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虚实融合驱动智慧港口发展研究
Smart Port Development Driven by Virtual–Real Integration
承担着全球90%以上贸易运输的航运业拥有丰富的数字化场景，通过智慧港口建设赋能航运业、港口与虚实融合技术深度结合形成智慧港口数字底座，成为业界共识。本文界定了智慧港口与虚实融合技术体系的基本内涵，从作业计划、活动实施、设备运维、安全应急、能源绿色5 个方面分析了港口生产运营对虚实融合技术的需求，总结了系统仿真、扩展现实、信息物理系统、数字孪生、平行系统、元宇宙6 种虚实融合技术图谱及其在智慧港口中的应用场景。在梳理发展思路、凝练科学问题的基础上，论证提出了虚实融合驱动智慧港口高质量发展的“13531”体系框架，涵盖技术体系发展定位、关键技术发展方向、重点领域研究方向等。从深化应用、政策激励、科技示范、人才培养等方面提出了发展建议，以期为稳健推动虚实融合技术体系在智慧港口中的工程应用提供先导性参考。
The shipping industry, which undertakes over 90% of global trade and transportation, has rich digital scenarios. Empowering the shipping industry through smart port construction and integrating ports with virtual–real integration to form a smart port digital base has become an industry consensus. This study defines the smart ports and the virtual – real integration technology system, and analyzes the demand of port operation for virtual – reality integration technology from five aspects: operation planning, activity implementation, equipment operation and maintenance, safety and emergency response, and energy conservation. It also summarizes maps of six virtual – real integration technologies and their application scenarios in smart ports, the technologies being system simulation, extended reality, information-physical system, digital twin, parallel system, and metaverse. After sorting out the development idea and examining scientific issues, a system framework is proposed for the high-quality development of smart ports driven by virtual–real integration technologies, covering the development positioning of technology systems, key technology development directions, and research directions in key fields. Suggestions for development are proposed from the perspectives of deepening application, policy incentives, technological demonstration, and talent cultivation, thereby providing a reference for the engineering application of the virtual–real integration technology system in smart ports.
智慧港口 / 虚实融合 / 信息物理系统 / 数字孪生 / 元宇宙
smart port / virtual–real integration / cyber-physical systems / digital twin / metaverse
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