную способность и надежность. Оно улучшает мониторинг в режиме реального времени, поддерживает обширные сети Интернета вещей и оптимизирует операции цепочки поставок.
6)Дроны. Беспилотники могут стать одним из лидеров технологической революции в логистике. Мировой рынок беспилотников в 2018 году в логистике оценивался примерно в 24 млрд. долл. США, и ожидается, что к 2027 году это число вырастет до 1,6 млрд. долл. США. За этим ростом стоит постоянно возрастающая потребность в более эффективных и экологически безопасных перевозках товаров. Хотя беспилотники уже используются для перевозки дорогостоящих или аварийных грузов, в будущем они могут внедряться по всей цепочке поставок. Поскольку дороги и моря сильно перегружены, беспилотники могут повысить эффективность, а также сократить выбросы и затраты.
7)Дополненная реальность. Дополненная реальность – это когда реальные объекты дополняются наложенной на них информацией в режиме реального времени, что помогает упростить процессы во многих направлениях логистики. Одним из примеров технологии дополненной реальности, работающей в морском судоходстве, является визуальная поддержка, предоставляемая членам экипажа навигации посредством видеоизображений в реальном времени и информации о рейсе. Например, такую навигационную систему с дополненной реальностью установила на своих судах японская транспортная компания Mitsui O.S.K. Lines. Система отображает информацию о других судах, находящихся вблизи запланированного маршрута или, например, о глубине[20].
Благодаря внедрению «умных» технологий повышается производительность, безопасность и экологичность порта. Преимуществами цифровизации для морских портов являются: экономические выгоды, экологические плюсы, улучшение безопасности, таблица 1.4.
Таблица 1.4-Преимущества цифровизации для морских портов[34]

№ п/п	Выгоды	Описание
1	Экономические выгоды
1.1	Снижение затрат	Цифровизация портов сопряжена с существенным снижением операционных затрат. Автоматизация, оптимизация и точное управление позволяют сэкономить средства, которые ранее были бы потрачены на ручной труд, энергопотребление и простои. Уменьшение человеческого вмешательства также снижает риск человеческой ошибки и повышает надежность порта.
1.2	Увеличение доходов	Цифровые инновации способствуют росту доходов портовых компаний. Оптимизированные процессы ускоряют оборот грузов и улучшают обслуживание клиентов, что приводит к привлечению новых клиентов и увеличению объемов перевозок. Кроме того, умные системы могут предлагать дополнительные услуги, такие как мониторинг грузов, что приносит дополнительный доход.
2	Экологические плюсы
2.1	Сокращение выбросов	Цифровизация портов способствует снижению экологического воздействия. Оптимизация логистики и маршрутов сокращает расход топлива и выбросы вредных веществ в атмосферу. Современные системы управления также могут контролировать и ограничивать выбросы из судов, что способствует улучшению качества воздуха и охране окружающей среды.
2.2	Эффективное использование ресурсов	Цифровые решения помогают более эффективно использовать ресурсы, такие как энергия и вода. Умные системы регулируют потребление энергии и воды в зависимости от реальных потребностей, сокращая излишние расходы. Это важно для устойчивости портовых операций в условиях ограниченности ресурсов.
3	Улучшение безопасности
3.1	Предотвращение несчастных случаев	Системы цифровой безопасности активно предотвращают несчастные случаи в порту. Датчики и мониторинг отслеживают состояние оборудования и судов, предупреждая о потенциальных проблемах. Анализ данных может выявлять несоответствия стандартам безопасности и предпринимать меры до возникновения аварий.
3.2	Борьба с угрозами кибербезопасности	С ростом цифровизации портов растут и угрозы кибербезопасности. Однако цифровые системы также предоставляют эффективные средства защиты. Благодаря анализу данных и искусственному интеллекту, порты могут обнаруживать аномалии и атаки, обеспечивая надежную защиту от киберугроз.

Искусственный интеллект (ИИ) уже давно набирает обороты в сфере морских портов и терминалов. Он влияет на общемировые логистические процессы и создает «умные порты». Несмотря на то, что технология очень быстро развивается, не так много мировых портов используют ее в полной мере, скорее пока только как часть общей рабочей системы.
По данным исследования, которое провел крупный оператор морской и портовой логистики из Бразилии Wilson Sons, на сегодня в мире насчитывается около 85 крупных стартапов, непосредственно связанных с искусственным интеллектом в портах. Анализ базировался на информации о 45 странах. Основные направления, в которых он может помочь сейчас – это оптимизация времени прибытия судов, прогнозирование расхода топлива и планирование оптимальных маршрутов доставки.
Порты используют цифровые технологии искусственного интеллекта для автоматизации систем, усиления безопасности, оптимизации маршрута судна, времени оборота судна и его стоянки. Кроме этого при помощи ИИ можно точно спрогнозировать расчетное время прибытия судна. А это в свою очередь помогло бы сократить расходы, уменьшить вредное влияние на окружающую среду и решить проблемы логистики в перегруженных портах.
Искусственный интеллект в морских портах помогает и с оптимизацией рабочего времени сотрудников, позволяет сократить количество ошибок из-за человеческого фактора, и повысить эффективность и скорость работы. Рассмотрим опыт зарубежных стран по внедрению ИИ в морских портах.
1)Искусственный интеллект (ИИ) создает «цифрового двойника» в порту Роттердама (Нидерланды). Руководство нидерландского порта приняло решение создать цифрового двойника порта, который будет жить на ноутбуках и мобильных телефонах. Специальные приложения будут отслеживать движение судов международного назначения, контейнеров, внутренних судов, а также поездов и грузовиков. ИИ связывает воедино все процессы порта, даже самые мелкие и обрабатывает информацию так, как трудно обработать человеку.
Порт пока не может использовать возможности ИИ в полной мере, это трудоемкий процесс, но стремится к этому. Установленные датчики теперь дают много информации и возможностей для улучшений. К примеру, один из видов датчиков обрабатывает информацию о метеорологических и гидрологических данных. С их помощью перевозчики определяют наиболее благоприятное время для захода в порт. Оптимизация режима работы порта сокращает время пребывания судна примерно на час, что для портовых операторов выливается в немалую экономию.
Еще один вид умных датчиков, которые хотят установить в ближайшее время – это «цифровые дельфины». Устройства, прикрепленные к буйкам, определяют занятость различных швартовых терминалов и выдают информацию о статусе портовых операций. Их задача – помощь при перегрузке. Их особенность – способность к самообучению и обновлению.
2) Искусственный интеллект (ИИ) сокращает выбросы углекислого газа в порту Монреаль (Канада). В этом порту объявили о начале проекта под названием «цифровой коридор». Он отслеживает данные в реальном времени о пути следования и скорости судов, которые направляются в Монреаль. Новое приложение канадской компании Global Spatial Technology Solutions (GSTS) анализирует данные и выдает результат с точным временем прибытия судна. Потом с его помощью можно скорректировать маршрут, обращая внимание на наличие свободных причалов. Все это помогает оптимизировать работу, а главное значительно уменьшить выбросы углекислого газа. Генеральный директор GSTS Ричард Колац, заявляет, что технология улучшит сквозное управление логистикой.
3) Искусственный интеллект (ИИ) управляет грузовыми кранами и грузовиками в порту Тяньцзинь (Китай). Отличие этого порта от других в том, что руководству удалось добиться практически нулевых выбросов углекислого газа. Партнерство с компанией Huawei привело к тому, что в порту была установлена система интеграции 5G со спутниковой навигацией BeiDou. Она может управлять 76 контейнеровозами круглосуточно, используя электричество.
На терминале дистанционно управляемые причальные краны поднимают контейнеры и загружают их в беспилотные электрические грузовики (Intelligent Guided Vehicles). Далее грузовики следуют по навигации BeiDou, работающей на 5G, к автоматическим станциям блокировки и разблокировки, где на них загружают контейнеры. Затем они отправляются на контейнерную площадку.
Ранее перевозка контейнеров была дорогостоящим процессом из-за большого количества нанятых дальнобойщиков. Маршруты и длительные смены утомляли водителей, создавая угрозу безопасности. На сегодняшний день каждый контейнер потребляет на 20,0% меньше энергии, а краны работают в среднем на 20,0% эффективнее: каждый кран обслуживает 39 контейнеров в час. Чтобы предотвратить перебои в работе автопарка, компания Huawei разработала алгоритм, предназначенный для удаленной подзарядки IGV.
В России, к сожалению, технология «умного» порта не так распространена, однако это не значит, что ее нет. «Владивостокский морской торговый порт» -это один из примеров успешного внедрения технологии умного порта в России. Порт отвечает всем мировым стандартам- тут и автоматизация логистических процессов, и мониторинг операций с использованием технологий больших данных и Интернета вещей. В порту установлены датчики и системы, которые позволяют в режиме реального времени отслеживать грузы и их перемещение. Успешно применяется и технология блокчейн, например, с помощью смарт-контрактов в 2022 году была заключена сделка между портом и РЖД на перевозку грузов в Санкт-Петербург и Москву.
Итак, «Умный» порт представляет собой вершину современной морской логистики, используя передовые технологии и решения на основе данных для оптимизации операционной эффективности, безопасности и устойчивости. Исторически судоходная отрасль медленно внедряла новые технологии, отставая от таких секторов, как авиация. Однако рост цифровых инноваций трансформирует портовые операции во всем мире, открывая новую эру взаимосвязанной и эффективной морской логистики[5].
Цифровизация водного транспорта – шаг в будущее, который открывает огромные возможности для всей отрасли. Автоматизация процессов, повышение эффективности работы и снижение вреда окружающей среде – всё это становится возможно благодаря внедрению новых технологий. Хотя Россия только начинает осваивать этот путь, перспективы выглядят многообещающими. Постепенное развитие «умных» портов и систем цифрового управления позволит укрепить позиции страны в международной логистике и улучшить условия для бизнеса и окружающей среды. Таким образом, в первой главе работы была рассмотрена сущность и особенности организации грузовых перевозок морским транспортом; а также характерные особенности умного порта – как перспективное направление в морских грузовых перевозках. Для того, чтобы оценить текущее состояние развития грузовых перевозок морским транспортом в России, а также рассмотреть пути совершенствования грузовых перевозок, перейдем к следующим главам выпускной квалификационной работы.