鹿特丹港的數位化發展現況(上)

鹿特丹港位於荷蘭西南沿海，座落於萊茵河和默茲河入海口所形成的三角洲上，為歐洲最大港口，亦是歐洲-亞洲航線間重要的轉運港，平均每年可服務30,000艘進出港船舶與100,000艘內河運輸船舶。2022年港口貨櫃吞吐量約1,500萬TEU，貨物吞吐量為467.4百萬公噸，為全球排名第10。

圖1　鹿特丹港之地理位置圖

資料來源：Google Maps

發展背景與趨勢

1. 發展願景與策略

鹿特丹港之發展願景為領先、安全、效率、永續，其發展策略為成為智慧合作夥伴、永續發展的加速器、進取和有影響力的組織。

2. 數位發展模型

鹿特丹港務局提出數位發展模型(Digital Maturity Model)四個階段的藍圖規劃，包含：

• 第一階段 ：港口各項資訊數位化

港口運作中包含許多利益關係人，所有參與者都各自數位化其流程後，可讓運作更有效率。港口管理系統(PMS)用以管理靠港與財務流程，促進船舶抵達與離港、泊位安排，貨櫃裝卸等的流程數位化工作。透過港口管理系統縮短鹿特丹港船舶的迴船時間約30分鐘，假設每艘船一個小時成本是1萬歐元，這樣代表一年節省1500萬歐元。

除PMS外，此時可結合資料科學與其他技術，例如船舶自動辨識系統(AIS)技術，結合港內感測器，可以讓資產管理更有效率。例如鹿特丹港結合航線與海港盆地淤泥沉積物的資訊，讓港口浚深成本節省約5-10%。自動化有利於資料蒐集，如此可以讓港口運作更節省成本，更安全且永續。

• 第二階段：港口系統整合

當每位參與者都各自數位化其操作流程後，在港口社群間便可以進行數位資訊交流。最佳的情況就是個別系統可以連結到單一平臺，讓港口操作變成一個單一個體(single entity)。

鹿特丹港的港口社群系統(PCS)以「資訊安全(Security)」為首要原則，建立在中立、可靠基礎上，提供港口社群間資料交換平臺，進一步提供更多附加價值給港口社群。港口主管機關在這中間扮演一個中立角色(neutral platform)，負責設計資料擁有者跟掌控資料使用者之權限安排，提供B2G及B2B的溝通平臺，讓彼此間可更緊密合作。鹿特丹港打造港口系統整合，價值高達2,450萬歐元，每年節省300萬元的通信費，1,000萬歐元電子郵件流量以及100萬歐元的公路貨運里程量。

• 第三階段：物流鏈整合

內陸參與者也將加入港口社群的數位溝通群組中。從中有關船舶抵離港資訊(ETA/ATA及ETD/ATD)，可分享給內陸集散站、空櫃場、承運人或其他關係人。讓內陸參與者即時得知貨物或船舶靠港資訊，有助於及早安排。貨主可以更便利於安排貨物，例如轉換其他運具或轉運點，可以選擇更便利的運輸路線，以及預估運輸時間。甚至可聯繫承運人或在其他物流鏈上進行轉運站的安排。在貨物追蹤上，整個物流鏈的參與者可以即時知道貨物的現況，位置及批次。對於港口及這些內陸經營者，數位資訊的分享可以擁有競爭優勢，縮短轉運時間、可靠的內陸運輸、更低成本營運。對於潛在的客戶，可促使他們使用港口轉運。彼此間更了解彼此需求，以及客戶需求。然而與內陸參與者的數位資料傳輸只有在所有利益關係人間契約協議有關的標準、規則與標準、定義都很明確下，才有可能運作的順利。

• 第四階段：全球物流鏈連結

數位物流的結合擬擴大到國際間層級，更有效率的安排不同運輸模式間的使用，以提高整體物流系統中各參與者的獲利。貨主與承運人可更準確規劃，追蹤貨物與船的流向。倉儲可以維持小幅度的庫存。港口與碼頭可以更準確預測船舶抵達與離港時間，更有效利用碼頭空間與資源。以現在三成的船舶都延遲超過24小時來說，透過連結可大幅提高處理效率。同樣能達到環保效果，由於現行承運人抵達港口時，只能下錨在外港，因為尚不被允許靠泊，使得常常造成不必要的汙染及高成本，如果可以透過即時資訊傳遞，可事先降低航行速度，在抵達港口時即可立即安排靠港及卸貨等作業，促進減碳與永續環保。

資料來源：Port of Rotterdam

圖2　鹿特丹港四階段數位發展模型示意圖

3. 基礎建設計畫

鹿特丹港口管理局近年持續推動基礎建設改善，如碼頭增建、航道浚深等，其中Maasvlakte 2即為其重要的港口擴建計畫，總計畫面積達2,000公頃，其中近1,000公頃為港區使用，港區已於2013年5月啟用。

Maasvlakte 2計畫亦包含APM Terminals碼頭公司進行碼頭擴建計畫，此港口佈設超過1,000公尺之深水碼頭(水深19.5公尺)，每年可提供2,700萬TEU之貨櫃吞吐量，碼頭建置三座超級巴拿馬橋式起重機(Super Post Panamax cranes)、兩座鐵路設備起重機、45台自動門式起重機、72台自動導引車(AGV)，並藉由物聯網、大數據分析、智慧化碼頭等設施與服務，提高碼頭與聯外道路(如鐵路、公路、內陸水運)的連結性，藉此提升貨櫃裝卸效率。碼頭動力來源為電力與風力，可有效減少能源消耗與空氣污染。下圖為鹿特丹港Maasvlakte 2計畫示意圖。

資料來源：Port of Rotterdam

圖3　鹿特丹港Maasvlakte 2計畫示意圖

4. 港口營運數位化

荷蘭中央政府設立基礎建設與水管理部(Ministry of Infrastructure and Water Management)，轄下航空及海運處(Directorate-General for Aviation and Maritime Affairs)負責國家整體海運政策方向，並由鹿特丹市政府主導鹿特丹港之營運與未來規劃，提出「荷蘭海事策略2015-2025年」，擬定「航海安全、創新、人力資本、可及性、貿易、國防穩定」為未來發展5大面向。

荷蘭期於2025年實現「港內航運連網」(connected shipping)借助IBM的IoT和Cloud技術，將港口IoT智慧化，使港口船務更順暢，讓鹿特丹港轉型為全球最智慧的港口。其中有關數位化部分包含：

• HaMIS

HaMIS為港口管理資訊系統，係港口管理局辦理行政管理、作業指引和相關檢查的中央處理系統。鹿特丹港與阿姆斯特丹港皆採用此系統，使得資訊交換更容易。

使用者可在HaMIS規劃、監控和處理所有航運作業，可減少文書工作、避免重複檢查，進而使作業更加便捷。

• Portbase

Portbase為非營利組織，於2009年由鹿特丹港和阿姆斯特丹港共同創立，目標是通過一站式服務提高荷蘭港口的物流作業鏈的吸引力。

Portbase港口社群系統(PCS)，為荷蘭各港口之海運業約3,200家公司提供包含船舶靠港、貨物進口通關、貨櫃內陸運輸、貨物出口通關4大類共40多項相關服務，貨物處理類型則涵蓋貨櫃、大型散貨(Break Bulk)、乾散貨(Dry Bulk)與液體散貨(Liquid Bulk)等。使用者可透過此開放平臺進行貨運管理與處理文件流程，可提高效率、降低規劃成本、更透明的規劃、更好的貨物處理效率，並減少相關錯誤。透過此平臺，荷蘭和整個歐盟的航運社群間可以全天候進行安全的數據交換。

Portbase提供之部分服務須收取費用，如貨物控制器(Cargo Controller，可快速搜尋貨物、追蹤並直接介接海關與碼頭之相關作業)須收取一次性的費用、每月訂閱費，以及每張電子提單(B/L)之費用。

和記黃埔在鹿特丹ECT碼頭透過Portbase進行的使用案例，和記鹿特丹(ECT)在2019年與第三方(荷蘭)水果和蔬菜供應公司 Nature’s Pride和Total Produce啟動資料共享試驗計畫，因為對新鮮食品運輸來說，若能在碼頭卸貨過程中獲得及時的貨櫃狀態訊息，以進一步優化運輸計畫和流程非常重要。該作法是ECT及Portbase達成協議，Portbase先取得船東同意下，與碼頭共享貨櫃訊息(即到達地點和時間)，這些訊息再經由ECT透過iSHARE(為一區塊鏈解決方案的基金會)提供給授權用戶。

• 港灣數位化

鹿特丹港務局在鹿特丹市到北海一段長達42公里沿岸之陸地與海面下安裝了IoT感測器，包含港口的碼頭駁岸、繫泊柱和道路。透過建置之感測器蒐集各樣的資料串流(data streams)，包括潮汐與潮流的水氣溼度(hydro)和天氣氣象(meteo)資料、溫度、風速與風向、水位高度，以及泊位的可用性和能見度等。

鹿特丹港務局與Rijkswaterstaat合作管理鹿特丹港的監測網路，並將準確之水文與氣象資料如氣溫、風速、相對溼度、水位和潮汐潮流等，透過鹿特丹營運流量模型(Rotterdam Operational Flow Model，OSR)，結合IoT、AI和第三方的智慧天氣資料(smart weather data)，提供港口預期水位和目前流度等準確的水文和天候資料，幫助航商決定入港的最佳時間。

此外鹿特丹港務局與其IT合作夥伴IBM、思科、Esri和Axians提供物聯網(IoT)平臺，透過該雲平臺收集和處理來自港口的感測器數據。

IoT蒐集的大數據，可協助港務人員決策，縮短港務處理時間，例如提供船舶進港和裝船卸貨的最佳時間點等資訊期透過獲得有關基礎設施、水和空氣的即時資訊，使鹿特丹港得以持續優化服務，最終目標是建立4D港口「數位分身(Digital Twins)」。

• 數位海豚(buoys and dolphins)

透過數位浮標技術，整合前述IoT平臺蒐集之各樣數據，可在港區內之避風水域，提供24小時全天候的數位海豚服務(buoys and dolphins)，讓各類型船舶可在惡劣的天候或大浪中安全裝卸固態及液態散貨。數位海豚結合智慧化的碼頭駁岸，和內建感測器的浮標，透過即時追蹤天氣與水文情形，協助船與船之間的貨物轉移，並讓港務人員更了解靠泊碼頭的狀態和使用情況；船舶可預先知道何時可以裝卸貨物，相關設施與服務亦可應用在維修工作或船舶加油。下圖為數位浮標示意圖。                                                                   圖4鹿特丹港數位浮標服務

資料來源：Port of Rotterdam

鹿特丹港於Maasvlakte、Europoort、Waalhaven、Botlek和Dordrecht等區域，提供全長6,000公尺，共提供25個多用途泊位(multi-user berths)，提供靈活、高效和無風險的船對船轉運設施。

圖5 鹿特丹之多用戶泊位分布圖

資料來源：Port of Rotterdam

港區內提供6,000公尺之遮蔽型泊位(shelter-berth)，提供7/24線上預約服務，管理單位則可依照預約之船型特性安排適宜的靠泊服務。數位海豚服務利用即時的數位浮標定位船舶位置，並依據使用時間計算收費，除可提高泊位之使用率外，航商亦可減少長期租用碼頭的營運成本。數位海豚服務示意圖可參考下圖。

圖6 鹿特丹港數位海豚服務示意圖

資料來源：Port of Rotterdam

• 鹿特丹港數位化服務透過IoT、AI、預測與管理，提供服務以建立數位分身

進一步分析比對可發現鹿特丹港之數位化服務間多有其相關性，如以「港口岸邊數位化」透過IoT技術蒐集港區之水文、天氣等資訊；再以「水文及天氣預測」透過IoT、AI與營運流量模型進行預測，提供航商建議之進出港時間；進一步以「IoT管理平臺」進行數據管理，並整合智慧碼頭、數位浮標等技術，提供「數位海豚(Digital Dolphins)」服務；整體服務之終極目標為建立鹿特丹港之「數位分身」。有關更多數位化服務待下集繼續說明。

• 參考資料：

1. 封面圖片來源：https://pixabay.com/photos/delftshaven-rotterdam-mill-houses-7099501/
2. Port of Rotterdam，SMART SHIPPING PROCESS，https://www.portofrotterdam.com/en/to-do-port/futureland/smart-shipping-process，2023年5月。
3. Portbase，Portbase，https://www.portbase.com/en/about-us/，2023年5月。
4. Port of Rotterdam，Control & management，https://www.portofrotterdam.com/en/port-future/digitisation/control-management，2023年3月。
5. 王若樸，鹿特丹港開始打造IoT智慧港，目標是2025實現港內航運連網全自動，https://www.ithome.com.tw/news/121307，2018年2月。
6. Port of Rotterdam，BUOYS AND DOLPHINS，https://www.portofrotterdam.com/en/sea-shipping/buoys-and-dolphins，2023年5月。