人工智能在港口岸电的应用分析

国家平 韩贤贤

人工智能商业的高速发展正成为推动社会发展的一种不可或缺的基础资源。各行各业都将会实行“AL”；各行各业都具备人工智能技术的应用落地和商业前景。我国近几年经济的快速发展，使得国际航运业务的迅猛发展，船舶靠港的数量密度大大增加。为保护环境、节约资源发展船舶岸电迫在眉睫。

一、人工智能的概况

1.人工智能。人工智能是涉及哲学、计算机科学、心理学、语言学等前沿学科的交叉学科。它的本质就是研究如何制造出人造的机器或系统模拟人类智能活动的能力，以延伸人们的智能科学。在1955年Newell和Simon开发出第一套真正意义上的智能程序——“逻辑专家”。该系统成为人工智能发展史上一个重要的里程碑。而后，在1956年的达特莫斯（Dartmouth）会议上首次提出“人工智能”的概念。经过60多年的发展，人工智能取得了长足的进步，现如今已成为促进社会发展不可或缺的能量来源。从人工智能的应用可简单分为启发搜录、模糊理论、专家系统、人工神经网络。

2.人工智能的特征。现阶段人工智能具有下列五个特点：一是由以前人为的知识表达变成基于大数据驱动的知识学习技术。二是由分类型处理的多媒体数据变成跨媒体的认知、学习、推理，这里讲的“媒体”是界面或者环境，而不是新闻媒体。三是追求目标发生了变化：由以前单纯追求智能机器变成高水平的脑机、人机相互协同和融合。四是由聚集个体智能变成可以把很多人的智能聚集融合起来变成基于互联网和大数据的群体智能。五是由拟人化的机器人变成智能工厂、智能无人机系统等更加广阔的智能自主系统。

3.港口岸电系统中人工智能技术的现状。对港口岸电系统进行完善，是一项工作量非常繁重的任务。要想完善该项工作，不仅需要熟悉掌握港口岸电系统中的电路及岸基供电设备，还需利用在设计过程中的经验预先判定出可能会产生的问题及最优的解决方案。现阶段大部分港口岸电系统通常应用原始的手工方式进行工作，该过程不仅未产生最优的设计方案，而且还造成大量人力物力的浪费。目前，港口岸电系统用电业务的智能化还处在起步阶段，港口常用的系统主要包括的是生产设备的使用和监控，缺少包含港口岸电运营及港口智能用电业务的完整系统。针对不同工作环境下的港口岸电系统，缺乏规范统一的营运系统来实现港口岸电服务的良性循环和长远大计，即智能化港口、绿色港口及港口园区化。近年来我国科学技术的飞速发展，人工智能被列为国家战略和一系列港口岸电政策的出臺，使得港口岸电系统进一步的发展。现在的港口岸电智能用电业务系统的逻辑结构大致分为3层，如图。

①终端设备层：对港口，码头所有电气设备的数据收集、状态监控及营运数据的汇总。

②网络通讯层：根据设备的工作环境利用不同形式的互联网通信方式将码头前场岸电设备及港口岸电智能系统联系起来。

③业务应用层：以岸电智能系统为基础，将港口内已有的各系统融合，来实现港口所有用电设备及港口智能用电业务的运营和管理。

二、人工智能在港口岸电建设的优势

1.进行港口电气设备的优化与设计。由于港口岸电系统正处于起步阶段，需要大量的新型电气设备。一个产品从研发到投入生产前的研发工作需要大量的科学实验。随着科学技术的不断发展，使得由人工设计转向人工智能技术进行电气设备的设计成为可能。人工智能辅助设计不仅大大减少了设计周期，而且还使新设计的产品科学性、实用性及兼容性更好。

2.有效预防与解决港口岸电系统中存在的故障与事故。在港口岸电系统的故障和事故的诊断上人工智能技术起着极为重要的作用，特别是对港口变压器和配电箱的故障处理意义重大。在港口岸电系统营运过程中出现故障的机率非常高，如果故障未能及时发现和解决，必将会带来巨大的经济损失。以系统中变压器出现故障为例。早期的处理方法是通过手机样本进行一步步的分析研究来判断出现故障的原因，该过程不仅繁琐而且还需大量的时间，也不能准确的得出结果。假如分析结果错误定会带来更严重的经济损失。利用智能技术不仅可以迅速有效地解决该问题，而且判断故障精度大大提高，从而保证整套岸电系统的运行稳定性与可靠性。

3.进一步优化港口岸电系统中客户终端的建设。随着科学技术的不断进步，智能手机的普及为优化客户终端的实现提供了条件，继而为船东提供更高的电力服务。港口岸电客户终端的实施，一方面实现了对船东用电需求的监控，另一方面实现了用电信息之间的共享。 客户终端的实施可以使船东对用电量及账户余额情况有一个清楚地认识，从而更好地安排工作时间，提高生产效率。账户余额的查询及余额不足的预警可以避免因账户余额不足导致停电，造成不必要的经济损失。

三、港口岸电智能化发展的战略思考

世界各国不断推进大气污染防治、节能减排等相关工作。2013年我国公布了《大气污染防治计划》，明确指出要控制船舶靠港时的污染。船舶港口岸电技术是实现节能减排，控制港口城市的有效手段之一。经过五年的努力港口岸电得到快速的发展，人工智能与港口岸电相结合成为当下发展的目标。港口岸电对保护环境、节约资源做出极大地贡献，港口岸电在营运中有许多新问题需要利用人工智能进行辅助处理，人工智能与港口岸电相结合成为不可逆转的潮流。就中国港口岸电系统智能化今后的开发及应用提出以下建议。

1.在国家政策的引导下，紧跟时代步伐，结合港口岸电现状，在现有资源下用人工智能推动岸电系统的升级。实现我国在港口岸电智能化方面对世界各国的弯道超车。

2.分析港口船舶岸电系统应用情况和岸电技术存在的问题。基于BF神经网络的内模控制器，根据港口船舶岸电用电特点及工艺要求，组合采用模糊逻辑、神经网络、进化计算等先进计算机算法设计出一种技术先进、运行可靠、效益显著的船舶岸电智能输出控制系统。

3.积极开发与研究新型岸电系统设备。开发对应软件，特别是智能化软件，有目的、有组织开发出拥有中国自主产权的智能化岸电设备软件和岸电设备应用平台，开发出最新型的港口智能岸电系统，并在此基础上使我国智能岸电系统走在国际前列。对于国外先进的智能岸电系统，吸收消化外国先进设备以便提高国产化水平。在实现港口岸电智能化的基础上走向世界向国外输出中国的先进岸电系统及人才，实现岸电系统的国际化。

4.港口的领导与管理是促进港口岸电系统发展的一个重要前提。管理者只有积极采用更先进的技术和系统才能有效促进科研者对岸电系统的优化和升级。故而，先进的现代管理理念为港口岸电智能化、现代化保驾护航。

5.人才教育是实现港口岸电智能化的根本。只有大力培养船电加油和人才培养，保护在岸电系统中各领域都拥有相对顶尖的科技和管理人才。这是实现我国科学技术走向世界最快的途径。

（作者单位：上海海事大学）