航运物流大数据联合创新实验室介绍

发布者:彭宜蔷发布时间:2024-04-28浏览次数:32


 上海海事大学为上海市人民政府与交通运输部共建高校,以航运、物流、海洋为特色,工程学科进入ESI全球前1%,港航物流学科保持全球领先,已向全国港航企事业单位及政府部门输送了毕业生逾16万,被誉为“高级航运人才的摇篮”。上海国际航运研究中心(以下简称“研究中心”)是上海海事大学于2008年会同上海市交通委等21家单位共同成立的港航高端智库,已与国内近500家港航类企业、研究机构、院校建立起联系,提交专报、内参124份,其中20篇获省部级领导批示,更有数篇曾分别获得温家宝、李克强、张高丽、张德江等党和国家领导人批示。被中国智库索引(CTTI)列为“CTTI高校智库百强榜”A类智库(全国唯一入选航运智库),被交通运输部列为新型智库试点单位。

 大学为研究中心提供了高度开放、独立的机制保障。学校为支持研究中心发展制订了专项政策,免去了教学、行政考核,允许研究中心独立于校外(霍山路150号)办公,派遣16位事业编制人员专任研究中心岗位,并允许研究中心自主通过派遣方式招聘全职人员近20名,采用坐班制管理,并支持研究中心以自有“品牌”参与航运业活动并与其它航运物流企业开展合作。

 在航运物流大数据领域已有扎实基础和较强行业影响力。

 一方面,研究中心积累了船舶轨迹数据逾1100亿条,宏观经济、贸易、航运统计数据逾400万条,全球船期、船舶档案、码头地理数据逾20万组,申请相关发明专利及著作权逾15项,出版航运大数据专著3部。在时空行为特征挖掘、轨迹压缩算法、轨迹聚类算法、运价预测模型、视频识别等方面拥有自有核心技术,部分已达国际领先水平。如,提前7天平均误差控制在4小时之内的班轮ETA预测算法,被应用于中外运运易通平台和华为全球供应链管理。

 另一方面,研究中心大数据技术已被广泛应用于政府的航运智慧治理和企业的智慧经营场景之中(涵盖主要龙头企业),并得到了行业的充分认可,形成了广泛的影响。面向港口,研究中心为天津港集团、浙江海港集团、招商港口等完成了大数据应用思路和场景设计等;面向航运,为中外运股份、招商轮船、中远海散货、中国船级社、上海船舶设计院、运去哪等完成了大数据分析算法和分析工具研发等工作;面向政府,为部水运局完成了岸电精准推广分析,为海南自贸港完成了国际物流枢纽数字化方案,为舟山海事服务基地完成保税油供大数据分析和经济贡献度分析,为平潭交建局完成了国际海事补给大数据分析等。推出诸多数据产品,研究中心面向航运业推出了一站式数据服务平台——“中国航运数据库”,持续发布大数据分析产品《基于船舶AIS大数据的全球20个主要集装箱港口综合服务效率评价》、《基于大数据的内贸集装箱海运公司营运效率排名》、《基于AIS全球主要干散货船队的动态监测分析》和《基于大数据的全球集装箱船舶运营绩效分析与航线优化研究》等。获得多个业界奖项:南大中国智库CTTI2017精品成果奖(报告《基于大数据的港航经济分析研究》),2017年上海市促进现代航运服务业创新示范项目、2017 年中国(小谷围)“互联网+交通运输”创新创业大赛一等奖、2018年中国(小谷围)“互联网+交通运输”创新创业大赛三等奖、2020年和2021年蝉联“智慧航运”数据创新应用大赛“过洋牵星”奖(中国交通通信信息中心、中国航海学会组织)。

实验室负责人徐凯博士、高工已成为航运物流大数据领域公认专家。荣获2020年度中国航运科技十大人物、2018年度中国航运界十大杰出青年、2018年上海国际航运优秀人才、全国生产力优秀著作奖、中国航海学会科技三等奖等。担任《计算机科学》、《中国航海》等中文核心期刊审稿人。兼任航运创新联盟秘书长、中国计算机学会中文信息专业委员会委员、机械工业出版社计算机专家咨询委员会委员、交通科学数据共享平台理事。撰写了国内第一部航运信息化著作《大数据时代的航运信息平台》,专著《基于AIS大数据的港航运营管理问题研究》。被中国大数据产业高峰论坛、海丝发展论坛、亚太经合组织(APEC)电子口岸示范网络、美国船级社(ABS)、DNV-GL在华130年论坛、AIS领域顶级会议汉堡SEADEVCON等邀请为大数据演讲嘉宾。


 1、实验室名称

 航运物流大数据联合创新实验室  

 2、所属领域方向、聚焦解决问题、主要成果内容和总体投资规模

 航运物流大数据联合创新实验室(以下简写为“实验室”),是为航运物流数据资产共享集聚、推动大数据应用场景落地、实现航运数字化转型赋能、兑现航运数据发展红利的功能性平台,是发掘航运物流数据中蕴含的价值,并帮助政府和港航、物流、贸易企业解决数字化经营业务需求的开放性实验室,致力于打造贯穿航运物流数据采集、流通、协同、共享和应用全链条大数据创新生态。  

 (1)所属领域方向

 航运物流大数据联合创新实验室建设属于航运、物流、多式联运、口岸服务等领域方向,航运物流是经济发展的重要支撑,经济全球化需要大力发展现代物流。实验室主要是对该领域中涉及的相关数据进行采集、流通、协同、共享和应用,为推动航运物流技术的现代化、航运物流产业数字化、及时调整业务结构和提升航运物流服务质量等方面提供技术支撑。

 (2)聚焦解决问题

 上海已跻身国际航运中心前三位,建设便捷高效、功能完备、开放融合、绿色智慧、保障有力的世界一流国际航运中心,是“十四五”时期上海国际航运中心建设的新目标,也是国家战略与国际形势新格局下的新使命。当前,上海在推进城市数字化转型、提升国际航运中心能级方面仍存在明显发展痛点。

 实验室将聚焦解决四大痛点问题:

 一是“缺共享”航运数据资源分散、缺乏合作共享,数据、技术、人才等资源集聚成为老大难;

 二是“缺标准”航运数据安全在基础编码、分层分级、跨境传输、脱敏处理、质量评价等多方面没有形成标准和规则;

 三是“缺应用”航运物流大数据的价值没有得到有效的利用,成果转化代价大、作用小,往往局限于单个通道内的应用或价值链某些环节的应用,没有实质性促进上海国际航运中心和航运产业的业务发展;

 四是“缺模式”缺乏面向市场的、可持续的大数据产品与服务创新模式。

 (3)主要成果内容

 实验室将重点打造四大应用平台:在感知、融合、仿真一体化的港航数字孪生平台、面向海运多式联运的国际物流通道保障智慧平台、航运物流数据池和能力开放平台、智慧海事服务与船舶航行保障大数据平台。

  ①感知、融合、仿真一体化的港航数字孪生平台

 实验室将围绕“船、港、货”的物联网多模态数据融合,并配合气象等数据,对重点作业港区、主要航道、重要锚地等场景进行基于VR技术的数字孪生还原,建立感知、融合、仿真一体化的港航数字孪生平台,从而解决生产场景监测、事故过程还原、作业计划仿真优化等港口、航运企业重点关注的问题让港口作业管理可以做到全天候、无死角、零距离,大大提高了港口作业效率和效能。

 拟研发项目包括:航运数据集成平台建设应用(与中远海运集团合作,该项目属于交通强国建设试点任务)、基于航运全要素数据的航运数据中台(与中远海运科技股份有限公司合作)、视频识别数据与AIS轨迹数据的融合比对系统(与迈润智能科技(上海)有限公司合作)、基于数字孪生的海上交通可视化系统(与中交通信大数据(上海)科技有限、上海虹口数字航创中心合作)、用户船港信息智慧协同系统(与上海虹口数字航创中心合作)、船舶油水远程监控(与舟翼机电合作)等,计划申报专利3-6项,产品交付企业不少于10家。

 拟制订相关标准包括:船港配载信息交换标准、水上交通数字孪生数据要素标准、通用移动目标时空监测标准、航运地理信息可视化表达标准、船代放箱业务标准等。

 ② 面向海运多式联运的国际物流通道保障智慧平台

 实验室将围绕“门到门”全程海运多式联运物流业务,实现事前规划、事中监控、事后分析的全周期大数据应用,解决后疫情时代我国重点贸易通道保障方面的规划、监测、预测、预警、应急问题。

 拟研发相关项目包括:基于区块链智能合约及侧链协议的航运区块链能力服务平台(与中远海运科技股份有限公司合作)、班轮船期和准班率分析系统(与上海汇航捷讯网络科技有限公司合作)、班轮ETA预测和异常预警系统(与中国外运股份有限公司、上海汇航捷讯网络科技有限公司合作)、跨境全链路物流数据协同系统(和中外运华东公司合作);上海口岸双循环货量转化与结构分析(与上海亿通国际股份有限公司合作)、多式联运运输方案智能规划引擎技术研究(与上海虹口数字航运创新中心合作)、物流全程跟踪可视化系统(与中国外运股份有限公司、中外运华东公司合作),物流供应链的智能配载+调度+路径优化(与中国外运股份有限公司、上海临港共生态研究院等合作),计划申报专利4-8项,产品交付或服务企业用户不少于20家。

 拟制订相关标准包括:SOC舱位信息交换标准、公共船期信息发布标准、在途运输货物质押规则、多式联运区块链相关标准或指南、水运集装箱订舱数据标准等。

 ③ 智慧海事服务与船舶航行保障大数据平台

 实验室将重点围绕船舶航行安全、节能减排、供应补给、智能维护等开展研究,综合海洋气象导航、船岸一体化、智能船舶等领域的数据进行应用探索,实现安全管理、救助指挥、海事服务等全方位需求的智慧化。

 相关研发项目包括:基于物联网(IOT)技术的智能船岸基数据中心(与中远海运科技股份有限公司合作)、无人机视频图像识别技术的智能化和消防水上智慧救援平台(与中交通信大数据(上海)科技有限合作)、船舶供应零等候服务平台(与润通航运服务有限公司合作)、船舶安全与防污染云监控平台(与上海舟翼机电有限公司合作)、海事服务协同大数据平台(与上海翼舶港信息技术有限公司合作)、海上船舶航行保障大数据分析(与上海虹口数字航创中心合作),计划申报专利3-6项,产品交付或服务企业用户不少于12家。

 拟制订相关标准包括:船舶供应目录分类标准、船舶供应代码标准、船舶排放动态监测规范、海事服务历史记录数据标准、船舶档案数据标准等。

 ④ 航运物流数据池和能力开放平台

 实验室将建立航运物流数据资源目录和用例数据库、航运物流数据交换标准、大数据能力开放平台和竞赛平台、公共数据查询和格式转换服务,以期实现产研融合、产教融合、产学融合,促进航运物流数据开放、共享、应用和协同创新。

 相关的举措包括:航运物流数据资源体系和元数据编码研究(与上海亿通国际股份有限公司、上海虹口数字航创中心合作)、航运物流数据交换标准制定(与中国外运股份有限公司、上海亿通国际股份有限公司等合作)、开发国际航运专题大数据库(与上海临港共生态研究院合作)、大数据能力开放平台和竞赛平台(与上海虹口数字航创中心合作)、公共数据查询和格式转换服务(与中远海运集团、中国外运股份有限公司、上海亿通国际股份有限公司合作),计划申报专利2-5项,产品交付或服务企业用户不少于50家。

 拟制订相关标准包括:航运数据分层分级规则、航运数据质量评价标准、航运数据跨境交换规则、航运物理数据脱敏处理指南等。


 1、建设目的

 为落实数字中国、海运强国、大数据战略,深入贯彻落实习近平总书记考察上海重要讲话精神,落实李强书记“全面推进城市数字化转型”的指示,落实《上海市交通行业数字化转型实施意见(2021-2023年》提出的“推动港航数字化升级,发展航运新经济”,“推动海上大数据分析平台和数据开放服务平台等基础设施建设”,“鼓励开展‘智能航运’示范应用,助力航运贸易大循环”任务,就必须实现航运数据资源的集聚和整合,加快数字化应用的落地,构建智能航运数字化生态体系。

 (1)助力解决航运物流数字化转型的瓶颈问题,帮助港航、物流、贸易企业解决数字化经营业务需求,提升城市营商环境;

 (2)为“十四五”时期上海建设更高水平的国际航运中心提供大数据支持,深化公共数据和社会数据融合;

 (3)助力上海打造成为全国乃至全球航运物流大数据智能应用示范区,引领航运数字化标准与规则的制订,树立全球航运规则话语权;

 (4)构筑航运物流大数据开放平台和应用成果转化平台,助力加快培育数据要素市场;

 (5)探索航运物流大数据可持续发展创新模式,进一步释放数据红利,实现上海全链条、全周期、多维度、市场化航运物流大数据资源集聚效应。

 2、必要性

 (1)应对“后疫情时代”全球贸易格局新挑战急需大数据赋能。自全球范围爆发新冠肺炎疫情以来,航运市场突发运价高、港口堵、缺空箱、爆仓库、运河阻等新难题,大大加剧了全球经济贸易风险,依赖航运支撑的贸易全球化供应链变得十分脆弱,制造业权益难以保障,盈利空间层级压缩。“数据”是助力中国平稳度过“后疫情时代”最有效的工具,也是奠定习近平总书记讲话中“建设开放型世界经济”新格局的中国地位的主力军。运用大数据深度挖掘和智能分析,国际贸易多元化的服务需求得以精准发现、精准配置、精准触达,大数据作为航运产业数字化转型的重要组成部分,将成为提振产业经济的新抓手。

 (2)上海国际航运中心能级提升急需夯实数据基础。航运物流大数据涉及“船-港-货”,是重要的基础性战略资源和关键性生产要素,在支撑“航运中心”高质量发展和全面建成的同时,也对支撑贸易、金融、服务业和科创中心有重大作用。通过大数据重新定义航运产业形态和能级,赋能全产业链协同,价值链整合,解决当前上海在航运物流方面仍存在的缺乏数据资源共享、业务协同、复合人才、开放平台、数据标准等问题,导致力量分散、重复建设、孤岛林立、互不兼容的局面。实验室坚持航运科技的创新必须与行业紧密结合,通过多维链主企业共建模式,将上海航运产业最优质的资源紧密结合在一起,激活航运物流数据的活力,提升航运物流发展速度,释放数据价值,实现资源配置优化、业务形态优化和产能优化,以此来推动航运产业形态重新定义,驱动业务决策与核心竞争力的提升。

 (3)航运物流业急需中立第三方搭建合作新桥梁。如火如荼的航运数字化转型,如果没有数据标准、规则与合作机制作为基础,“各自为战”是必然结果,难以形成创新合力。上海虽然集聚了全国航运物流生态链绝大多数的链主企业以及航运物流数据资源,但由于各方体量都很巨大,资源的集聚难以由某一家企业牵头,需要中立第三方协调。由实验室作为中立的第三方牵头,将行业资源进行统筹协调,建立合作机制,实现跨通道、全链条数据串联,解决各环节的数据不共享和标准滞后、不同节点的数据连接困难、数据孤岛不同等问题,是最有可能的方式。

由此,建立航运物流大数据实验室能够帮助填补上海及国内在此方向积累经验,搭建功能型平台,推动航运物流数据集聚、数字化应用场景落地,以此推动港航数字化升级,发展航运新经济,推动上海国际航运中心数字化转型,引领长三角航运数字化发展,并为我国其他港口城市提供经验,共同推进智慧航运的生态建设。



 1、实验建设已具备条件

 (1)已有产业和学术领域的影响力。牵头单位上海海事大学上海国际航运研究中心是“CTTI高校智库百强榜”A类智库,是交通运输部新型智库。实验室带头人徐凯博士深耕航运大数据领域十余年,已出版航运大数据著作3部,在业界具有相当高的影响力和号召力,曾受邀在该领域顶级会议德国汉堡SEADEVCON中演讲。疫情爆发后,其撰写的文章《透过大数据看集装箱班轮运输的“疫”情》被路透社翻译成英文转载《Chinas top container ports unclog backlog as virus curbs ease - Reuters》,并被纽约时报等国际著名媒体转载。团队已获得多个业界奖项:南大中国智库CTTI2017精品成果奖(报告《基于大数据的港航经济分析研究》),2017年上海市促进现代航运服务业创新示范项目、2017年中国(小谷围)“互联网+交通运输”创新创业大赛一等奖、2018年中国(小谷围)“互联网+交通运输”创新创业大赛三等奖、2020年和2021年蝉联“智慧航运”数据创新应用大赛“过洋牵星”奖(中国交通通信信息中心、中国航海学会组织)。

  1.  已建设了专职研究团队。牵头单位上海海事大学从2014年开始建设港航大数据实验室,且已有多年航运大数据研究经验、技术和应用积累。团队主持省部级以上项目20余项、200多项企业合作项目,近5年科研总经费超过6000万元。上海海事大学上海国际航运研究中心将投入联合创新实验室工作的人员不少于15人,其它各参建单位也将选派合计不少于30人参加实验室建设,预计实验室将持续维持45人的专职研究队伍,其中正高级职称不少于3人,副高级职称不少于5人,研究人员27人(硕士及以上人员60%以上),其中博士研究生不少于4名,硕士研究生不少于20名,研究团队专业涉及国际航运、物流工程、系统工程、交通运输、通信工程、机电一体化、交通运输规划与管理、船舶工程、计算机科学与技术等方面,研究队伍结构全面、层次合理、基础扎实、实践经验丰富。其中,参建单位中远海运科技股份有限公司拥有一支总人数超1000人的高科技人才团队,设有博士后流动站、硕士培养点及研发创新中心,其团队研发的基于物联网技术实现的船舶全生命期的行为跟踪和识别的核心产品“船视宝”,入选2020年央企数字化转型典型案例,目前已获得经济效益约1200万元。

 (3)已有雄厚的软硬件资源。上海海事大学拥有教育部、交通部、上海市科委等18个省部级研究实验基地,基地用房面积约14390.79平方米,年度建设经费约1468万元。其中独立的港航大数据实验室,包含30余台服务器、5台磁盘阵列、万兆数据交换网络等,组成了私有云计算环境,可以支持上百个节点的集群计算,有Python、Scala、Java和R语言自建算法库和NoSQL数据库。中交通信大数据(上海)科技有限公司有占地53亩的4万平米办公楼,建设5000个机柜容量的数据中心,数据中心对标国标T3,PUE<1.4,具备良好的办公环境及研发条件;上海亿通国际股份有限公司有650平方米的办公区域,建设的大数据中心涵盖了Hadoop平台服务器、数据仓库服务器、数据清洗服务器、AI服务器等硬件设备,数据源覆盖时间达2~3年,数据总量约为5T左右。

 (4)已经积累了丰富的数据资源。实验室不仅存储了超过1100亿条AIS船舶轨迹数据,全球船舶档案、全球75000艘商船建造、类型、注册、尺寸、机电、运量等重要信息,全球港口码头分类及位置标定、航线、口岸数据以及近50000个泊位类型、装卸性质、货源货种、修船坞、STS泊位等信息,全球海洋气象、全球海图数据等诸多航运物流数据,还有宏观经济、贸易、航运统计数据资源量逾400万条,以及全国重点营运车联网超过70万辆车辆动态数据近10亿条。

 表2 已有数据资源概览

数据类别

涵盖内容

数据范畴

数据估量

AIS船舶轨迹数据

船名、船舶类型、MMSI、呼号、航首向、航迹向、航速、经纬度、状态、船长、船宽、吃水、目的港、预到时间等

全球船舶

1100亿条

全球船舶档案

船名、船舶类型、建造年

、IMO、总吨、载重吨、MMSI、呼号、船舶状态、船籍港、船旗国等

全球船舶

全球商船数据

建造、类型、注册、尺寸、机电、运量等

全球75000艘商船

10万条

全球码头数据

位置、范围、装卸货设备、人工、泊位、水深、航道、引航、可停靠泊位数量、可提供装卸能力、航道情况等

全球码头19047个

全球泊位数据

泊位类型、装卸性质、货源货种、修船坞、STS泊位等

全球50000个泊位

全球海洋气象数据

风速、风向、浪高、涌高、涌向、涌周期、温度、湿度、气压等

2020.7-今,WNI全球气象预报数据

全球海图数据

全球电子海图瓦片服务

全国车联网

数据

车牌号码及车牌颜色、卫星定位时间、车辆的实时经纬度、车辆行驶速度、车辆行驶方向、报警数据(如疲劳驾驶、超速、违法停驶等);静态数据包括驾驶员、运输企业等运政信息

全国重点营运车联网超过70万辆车

10亿条

全球潮汐站点数据

站点当天潮汐信息条数

全球8546个潮汐站点

102亿(每天)

全球航线数据

港口到港口间的航线数据

全球主要港


648万条

舱单数据

报关申报、查验、放行

海运物流数据

到港、卸船、订舱

装箱、进

、装船、离港、货物提离、结关

货物申报数据

报关申报、查验、放行

航运船期数据

1万条

拖车运输数据

50万条

口岸清关相关数据

主要指机场方面、洋山深水港及外港、吴淞口地区

海关清关时效数据

物品查验耗时、物品抵港至放行平均时耗

海关常规清关业务费

费用明细数据

海关费用占比统计

海关特殊业务及特殊费用在清关总费用中的占比情况

物流运输时效数据

世界主要港口、航线、海运公司物流运输时效数据

大宗物品海空运费

世界常规大宗物品海空运输的费用数据(季度更新的里程、航线、费率、保价等)


 表3物流供应链数据资源

数据种类

 数据名目

 数据覆盖时间

 数据总量

  海运

  

  

  

  

 

 状态节点

 2019.10 - 2021.10

 2000万

 提单轨迹

 2017.10 - 2021.10

 40万

 船舶路由

 2019.03 - 2021.10

 30万

 船舶轨迹

 2017.10 - 2021.10

 5万

 报关信息

 2019.10 - 2021.10

 400万

 港口数据

 2019.10 - 2021.10

 1000万

  空运

 

 状态节点

 2019.10 - 2021.10

 50万

 空运路由

 2019.04 - 2021.10

 15万

  陆运

 

 车辆轨迹

 2018.10 - 2021.10

 70万

 快递数据

 2020.05 - 2021.10

 8万

 铁路

 铁路数据

接入中 

 


 表4自建数据库内容和规模统计

分  类

数据源名称

数量/存储量

时间跨度

空间跨度

船舶轨迹数据

全球集装箱船舶轨迹数据

48亿条

2012-至今

全球

全球干散货船舶轨迹数据

236亿条

2012-至今

全球

全球油轮轨迹数据

39亿条

2012-至今

全球

全球其它货轮轨迹数据

150亿条

2012-至今

全球

全球其它


轨迹数据

460亿条

2012-至今

全球

港航统计数据

全国港口分货种吞吐量统计数据

250万条

2010-至今

全国

口岸贸易统计数据

20万条

2014-2016

全国

其他港航统计数据

110万条

1970-至今

全国

港口基础数据

全球港口数据

9800条

截至目前

全球

全球码头数据

20000条

截至目前

全球

全球船舶档案数据

12万条

1900-2017

全球

 表5自建数据库中统计指标数据的构成情况

分类

掌握的数据

港口码头数据

全球港口吞吐量排名、港口货物

吐量数据、港口集装箱吞吐量数据、港口货物库存量数据、船舶靠泊数据、码头运营商数据、港口基础数据等

航运市场数据

航运运价指数数据、航次租金数据、航次运价数据、航运市场海运量数据、船舶运力、新船价格、二手船价格、订单量数据等

航运服务数据

航运服务基础数据、船舶注册数据、海事法律数据、航运金融数据、船舶管理数据、邮轮产业数据、航运人才数据、口岸检查数据等

经济指标数据

宏观经济数据、煤炭产业、电力产业、铁矿石产业、粮食产业、燃油价格、石油化工

业、汽车产业、房地产业、冶金产业、农林牧渔、进出口贸易额、

易量数据等

景气指数数据

中国航运景气指数、中国航运信心指数、中国航运景气动向指数、中国航运景气预警指数等

 (5)已经在为政府和行业提供数据和技术支持。牵头和参建单位所属研发团队均已有十分成熟的研发和成果落地经验,长期为政府和航运行业提供数据和技术支持。在政府的航运智慧治理方面:研发了长三角水上交通一体化平台、为洋山港海事局研发了水上交通大数据智能服务平台、为南通市政府开发局海上交通管理和港航调度互联“两级”指挥和协同平台、为交通运输部水运局完成了岸电精准推广分析,为海南自贸港完成了国际物流枢纽数字化方案,为舟山海事服务基地完成保税油供大数据分析和经济贡献度分析,为平潭交建局完成了国际海事补给大数据分析等,均已投用且反馈良好;在企业的智慧经营方面:为天津港集团、浙江海港集团、招商港口等完成了大数据应用思路和场景设计等,为中外运股份、招商轮船、中远海散货、中国船级社、上海船舶设计院、运去哪等完成了大数据分析算法和分析工具研发等工作,为招商轮船开发大宗运输市场监测和BCI价格预测系统已投入使用,研发的班轮ETA预测算法已经在中外运运易通平台投入使用,研发的基于航运物流产业的区块链技术研究及应用自主研发实现了Go语言版本的SM2/3/4、智能合约虚拟引擎WVM、实现了区块链技术的API化,目前已为行业创造经济效益310余万元,航运数据中台已为行业创造经济效益1200余万元;在公共数据服务方面:推出了诸多数据产品,如一站式数据服务平台——“中国航运数据库”,持续发布大数据分析产品《基于船舶AIS大数据的全球20个主要集装箱港口综合服务效率评价》、《基于大数据的内贸集装箱海运公司营运效率排名》、《基于AIS全球主要干散货船队的动态监测分析》和《基于大数据的全球集装箱船舶运营绩效分析与航线优化研究》等。

(6)具备扎实的航运领域学术基础。上海海事大学实验基地近年来以第一作者或通讯作者发表ESI高被引论文40篇、SCI\EI论文602篇,出版学术著作、国家级教材64部,授权发明专利230项,承担国家级科研项目139项,省部级科研项目225项,企事业重大项目(100万元以上)43项,获得省部级以上科技奖励39项,其中以第一完成单位获得的上海市科技进步奖18项。



 图1 航运物流大数据联合创新实验室合建单位职责分工图


 主要内容

 (1)“建目录”:构建航运物流数据目录与资源开放平台,实现航运物流基础数据的采集、流通、协同和共享。实验室将会调研梳理整个航运物流数据体系,以便打通各个环节数据,构建航运物流数据港,建立航运物流大数据资源共享开放平台,实现航运物流基础数据的采集、流通、协同和共享。

 (2)“树标准”:树立航运物流数据治理与安全标准体系,促进产业链上下游纵向数据标准化。建立标准委员会,围绕航运物流数据治理与数据安全方面的标准需求,通过企业、地方、团体、行业等多个标准渠道,以数据分层分级、数据跨境传输、“船-港-货”协同数据交换等问题为切入点,促进产业链上下游纵向数据标准化;全面梳理数据链上的业务、感知、单证、监管数据体系,为公共主数据建立标准和规范,形成和提供航运物流产业数据资源目录和交换渠道,引领全球航运物流数据标准制订话语权。

 (3)“推应用”:推进航运物流大数据技术应用场景落地,打造一批全维度、全技术、全模式、全链条的大数据产品、服务、应用落地。打造四大应用平台:感知、融合、仿真一体化的港航数字孪生平台、面向海运多式联运的国际物流智慧平台、航运物流数据池和能力开放平台、智慧海事服务与船舶航行保障平台。

 (4)“立模式”:探索航运物流大数据可持续发展创新模式,以商业化逻辑构建可持续的航运物流大数据供应链。实验室将以港口智慧化、船舶智能化、业务线上化、政务一体化等产生实用价值和经济效益的数字化热点领域为抓手,发挥实验室集聚航运行业船、港、货、物流、船舶管理与服务、第三方研发等全链条多维资源优势,以商业化逻辑构建可持续的航运物流大数据供应链,着力打通链条上各个环节,调动各方共同搭建航运物流大数据资源、技术、方案的大中台。

 创新特色

 (1)软科学与工程技术互补。航运物流大数据研究既涉及国际航运和物流领域大量的经济和管理问题研究,又涉及航海、交通运输工程、算法工程和大数据领域的技术研究问题,需要将业务与技术融合,软科学与“硬”科学融合,打通数据分析与航运物流经营管理之间的壁垒。

 (2)中立方牵头融合链主企业跨界融合。将“物流”与“航运”数据跨界融合,实验室由经验丰富且中立的第三方机构研究中心作为牵头单位,联合航运和物流行业权重级链主企业共同建设,包括中国最大的货代企业中外运股份、交通部直属企业中交航信大数据、全球最大航运公司旗下中远海运科技、上海口岸最专业的数据公司亿通国际,以及E-Ports、全球捷运、运去哪、迈润科技等具有代表性的新兴数字化航运物流企业,融合各参建单位掌握的船、港、货、航线、业务等全链条数据集合,实现航运物流大数据“升维”价值。

 (3)高校孵化体外独立。实验室发端于上海海事大学,但上海海事大学对实验室给予充分的独立自主权,保障办公独立(校外办公)、人员独立(全职研究人员无需承担教学任务)、经费独立(设立专户经费专款专用)、品牌独立(相关成果不强调学校署名),待孵化成功后允许通过成果转化方式脱离学校独立发展。

(4)人员互派制度促进交流。通过建立企业与实验室人员互派制度,实现开放式的合作关系,促进实验室与企业之间进行更紧密的创新合作与交流,提高大数据技术在企业的应用转化能力,同时也发挥实验室研究价值。


 预计完成项目产品

项目

主要产品

数据共享

  • 建立航运物流数据资源目录和用例数据库

  • 定期发布航运物流数据资源目录

  • 开发航运物流征信评估系统;

  • 建立航运物流大数据共享公共平台(公共数据查询和格式转换服务)

数据标准

  • 制定并公布航运物流数据交换标准,制订数据规范和标准指南

  • 制定并公布研究运物流数据治理与安全标准

  • 包括:船港配载信息交换标准、水上交通数字孪生数据要素标准、通用移动目标时空监测标准、航运地理信息可视化表达标准、SOC舱位信息交换标准、公共船期信息发布标准、在途运输货物质押规则、多式联运区块链相关标准或指南、船舶供应目录分类标准、船舶供应代码标准、船舶排放动态监测规范、海事服务历史记录数据标准、船舶档案数据标准、航运数据分层分级规则、航运数据质量评价标准、航运数据跨境交换规则、航运物理数据脱敏处理指南

数据应用

感知、融合、仿真一体化的港航数字孪生平台

  • 航运数据集成平台建设应用

  • 基于航运全要素数据的航运数据中台

  • 视频识别数据与AIS轨迹数据的融合比对系统

  • 基于数字孪生的海上交通可视化系统

  • 船港信息智慧协同系统

  • 船舶油水远程监控

面向海运多式联运的国际物流通道保障智慧平台

  • 基于区块链智能合约及侧链协议的航运区块链能力服务平台

  • 班轮船期和准班率分析系统

  • 班轮ETA预测和异常预警系统

  • 跨境全链路物流数据协同系统

  • 上海口岸双循环货量转化与结构分析

  • 多式联运运输方案智能规划引擎技术研究

  • 集装箱班轮异常行为预警监控系统报价

智慧海事服务与船舶航行保障大数据平台

  • 基于物联网(IOT)技术的智能船岸基数据中心

  • 海上船舶航行保障大数据分析

  • 无人机视频图像识别技术的智能化和消防水上智慧救援平台

  • 船舶供应零等候服务平台

  • 船舶安全与防污染云监控平台

  • 海事服务协同大数据平台

航运物流数据池和能力开放平台

  • 航运物流数据资源体系和元数据编码研究

  • 航运物流数据交换标准制定

  • 大数据能力开放平台和竞赛平台

  • 公共数据查询和格式转换服务




 1、社会效益

 (1)激活航运产业数字化引擎动力,加速上海国际航运中心地位稳固。上海已跻身国际航运中心前三位,建设便捷高效、功能完备、开放融合、绿色智慧、保障有力的世界一流国际航运中心,是“十四五”时期上海国际航运中心建设的新目标,也是国家战略与国际形势新格局下的新使命。实验室的建设激活了航运产业数字化创新活力,以商业逻辑模式促进平台生态数字化增能,联合产业链权重级链主企业合作共建,进一步加强了龙头企业的牵引力量,共同打造全球航运资源数据汇聚高地,促进航运大数据规模汇聚和分享,实现以数字化推动上海现代航运业加速发展的重要目标,进一步强化上海国际航运中心对内集聚和对外辐射的能力。

 (2)打造上海成为全球智能航运技术和产业化高地。作为现代航运的新业态,智能航运不仅是当前全球航运业发展的前沿与趋势,发展数字化、智能化航运产业,有利于深化供给侧结构性改革,实现提质增效,航运物流大数据联合创新实验室的建设,将有助于上海打造成为全球智能航运技术和产业化高地;同时,实验室的建立,促进了相关产业的创新发展和协同发展,助力国家战略,推动上海航运创新产业集群,从而带动了地区乃至整个国家的经济发展。

 (3)促进航运物流大数据科创应用落地联动。实验室是本领域国内研究中心,对本领域的发展具有辐射带动作用。随着移动互联网、智能终端、大数据、云计算等的广泛应用,以绿色、经济、安全、智能技术为代表的创新与变革正在深刻影响着航运业,而实验室的建设,有利于促进智能航运的迅速发展,科学提升我国航运的竞争力,实现航运产业的高质量发展。

 2、经济效益  

 (1)保障科创成果落地,减少科创浪费。随着时代进步和市场洪流推动,航运物流领域的大数据意识已经较为普遍,传统航运物流公司、新生高新科技公司研发大数据应用产品成了行业发展的新趋势。可是,各细分行业大数据应用落地效益不及预期、行业数据应用研究缺乏、局限于单个通道内的应用或价值链某些环节的应用,投入大价值的科创成果最后无法投用市场的现象比比皆是。实验室为航运物流全产业周期各环节打通数据通道,制定数据标准,连接数据孤岛,精确场景设计,联结企业落地投用,真正为实现航运物流大数据科创投资回报带来了解决方案,推动产学研用成果更好、更精准地转化为经济效益,很大程度上缓解了行业企业当前的科创浪费问题;

 (2)节约航运物流行业管理成本。实验室作为一个集产、学、研、用为一体的综合服务平台,通过对港航业数据资源的合理利用,以关键指标算法为技术手段,帮助政府、企业完成数字化转型,利用更多信息化的手段解决业务难题,发展无纸化应用业务模式,提高航运物流的智慧化水平,帮助政府提高监管效率,降低监管成本,帮助企业简化业务流程,降低运营成本。

(3)增加实际营运收益。实验室通过对全球运输网络、港口运营绩效、大宗商品贸易及散货运输、船舶服务及船舶设计、海事管理、绿色航运等领域进行研究,为企业提供具有前瞻性商业智能、生产优化、安全环保、客户服务、人力资源及战略投资等方面的应用场景建设建议,帮助企业进行预判市场、精准投资、高效管理,大大提高了企业的投资运营效率,增加了企业的投资运营收益。


 实验室整体的组织架构:

 图1 航运物流大数据联合创新实验室与共建单位的架构关系

 图2航运物流大数据联合创新实验室组织架构图



1、获得荣誉

 2019年10月,全国政协副主席、交通运输部党组书记杨传堂专程到港航大数据实验室机房所在地调研,参观了港航大数据实验室的研究成果,杨传堂书记对其研究成果给予充分肯定。

 时任交通运输部副部长翁孟勇视察


 交通运输部水运局局长李天碧视察

研究报告《基于大数据的港航经济分析研究》获得南大中国智库CTTI2017精品成果奖。这一成果为研究中心持续被“中国智库索引”(CTTI)收录奠定了基础。

 大数据研究成果获智库案例奖文件

 已发表的航运大数据著作的获奖证明


 已发表的航运物流大数据论文EI检索收录证明

 上海海事大学开发航运数据库获中国航海学会科技三等奖

 2020年,获中国交通通信信息中心、中国航海学会主办“智慧航运”数据创新应用大赛 “过洋牵星”奖 《基于AIS大数据分析的BCI指数走势预测》。

 2017年,首届全国高校数据驱动创新研究大赛,大数据研究报告“海上丝绸之路石油运输发展研究”,获优秀奖,主办单位:北京大学图书馆、北京大学信息管理系、南海大数据应用研究院。

 研究报告 “基于大数据全球集装箱热门航线、船型分析”(Big Data-Based Analysis Report on World’s Top Container Shipping Routes and Ship Types)被意大利政府顶级智库SRM《意大利海洋经济年度报告》全文选用并翻译成英文印刷出版,有较大的全球影响力。

 出版著作《基于AIS大数据的港航运营管理问题研究》论述了数据资源应用在航运领域未来创新发展中的重大意义,介绍了大数据的概念、特点和技术体系,详解了船舶自动识别系统(AIS)产生的巨量船舶轨迹监控数据的结构、存储方案和研究方法,阐述了港航管理领域数据应用的实际数据分析需求,结合研究中心多年来完成的基于实时船舶轨迹数据分析在港航管理领域的应用成果,分别介绍了港口运营管理、船舶运营管理、全球船队动态监测分析和海事管理四类AIS数据应用案例、模型、结论和展望航运数据的应用前景。

 由徐凯、郭胜童、杜忠平、孙鑫共同发表《透过大数据看集装箱班轮运输的“疫”情》一文刊登在《中国水运报》上之后,受到国内外航运业的广泛关注,对于应用海量数据资源分析支撑市场异常情况分析的讨论成为热门话题。据不完全统计,路透社撰稿《China's top container ports unclog backlog as virus curbs ease》(随者疫情好转,中国主要集装箱港口的压港情况正在缓解)、韩国《海事信息网》(作为当日头条)、韩国《海运新闻网》、美国《Maritime Executive》、美国《纽约时报》、香港《南华早报》等数十家国际知名媒体报道引用了SISI对中国集装箱港口疫情期间跳港、停航事件的数据分析和市场进入复苏过程的判断结论,并报道了对徐凯博士的采访内容。

 港航大数据实验室负责人徐凯应邀参加中国大数据产业生态大会演讲。

 应邀参加德国汉堡SEADEVCON论坛演讲

 应邀参加中国(青岛)国际大数据高峰论坛演讲

 前期学术成果:

(1)专著:徐凯, 真虹等. AIS大数据在港航运营管理中应用研究[M]. 北京: 人民交通出版社, 2020.  

(2)论文:Kai Xu, Hong Zhen, Yan Li, Luo Yue. Big Data Acquisition and Analysis Platform for Intermodal Transport[J]. International Journal of Database Theory and Application, 2016, 9(12): 67-78. (EI期刊)

(3)论文:徐凯,邱家瑜,李燕.一种加入时间维的船舶轨迹高效离线压缩算法研究[J].计算机科学,2017,44(11A):498-502 (核心期刊)

(4)报告:徐凯, 郭胜童. 基于大数据的港航经济分析研究[R]. 南京: 南京大学中国智库研究与评价中心, 2018. (获得南大中国智库CTTI2017精品成果奖)

(5)专著:徐凯. 大数据时代的航运信息平台[M]. 北京:人民交通出版社, 2015.  



 五、其他

真实性承诺



 我单位所有申报材料,均真实、完整、准确,我单位申报材料内容所涉及的活动均符合国家相关法律法规要求。前述声明与实际情况如有不符,我单位愿承担相应的责任。




 申报单位(公章):  


 年   月   日

 附件:

 建设方案编制大纲


    实验室建设方案需包括以下章节内容:

1、建设目标。明确实验室聚焦行业及领域,拟解决该行业大数据发展的主要问题,编制实验室整体发展建设的总体目标和阶段性目标,阐述实验室建设的目的和意义。目标设置应做到重点突出、特色鲜明、科学合理,切勿泛泛而谈、面面俱到。

2、建设规划。说明实验室整体的组织架构、参建单位的职责分工、建设任务实施计划安排、常态化运行机制等内容。重点要阐述如何发挥产、学、研、用等参建各方优势,加快实验室建设和成果转化。

3、组织保障。说明实验室建设的人才、资金、场地、数据等方面已有基础,以及建设期间计划的建设投入情况,并编制实验室建设的资金预算表。

4、建设成果。针对实验室所聚焦解决的问题,阐述相应实验室建设阶段性和期满的相应成果。需详细列出每年度和建设期满实验室成果的具体考核指标,且指标内容要可评估、可量化。

 5、安全管理。说明实验室建设和管理过程中,如何采用各类人防、物防、技防手段,强化运行安全保障。