本文内容来自：东方电子集团国研自动化有限公司副总经理尹航先生！于“2025全国油气化学品海基储运设备智能化与高质量发展大会”上发表的报告。
作为全国最大的原油混调配输基地，山东港口烟台港西港区承载着年近 4000 万吨的原油储运业务，集码头、罐区、管道一体化运营，拥有 1100 余公里原油管网、4 座 10-30 万吨级核心码头及 652 万 m³ 仓储罐容，其运营效率与安全管控水平直接影响行业发展格局。
面对开放海域复杂海况、数据孤岛、船舶作业调度不科学等多重瓶颈，烟台港联合多方打造大型油港智慧化管理平台，以四大核心技术创新破解行业难题，交出了一份 “增效、降本、智慧、安全” 的实践答卷。今天，我们就来深度解析这一标杆项目的创新逻辑与应用价值。
一、项目背景：直面行业痛点，锚定创新方向
1. 业务规模与行业地位 烟台港西港区已形成完善的原油储运体系：
• 码头资源：4 座核心原油码头（601#、602# 泊位可停靠 10-30 万吨级船舶，106#、107# 泊位覆盖 1000 吨 - 12 万吨级船舶），年设计通过能力超 4200 万吨；
• 储运设施：1100 余公里原油管网、1 座铁路油品装卸站、1 座汽车油品装卸站及多个大型仓储罐区，罐容合计 652 万 m³；
• 核心定位：全国最大的原油混调配输基地，承担着原油接卸、储存、调配、输送全流程业务。
2. 亟待破解的运营瓶颈
尽管规模领先，烟台港仍面临三大核心痛点：
• 安全管控难度大：开放海域海浪复杂，灾害性海浪偶发，浪、船、缆动态关联难把控，传统人工经验管理存在盲区；
• 数据协同能力弱：系统分散建设形成 “数据孤岛”，缺乏统一数据底座，无法实现管控可视化与数据联动分析；
• 预测决策精度低：全球风场预报尺度大、精度低，船舶运动响应预测不及时，系缆力拟合计算缺乏技术支撑，作业调度主观性强。
3. 核心研究思路
针对痛点，项目确立 “精准预测 - 智能决策 - 安全作业 - 高效运营” 的核心思路：
• 聚焦码头前沿海况精细模拟与准确预测，突破海浪 - 船舶 - 码头动态关联技术；
• 构建数据一体化平台，实现感知、监测、预警全流程可视化；
• 打造超前判断机制，精准识别安全作业窗口，兼顾生产效率与本质安全。
二、技术创新：四大核心突破，构建智慧管控体系
项目团队历经多年研发，在水文气象预报、船舶运动预测、作业就绪度评估、数字孪生平台四大领域实现关键技术突破，多项指标达到国际领先水平。
创新点 1：高精度水文气象预报模型及浪涌分离技术
技术瓶颈
传统波浪力学模型在复杂边界条件下准确性差，混合水文环境中浪涌判定的动态适应性不足，难以满足码头精细化作业需求。
核心创新
• 高时空分辨率模型：将网格精度从传统百米级提升至 10 米级，构建大气 - 水动力模型耦合的开敞式码头水文气象预报体系；
• 自适应浪涌分离技术：引入实时动态调整机制，确定不同季节、船型、天气下的动态截止频率，解决复合波谱环境下浪涌分离模糊的问题。
关键技术
1. 分层嵌套技术：整合区域大气模型、东中国海海浪模型、港区精化海浪模型，实现 3 天逐小时精细化预报预警、7 天逐三小时趋势性预报；
2. 多源数据同化：融合观测数据、历史数据、卫星数据等多类信息，持续优化模型精度，波浪分频精度达 1Hz（国际对标 0.5Hz）。
创新点 2：船舶运动响应智能预测方法
技术瓶颈 非线性复杂海况下，船舶动态响应难以建模，传统数值方法在系缆力、六自由度运动预测上精度不足，无法保障作业安全。
核心创新
• 多维度数值模拟：建立船舶运动响应数据库，结合物理模型试验，实现船舶运动、系缆力、护舷力的精准预测；
• 算法融合优化：采用高斯插值与神经网络算法耦合模型，高效处理多维、非线性海况参数，提升预测适应性。
关键技术
1. 多自由度建模技术：通过系缆应力监测系统与计算分析，精准拟合系缆力，船舶运动幅值计算精度达位移 0.05 米、角度 0.1°（国内对标位移 0.1 米、角度 0.3°）；
2. 智能预测算法：输入船型、载量、波高、风速等 9 类参数，经三层神经网络处理，输出运动量、拉力和撞击力，预测精度达 95%（国内对标 75%）。
创新点 3：船舶作业就绪度综合评价方法
技术瓶颈
大型油轮靠泊作业涉及多维因素，难以量化表示，作业决策存在不确定性与模糊性，影响调度效率。
核心创新
首次实现船舶作业就绪度综合量化评估，采用数据融合与智能评估技术，构建科学评价体系，为作业决策提供数据支撑。
关键技术
1. 多维度评价指标：涵盖机械系统、航行系统、安全系统、货舱及管道系统、人员技能 5 大维度，形成完整评价因素集；
2. 权重确定方法：结合层次分析法与熵值法，科学分配指标权重，通过模糊数学决策分析，精准预测船舶作业指数，评估结果准确率达 90% 以上。
创新点 4：多尺度多物理场耦合的船舶避险孪生平台
技术瓶颈
传统孪生手段以静态建模和离线分析为主，无法满足动态环境下的实时预测需求，不同系统数据缺乏有效整合。
核心创新
构建高度仿真、实时交互的船舶数字孪生平台，集成传感器、船舶动态、环境参数多维数据，嵌入 300 + 计算函数，实现 “所见即所得” 的智能管控。
关键技术
1. 实时动态模拟：整合水文环境、码头泊位、装载设备、仓储罐区等全要素数据，实现卸船作业、泵房、输油臂等全流程可视化；
2. 多场景应用支撑：提供权限管控、监控告警、指标管理、多维数据分析等功能，支持安全避险决策、设备运维、资源优化等核心场景，系统 F1 分数达 0.92（国内对标 0.86）。
三、应用成效：经济效益与安全价值双提升
1. 经济效益显著
• 节省人工投资约 30 万元 / 年； • 新增经济效益约 3000 万元 / 年；
• 整体运营效率提升约 10%，通过作业窗口精准预判，减少船舶待泊时间与作业中断损失。
2. 安全保障能力大幅增强
• 船舶运动与受力预测精度达 85% 以上，成功避免恶劣天气导致的安全事故； • 码头结构损伤预测精度达 80% 以上，提前识别累积疲劳损伤风险，保障本质安全；
• 实现 72-168 小时分钟级安全作业窗口预测，为船舶靠离泊提供科学依据。
四、成果与荣誉：行业认可的技术标杆
1. 权威成果评价
2024 年 5 月，山东省交通运输科技管理服务中心组织专家评价，认定项目技术资料齐全、创新性突出，有效满足油港多样化管理需求，整体技术达到国内领先水平。
2. 重要奖项加持
• 2024 年山东省科学技术进步奖二等奖（项目名称：原油码头及储运系统全流程作业与安全管控智能化技术研发及应用）；
• 2024 年度中国港口协会科学技术奖二等奖（成果名称：大型油港智慧化管理平台）。
3. 行业示范意义
项目构建的智慧化管理体系，突破了大型开敞式码头复杂环境下的安全管控与高效运营难题，为国内同类原油码头提供了可复制、可推广的技术方案，推动行业向 “智慧化、精细化、安全化” 转型。
烟台港的实践证明，通过技术创新破解运营痛点，不仅能提升港口自身的核心竞争力，更能为能源物流行业的高质量发展提供坚实支撑。未来，随着智能技术的持续迭代，大型原油码头的管控水平将迎来更高维度的突破。
来源：经燕化工平台网络综合整理
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