船岸协同是航运智能化的关键环节之一,其本质是把“海上航线”与“码头节拍”装进同一时空坐标,让船舶在起锚前就拿到精确的泊位窗口、引航顺序等信息,从而消减锚地空耗、减速等排和高速抢档三重浪费,为2050净零排放提供最直接的运营抓手。
近日,欧洲DYNAPORT项目宣布了最新进展,成功完成“船-港停靠规划”演示示范,此次演示验证了到达航行计划、泊位到泊位的自动航线规划、支持安全航行的决策分析等,标志着船岸协同的“准时制(JIT)”运营在跨港、跨船型条件下再次为全球推广提供示范。
打通全链条
当全球航运业把“2050净零排放”写进行业议程的那一刻,一条冰冷的算式便横亘在所有从业者面前:如果港口运营温室气体不降低(数据显示,当前高达15%的航运温室气体排放量源自港口运营),同时海上仍有20%的减排潜力被锁死,那么任何单一环节的修补都不足以抵达终点。唯有把船岸视作一条连续的能量链,用同步呼吸的节拍替代各自为政的鼓点,才可能在不到三十年的时间内完成碳中和的惊险一跃。DYNAPOR项目正是在这样的倒计时中鸣笛启航。
DYNAPORT项目,全称为动态导航与实时港口停靠优化,由挪威顶级海洋技术研发机构SINTEF Ocean牵头,为期3年,被欧盟“地平线欧洲”计划列入2024~2026年重点资助项目清单。该项目参与方包括来自研发机构和大学,港口,航运公司,设备、软件和服务提供商,以及标准制定方等全产业链相关各方的19个合作伙伴,如SINTEF、欧洲最大港口鹿特丹港、航运公司NCL、海事智能专家康士伯(Kongsberg)等。
具体而言,该项目计划通过船—港—内陆供应链的全链条数字化协同,在船舶离上一港前就锁定下一港的泊位到达窗口。为此,该项目计划开发新的优化与协调工具,在遵循国际公认信息共享标准的同时,把船舶燃料消耗降到最低,并把港口效率提升至少10%。
DYNAPORT的雄心不止于“让船早点知道泊位”。它要解决的是航运业最顽固的“快速到港等待”这一高能耗现实困境,即船舶为了抢占排队先机而快速航行,到达锚地后却需在锚地抛锚几天乃至数周,空耗燃油、时间、人力与城市韧性病根在于合同条款仍停留在纸质时代,信息交换像传声游戏般层层失真,风险与收益被切割得支离破碎,最终谁也不信任谁。
解决这一问题的关键在于必须提前打通合同、风险、透明度与数据共享的堵点,把航行计划与港口调度拧成一股绳。项目因此把“准时制(JIT)”设计成一把手术刀,同时切开四个病灶——合同、风险、透明度与数据共享。用“准时制”运营取代陈旧的合同条款、模糊的信息交换规范、缺乏风险分担机制和互信不足的激励冲突;通过共享统一、透明的泊位ETA/ETD数据,把航行计划、港口调度、拖轮、引航、锚地及内陆物流同步起来,在减少燃料与时间浪费的同时,提高泊位、拖轮、引航等资源的周转率,降低港口拥堵、噪音和占地影响,最终实现削减船舶及港口周边的温室气体排放的目标,形成绿色供应链闭环。
最终,DYNAPORT项目交付的将不仅是一套软件或一纸标准,而是一条“离上一港即知下一港”的绿色航运高速路。船东得以用更低成本兑现碳排放承诺,港口在吞吐增长的同时降低城市外部性,货主收获可预测的供应链,城市与社区则重新获得清洁空气与宁静海岸线。当这条高速公路在全球干线网全面通车,航运业才算真正握住了2050净零排放的方向舵。
据DYNAPORT介绍,由奥尔堡港领导的第二个示范项目“到达时间变更管理”的工作也启动,该示范项目将侧重于数据采集和分析到达时间调整时的运营影响,评估不同利益相关者之间的成本、收益和责任。
关键技术路线
DYNAPORT项目将通过多维度关键技术路径达成核心目标,以数字孪生技术优化场景模拟,助力提升航行安全水平;制定统一船岸通信标准,打通信息交互壁垒;构建动态风险模型实现精准预警;同步强化网络与数据安全通信体系,全方位保障项目落地成效。
第一,数字孪生。让船舶从“静态航班表”转向“动态航速图”。项目组在康士伯数字孪生平台上搭建“实时气象-洋流-碳价-泊位占用”四维模型,分钟级更新最优航速曲线:若前方泊位延后,系统即刻建议降速,节省燃油;若港口提前释放窗口,则推送“加速窗口”并量化额外成本。航线优化还与欧盟ETS碳价联动,当碳价高于设定额度时,自动推荐更长但更节油的航线替代方案。船舶在离港前即可获得一份“弹性航程包”——包含3条可切换航线、对应油耗、到港区间及违约成本,船长只需点击确认即可上传至港口TOS,触发拖轮与引航的同步调整。通过把航次效率与港口节拍实时咬合,为准时制靠泊提供海上“绿色节拍器”。
第二,提高航行安全。该项目将其嵌进准时制逻辑,安全不再是静态检查表,而是一条与商业节拍同频的动态防护链。项目依托康士伯高分辨率雷达与AI视觉融合系统,在航道、锚地、泊位构建实时风险热力图——浮木、渔网、小艇等被自动标注并分级告警;当系统预测到两船CPA(最近会遇距离)低于0.5海里时,立刻向船长、VTS、拖轮推送协调避让方案。所有安全事件以匿名标签写入区块链,供联盟成员机器学习,持续迭代风险模型。通过把安全变量实时嵌入航速、航线、靠泊计划,DYNAPORT项目让“减速避让”不再意味着班期失守,实现商业效率与航海安全双赢。
第三,船-岸通信标准。把统一数据语言视为准时制生态的“数字灯塔”。项目以IMO S-211为核心框架,融合ISO标准等国际标准,为船-港-腹地定义一套轻量级、可扩展的API规范。数据交换全程加密并附加区块链时间戳,防止篡改与事后争议。通过让“何时出发、何时到达、何时离泊”成为全网可读、可写、可验证的公共字段,DYNAPORT为后续动态航线、资源匹配、风险分担提供零摩擦的通信底座,确保JIT指令在毫秒级同步到每一个执行单元。
第四,动态风险模型。让风险管理从“事后总结”变成“提前干预”。项目融合AIS、气象、洋流、港口设备状态与历史事故数据,构建基于机器学习的高频风险地图,定时更新:当航路能见度骤降、港口吊机故障或锚地密度超标时,系统自动重算风险指数并触发分级预警。模型与航线优化、泊位调度实时联动,若预测到某船在计划进港窗口遭遇设定的大风,即刻推送替代航速与改靠时段,避免强制等待或紧急减速带来的能耗浪费。所有风险事件以匿名方式写入联盟链,形成持续扩展的训练集,模型精度随运营规模自我迭代。通过把天气、设备、交通、人为因素统一纳入可量化、可交易的风险指标,DYNAPORT项目不仅保障了准时制安全底线,也为保险、仲裁、融资提供了实时可信的数据支撑,实现安全、效率与商业利益的三方共赢。
第五,网络/数据安全通信。旨在为船港实时协同打造坚不可摧的数字盾牌。项目采用零信任架构,把船舶、港口、交管、腹地物流视作持续验证的节点,所有数据交换须经双向加密与双重校验;船舶端部署轻量级安全模块,可对AIS、VDR数据进行签名,防止盗用和篡改。系统引入区块链留痕机制,供事后审计与责任追溯。DYNAPORT项目还设置“威胁情报共享池”,实时同步恶意IP、异常报文模式,令任何一次攻击特征在分钟级被全网免疫。通过把安全内嵌于通信协议栈,项目让准时制运行既高效又可信,为JIT大规模推广奠定网络安全基石。
其他项目
如果将视线从DYNAPORT项目移开,便会发现其并非孤例。欧、亚、非的干线枢纽港几乎同时按下“JIT”快进键,今年以来,有些同类项目更是陆续交出最新答卷,新一轮规模化验证也已在全球同步起跑。
天津港“零待时”计划。该计划是“十四五”国家重点研发专项“沿海大型港口群航道设施智能化关键技术”的示范工程。项目以天津港复杂潮汐、雾航、夜航为场景,通过“港口群—航道—船舶”耦合数字孪生平台,把航道浮标多传感器、北斗+F5G超远控网络、长航路乘潮智能决策算法连在一起,实现20万吨级与30万吨级船舶在恶劣天气下的“即到即靠”。今年,“沿海大型港口群航道设施智能化关键技术”在天津港航道完成20万吨级和30万吨级实船验证,标志大型抵港船舶“零待时”作业技术实现阶段性突破。
宁波舟山港准点降本计划。从2018年至今,宁波舟山港逐步实现了各港口间的精准准点降本计划。2018年,宁波舟山港启动“经济航速优服”项目,船舶提前预约到港时间,再使用经济航速抵港,此举不仅可有效降低油耗成本,还可进一步减少船舶待港时间。截至2023年底,该项目服务船舶逾1.2万艘次。2023年,宁波舟山港开始推广“即时抵港”机制,港口调度范围扩大到锚地至码头,实现船舶的有序进港。2024年,宁波舟山港实现集装箱船舶在泊效率同比提升10%。2025年,宁波舟山港开始推广“集装箱海运准点降本”计划,主要枢纽港之间的信息开始联通,船舶进出港计划可以提前数十个小时制订和发布,甚至精确到了分钟。
新加坡港JIT-Chain。新加坡港JIT-Chain是由新加坡海事与港务局(MPA)联合PSA、大士港务局于2023年启动的“船-港-关-货”全链路实时协同项目,目标是把船舶停泊、装卸、补给、清关等所有环节压缩到“准时制”窗口内完成,减少锚地等待与温室气体排放。据此,该平台从2024年起正式覆盖能源码头及所有锚地船舶。
丹麦Portchain。该项目为丹麦软件公司Portchain与赫伯罗特、汉堡港等共同推进的“到港即靠泊”数字协同项目。平台基于DCSA统一消息标准,把船公司ETA、码头泊位窗口、拖轮/引航计划实时撮合,实现动态刷新,平均压缩等泊时间18%。赫伯罗特全船队于2024年正式接入Portchain平台,并与Cargomate货物状态系统打通,首次在汉堡港达成“零空档”靠泊案例,单航次节省燃油35吨、直接减少二氧化碳排放110吨。除了赫伯罗特外,海洋网联(ONE)也选择使用了该产品,并在今年年初完成了第一年的合作,本合作使ONE能够协调全球1700多个港口停靠,从而节省了燃料并减少了二氧化碳排放。
瓦锡兰Navi-Port。该项目由瓦锡兰推出的商业化“适时到港”平台,将船舶导航系统与港口计划系统实时互联,船东可依据泊位窗口自动调整航速,减少锚泊等待与燃油浪费。技术亮点包括API直连船端ECDIS、AIS与VTS数据融合,实现ETA分钟级刷新;同时内置动态风险模型,兼顾安全裕度。该平台已成功应用于摩洛哥丹吉尔港(Tanger Med)等国际枢纽,其模块化设计支持灵活扩展,适配不同规模港口的数字化转型需求。