港口现代化：面向商业和国防的双用途现代化战略——高架物流——图片来源：Xpert.Digital
未来港口：德国如何成为高科技重型货物内部物流领域的全球领导者
海港创新：双用途物流和高架仓库作为一种创新解决方案
德国海港曾是经济繁荣和全球互联互通的保障，如今却正处于关键时刻。数十年来高达约150亿欧元的投资缺口，使海事基础设施岌岌可危。破旧的码头、不足的重型货物装卸区以及长期拥堵的内陆连接，不仅削弱了德国在全球贸易中的竞争力，也危及国家的物资供应安全及其在日益动荡的地缘政治环境中的战略行动能力。其后果已然显现：货运量下降，市场份额被欧洲竞争对手蚕食。.
本文分析了德国港口基础设施面临的深刻危机，并提出了一项面向未来的全面解决方案战略。该战略基于战略理念——双用途物流——与技术革命——集装箱高架仓库（HBW）——的协同结合。.
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核心问题
本文指出，150亿欧元的赤字并非仅仅是一笔维护费用，而是长期以来未能将港口基础设施视为国家战略资产的体现。从无法承受现代起重机作业的破旧码头到规模不足的铁路网络，港口基础设施的种种缺陷造成了效率下降、竞争力减弱和缺乏再投资的恶性循环。这种螺旋式下滑直接或间接地威胁着多达560万个就业岗位，并削弱了整个联邦德国的经济基础。.
战略解决方案方法：两用势在必行
德国作为北约后勤枢纽的角色因地缘政治“转折点”而重新定义，这为打破投资冻结提供了关键杠杆。本文主张持续推行双用途基础设施理念，即从一开始就规划、融资和运营港口及其连接设施，以满足民用经济和军事防御的双重需求。如此一来，港口现代化便不再仅仅是一项“成本支出”，而是对国家和欧洲安全的一项战略性“投资”。正如《国家港口战略》所指出的，这使得从国防预算以及气候和转型基金中拨出部分资金用于港口现代化建设成为合理诉求。.
技术催化剂：集装箱式高层仓库（HBW）
高架集装箱仓库被认为是现代化改造的技术核心。这项技术将港口物流从空间密集型的堆垛方式转变为垂直、全自动的存储方式，每个集装箱均可直接存取。高架集装箱仓库系统消除了低效的重新堆垛，在相同占地面积下存储容量提升了三倍，并且由于采用全电动运行，实现了码头运营的碳中和。至关重要的是，这种双用途设计确保了直接存取不仅最大限度地提高了商业效率，也满足了危机情况下快速、精准获取特定物资的核心军事需求。.
综合未来模型
本文概述了一种协同模型，在该模型中，由高可靠性物流（HRL）支持的码头作为高性能、网络安全加固的节点，在三式联运（海运、铁路、公路）两用网络中发挥作用。码头操作系统（TOS）、运输管理系统（TMS）和物联网（IoT）的集成，构建了港口的数字孪生模型，从而能够精确控制民用和军用物流流动。这提高了整个供应链的韧性，并增强了国防能力。.
实施路线图
为实现这一愿景，我们提出了一项务实的路线图。该路线图包含一项分阶段的投资战略，该战略基于公共资金（交通、气候、国防）、私人投资和欧盟资金的组合。关键成功因素包括依法加快规划和审批流程，以及建立新的公私军事合作模式（PPMP），从而为这些复杂项目构建法律和财务框架。一项配套的国家技能发展计划旨在确保港口劳动力转型符合社会责任。.
德国海港面临的危机蕴藏着历史性的机遇。通过大胆实施以高可靠性物流（HRL）技术为驱动的双用途战略，德国不仅可以重振港口，还能将其打造成为世界领先的、具有韧性、高效且安全的21世纪基础设施典范。此举不仅能够增强德国经济实力，还能为北约关键基础设施树立新的标杆，并使德国成为未来港口建设的引领者。.
德国海港的困境：处于战略十字路口的基础设施
德国的海港历来是国家贸易的核心和通往世界的门户，如今却面临着严重威胁其在德国经济和安全中根本作用的困境。多年来积累的巨额投资积压导致关键基础设施逐渐衰败。本章阐述了这场危机的严重程度，分析了具体的结构性缺陷，并论证了其深远的经济和战略后果。文章指出，当前形势不仅是沿海国家的问题，更是需要进行战略调整的国家挑战。.
量化危机：150亿欧元的投资缺口及其后果
形势的紧迫性从一项令人震惊的数字中可见一斑：德国港口运营商中央协会（ZDS）估计，港口基础设施的翻新和扩建需要约150亿欧元的资金。据ZDS主席安吉拉·蒂茨拉特（Angela Titzrath）称，这笔资金对于在12年内全面、可持续地实施所有亟需的现代化改造至关重要。.
然而，这笔费用不仅仅是一笔维护费用；它代表着数十年来被推迟的战略投资的累计成本。如今严峻的问题——建于20世纪初的老旧码头和日益萎缩的铁路网络——并非短期现象，而是长期资金不足的恶果。150亿欧元的总额仅占“专项基础设施基金”的3%，该基金旨在强调该项目在政治和财政上的可行性，前提是政府拥有足够的政治意愿。.
问题的系统性本质还体现在对所谓“港口负担补偿”大幅增长的呼吁上。将年度联邦补贴从目前的3800万欧元提高到4亿至5亿欧元被认为是必要的，以确保“过去的失败不再重演”。这一超过十倍的增长清楚地表明，现有的融资模式根本无法跟上全球贸易发展和基础设施老化的步伐。.
这种财政忽视的后果已经显现，并体现在德国港口的竞争力上。2023年，德国海港的总货物吞吐量较上年下降了4.1%。集装箱吞吐量的降幅尤为显著，从1390万标准箱骤降至1270万标准箱，降幅达8.5%。汉堡（-3.6%）、不来梅港（-8.4%）和威廉港（-6.1%）等主要港口的吞吐量均出现大幅下滑，表明其市场份额正被欧洲其他设备更完善的竞争港口蚕食。.
结构缺陷：从破旧的码头墙到内陆的瓶颈路段
投资不足导致港口出现一系列严重的结构性缺陷，直接影响港口的运营绩效。.
破旧的码头墙
“破旧的码头墙”一词反复出现，已成为危机的象征。这些并非仅仅是外观上的缺陷，而是威胁货物装卸安全和效率的严重结构性缺陷。2016年汉堡港哈赫曼码头一段码头发生事故并被迫完全关闭，就是一个典型的例子。重建工作需要复杂且成本高昂的措施，例如采用钢板桩组合墙和深埋微型桩，以避免破坏原有重力墙的稳定性。现代码头必须承受重达2800吨的集装箱起重机产生的巨大作用力，同时还要为日益庞大的集装箱船提供更深的泊位——许多历史悠久的码头已无法满足这一要求。仅一米码头墙的现代化改造费用就可能高达7.5万欧元，这足以说明资金挑战的严峻程度。此外，汉堡港这些老旧设施的高昂租金也影响了港口企业的竞争力。.
腹地连接不足
港口的效率并非止于码头。如果没有高效的陆路连接，即使是最快的转运也无济于事。德国港口的公路和铁路基础设施时常出现拥堵。这种情况发生在超大型集装箱船（ULCS）短时间内卸载数千个集装箱时，这些集装箱随后会同时需要陆路运输。德国铁路网对于内陆运输至关重要（在汉堡，49.7%的标准箱通过铁路运输），但其自身也面临着严重的投资缺口。1995年至2019年间，铁路网缩减了近15%，而同期铁路货运量却增长了83%。这导致铁路网持续拥堵，超负荷运转。由于水深和宽度不足，易北河等内河航道无法像莱茵河那样成为西部港口的替代运输方式；它们在汉堡的集装箱运输量中所占份额仅为2.4%。这导致对本已不堪重负的铁路和公路网络的过度依赖。.
基础设施进一步不足
短缺还体现在“重型货物装卸区”的缺乏。这些区域不仅对处理超大型货物很重要，而且对能源转型（例如，风力涡轮机部件的预组装和装卸）以及军事后勤也具有战略意义，正如《国家港口战略》中所强调的那样。.
这些缺陷形成了一个危险的反馈循环。破旧的码头无法支撑现代化的重型高速集装箱起重机。没有这些起重机和足够的吃水深度，港口就无法高效地处理最大、利润最高的集装箱船。这导致吞吐量下降，市场份额流失给竞争对手。港口运营商收入减少，限制了其对基础设施的共同投资能力，进一步加剧了其对稀缺公共资金的依赖。只有通过大规模的战略性外部资本注入，才能打破这种衰败、竞争力下降和无力再投资的恶性循环。.
经济和战略后果
港口基础设施的恶化并非沿海地区的孤立问题，而是影响深远的全国性负担。海港是整个德国经济的生命线。像巴伐利亚这样的内陆州以及像德累斯顿和卡塞尔这样的城市，其对外贸易很大程度上依赖于德国海港，这些地区海港货物吞吐量的份额高达95%。.
港口的经济重要性也体现在其提供的就业岗位数量上。全国范围内，港口直接或间接保障了多达560万个就业岗位。因此，港口运营效率的下降会对全国的就业和繁荣产生直接影响。.
然而，战略层面至关重要，且其重要性日益凸显。基础设施状况直接削弱了德国履行其在国家和联盟防御中职责的能力。不仅业界代表认同这一观点，政府文件（例如《国家港口战略》）也明确指出这一点，并以此为核心，要求将港口现代化纳入国防政策范畴。港口不再仅仅是贸易中心，而是国家安全的关键枢纽。.
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两用性需求：调整国家基础设施方向，使其兼顾经济和战略安全
德国港口基础设施的深刻危机恰逢国家和欧洲安全架构的根本性重新评估。这一“转折点”以及由此带来的对国家和集体防御的重新重视，创造了一种新的战略环境，可以为亟需的港口现代化提供关键动力。本章将阐述本文的核心论点：解决基础设施危机的关键在于始终如一地贯彻两用原则。因此，对港口的投资不再被视为对举步维艰的行业的补贴，而是对德意志联邦共和国经济和军事韧性的必要投资。.
21世纪两用基础设施的定义
要理解这一战略方针，首先需要明确概念上的区分。传统术语“两用物项”指的是既可用于民用也可用于军用目的的商品、软件和技术，因此受到欧盟《两用物项条例》(EU) 2021/821 中规定的严格出口管制。例如，化学品、高功率激光器以及可用于制造弹壳的机械设备等都属于此类。.
与之相反，本文使用的“两用基础设施”一词指的是港口、铁路网、桥梁和道路等实体设施，这些设施从一开始就被设计、建造和运营，旨在系统地满足民用经济需求和军事后勤需求。其核心理念并非随后将民用设施用于军事用途，而是从规划阶段开始就积极整合两类用户的需求。.
这一概念基于整合的两大支柱：
- 交通方式整合：将海运、铁路和公路无缝连接成一个具有韧性的多式联运整体网络。.
- 用户整合：设计基础设施和运营流程，以高效处理民用和军用物流流动。.
成功实施需要摒弃传统的、各自独立的规划和融资逻辑。它要求军事机构（如德国联邦国防军后勤司令部和北约）、民事当局（如联邦数字事务和交通部）以及私营经济主体（如港口运营商和物流公司）之间开展密切的、制度化的合作——一种“一体化治理”。.
德国作为北约后勤枢纽：投资的战略理由
德国地处欧洲中心，其地理位置使其不可避免地扮演着北约过境国和后勤枢纽的战略角色。2023年国家安全战略正式承认了这一现实，并明确将德国指定为北约的“后勤枢纽”。.
这项责任的规模极其庞大，远远超出以往任务的要求。一旦发生危机，德国必须在180天内支持北约伙伴国在其领土内部署多达80万名士兵。仅凭联邦国防军的军事能力无法完成这项任务。港口是人员和物资在所谓“军事机动”框架下至关重要的入境点和转运枢纽。.
位于埃尔福特的德国联邦国防军后勤司令部已意识到这一缺口，并积极寻求与私营部门合作，以确保必要的运力。这明确包括在海运、空运和内河航道码头运营转运点。因此，军方明确表示，他们迫切需要高效、现代化且安全的港口基础设施。罗斯托克港就是一个实例，它已发展成为北约在波罗的海地区开展行动和演习的中心枢纽，并展现了此类基础设施的军民两用特性。.
对《国家港口战略》及其军事机动性要求的分析
随着2024年3月《国家港口战略》的通过，德国联邦政府为这一范式转变奠定了政治框架。该文件明确强调了港口在经济繁荣、危机管理和国防方面的双重重要性。.
该战略呼吁联邦政府、各州、市政当局和港口运营商团结一致，增强港口作为关键基础设施的韧性和安全性。至关重要的是，它要求在国防框架内，开展跨部门协调，对港口基础设施和内河航道进行记录和编目。这一措辞为将国防因素直接纳入基础设施规划和融资奠定了正式的政治基础，从而打破了传统的部门壁垒。.
这种国家层面的方针得到了欧洲层面举措的强化。欧盟的“军事机动性行动计划2.0”以及在永久结构性合作（PESCO）框架下开展的项目，也旨在提升运输基础设施的军民两用能力。其中的重点是升级公路、铁路、桥梁和港口设施，以运输重型军事装备，例如，一辆豹2主战坦克的载重可达70吨。.
开发新的融资渠道：整合国防预算和基础设施预算的必要性
在此背景下，安吉拉·蒂茨拉特要求将港口改造纳入国防预算并非无理要求，而是军民两用原则的必然结果。如果港口被认定为关键国防基础设施，那么其维护和现代化就构成合法的国防相关支出。.
这种做法在经济和战略上都具有意义。德国联邦国防军依赖于私营部门的后勤能力，而私营部门的后勤能力又依赖于运转良好的公共基础设施。政府对基础设施的投资远比军方自行建设冗余且昂贵的后勤系统要高效得多。其协同效应显而易见：出于军事目的所需的升级改造——例如提高码头和地面的承载能力、建设安全隔离区域、构建强大且冗余的数字网络——也直接惠及民用用户，提高了港口的整体性能和韧性。.
将港口现代化与国家安全联系起来，为打破德国的投资僵局提供了必要的政治和战略叙事。它将一项“成本项目”（修缮老旧港口）转化为一项“投资”（加强国家安全和北约联盟能力）。这种方法将问题提升到超越通常关于交通预算的政治辩论的高度，并与加强国防能力的广泛政治共识相联系。然而，实施这一理念的最大挑战并非技术层面，而是组织和文化层面。这需要打破军事规划人员、民用交通部门和私营港口运营商之间根深蒂固的壁垒，这些机构历来各自独立运作，拥有不同的文化、预算和安全法规。因此，建立新的联合规划和指导机构是迈向成功的关键一步，尽管这一步也充满挑战。.
您的内部物流专家
自动化港口仓库/高架集装箱仓库将彻底改变港口基础设施和军事机动性。
技术颠覆作为催化剂：集装箱高架仓库（HBW）的模式
要实现高效、韧性强且用途广泛的双用途港口基础设施这一宏伟目标，需要的不仅仅是资金和战略调整，更需要突破传统港口物流根本瓶颈的技术飞跃。本章将深入分析被视为现代化催化剂的关键技术：集装箱高架仓库（HRB）。文章阐述了这项技术的运作原理、其带来的变革性优势，以及如何精准地满足双用途环境的需求。.
从水平空间浪费到垂直效率：HRL 的核心原则
集装箱高架仓库代表了码头物流的范式转变。集装箱不再像过去那样堆放在广阔的沥青地面上，而是被存储在垂直的高密度钢架结构中，类似于全自动托盘高架仓库。.
像BOXBAY这样的领先系统，是由全球港口运营商DP World和德国工厂工程公司SMS集团合资开发的，可以将集装箱堆叠至11层高。其他一些方案的目标是堆叠至14层甚至18层。与传统的集装箱堆场相比，传统堆场出于稳定性和进出便利性的考虑，通常最多只能堆叠六个集装箱，而高架仓库（HRL）在相同的占地面积上可以存储三倍的集装箱数量。这种巨大的空间利用率对于像汉堡或不来梅这样历史上规模庞大但空间有限的港口来说至关重要。.
这项技术并非未经验证的发明，而是对其他行业成熟系统的巧妙借鉴，例如重型钢卷的全自动物流。这显著降低了港口运营商对实施该技术的风险认知。该技术的早期开拓者包括LTW Intralogistics（2011年在图恩为瑞士军队建造了一个仓库）和JFE Engineering（在东京大樫码头部署了一套系统）。.
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革新吞吐量：终结低效的重新堆叠
HRL 最革命性的特点和最大的效率提升点在于每个集装箱均可直接单次存取。在传统码头，存取堆垛底部的集装箱简直是物流噩梦。要达到这个目标，必须先移动上方所有的集装箱。这些低效的“重新整理”操作可能占到码头起重机总作业量的 30% 到 60%。.
在高架仓库（HRL）中，这个问题彻底得到解决。全自动轨道式存储和检索设备或穿梭车可以即时访问每个集装箱的专属存储位置，而无需移动任何其他集装箱。因此，每一次起重机操作都是一次高效的作业。这项技术突破解决了传统码头面临的存储密度与存取效率之间的根本冲突。仓库从缓慢的存储设施转变为高度动态的分拣和缓冲枢纽，显著提高了码头的处理速度和整体吞吐量。对于航运公司和港口运营商而言，减少船舶停留时间意味着显著的成本节约。.
综合产品：可持续性、安全性和韧性
实施高可靠性物流系统带来了一系列积极的副作用，完美地促进了国家港口战略的战略目标的实现。.
可持续性
高架仓库系统的设计始终以电力驱动为核心。这消除了传统仓库中柴油动力车辆和起重机产生的二氧化碳、氮氧化物和颗粒物等排放。许多系统还采用能量回收驱动，在制动过程中回收能量并将其回馈到系统中。货架系统巨大的顶部面积非常适合安装光伏板，使仓库能够满足自身大部分电力需求，实现碳中和甚至能源正效益运营。全自动化还允许在极少照明的情况下运行，从而进一步降低能耗和光污染。.
安全
打造全封闭自动化存储区域可大幅降低事故风险。工作人员无需再进入重型机械作业的危险区域，从而显著提升工作场所的安全性。.
弹力
自动化系统能够实现全天候可靠运行，不受人为疲劳或轮班的影响。该系统作为智能缓冲器，使终端能够更灵活地应对现代全球供应链中常见的不可预测的高峰和中断。.
挑战与解决方案：高昂的投资成本、整合以及不断变化的工作环境
尽管高可靠性学习（HRL）系统具有明显的优势，但其引入也伴随着一些重大挑战，必须积极主动地加以应对。.
高额资本支出成本（CAPEX）
高容量仓库（HRL）系统遵循“资本支出密集型，运营成本低”的模式。初始投资巨大，每个项目从数亿欧元到超过10亿欧元不等。对于许多港口运营商而言，这笔巨款构成了巨大的障碍，尤其是在当前德国建筑业经济放缓的情况下。.
整合（棕地开发与绿地开发）
在现有运营码头（“棕地”）中建设高架仓库 (HRL) 比从零开始建造新设施（“绿地”）要复杂得多，也更具破坏性，例如迪拜杰贝阿里港的案例。为了克服这一挑战，模块化改造方案，例如科尼集团-阿莫瓦公司的“侧网改造”方案，正在被开发出来，以实现现有设施的分阶段现代化改造。.
不断变化的工作世界
自动化不可避免地导致港口物流传统岗位的流失，这遭到了工会的抵制。然而与此同时，系统监控、维护、IT控制和数据分析等领域也涌现出许多新的、技能要求更高的职业。只有从一开始就辅以公开的社会对话、全面的再培训和继续教育计划，以及社会各界的积极参与，才能实现成功的转型。.
德国局势的关键在于，高可靠性物流（HRL）技术是军事机动性所需“以准入为中心”理念的实体体现。军事后勤需要的并非“任何”集装箱，而是特定任务关键型集装箱——而且必须立即到位。传统码头无法满足这一需求。HRL凭借其直接、独立的准入方式，从根本上满足了这一核心军事需求。因此，投资HRL不仅能提升整体效率，还能直接提升一项关键的军事能力：快速、精准地部署兵力。这从根本上强化了国防资金共同资助HRL项目的必要性。.
HRL技术——领先系统的比较概述
HRL技术——领先系统的比较概述——图片来源：Xpert.Digital
HRL Technology 提供各厂商领先系统的对比概览。DP World 和 SMS 集团联合推出的 BOXBAY 系统基于钢制货架，配备堆垛起重机，起重机可在货架上方（顶部网格）或侧面（侧面网格）运行。该系统最大堆垛高度可达 11 层，并具有直接的独立存取、全电动功能以及专为太阳能发电厂量身定制的模块化设计。值得一提的项目包括位于迪拜杰贝阿里港的试点工厂和位于韩国釜山的商业工厂，重点关注新建大型码头和大型商业港口。.
LTW Intralogistics采用轨道式台车系统，配备车载穿梭车，但未明确规定最大堆垛高度。该系统被认为是高层仓库技术的早期开拓者，并在一些特定应用领域，例如自2011年以来瑞士军队位于图恩的集装箱堆场，证明了其卓越的性能。目标市场包括军事物流、特殊应用和小型码头。.
JFE Engineering公司采用单通道起重机，集成转盘，可灵活定位集装箱，堆垛高度最高可达七层。该系统是商业港口环境中的早期开拓者，自2011年起便在东京大木码头的集装箱机库投入使用。其目标市场是人口密集地区的现有码头。.
CLI（集装箱物流创新公司）的塔式矩阵系统以超窄的存储和检索设备以及侧装式转运车为特色，设计最多可容纳14层（规划中）。该系统具有极高的堆放密度，并可模块化扩展。目前该系统仍处于概念阶段，主要面向空箱堆场和内陆码头。.
科尼-阿莫瓦的侧网改造方案为现有起重机系统（例如轮胎式龙门起重机）的改造提供了一种灵活的方法，用于集成高可靠性龙门架结构。该系统目前仍处于概念阶段，主要针对现有码头的改造升级。.
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面向未来的协同模式：将大批量物流整合到三式联运两用物流网络中
在分析了战略要务和技术催化剂之后，本章将二者结合起来。文中构建了一个集成模型，展示了HRL支持的码头如何作为高性能核心，构建一个完全联网、具有弹性且安全的双用途物流系统。该模型不仅满足了现代化、面向未来的港口基础设施的物理、数字化和安全需求。.
由HRL支持的码头：海运、铁路和公路的高性能枢纽
配备高架集装箱仓库（HRL）的码头远不止是存储空间，更是一个高速枢纽。其主要功能是解决现代港口面临的根本瓶颈：海运和陆路运输之间的摩擦。一方面，巨型集装箱货物（ULCS）以散货形式抵达；另一方面，这些货物必须被拆分成更小、更频繁的单元，以便通过火车和卡车运输。.
在这里，高架仓库（HRL）扮演着大型智能缓冲设施的角色。它可以快速接收并临时存储从单艘船舶卸下的数千个集装箱。随后，该系统能够以精确的顺序将这些集装箱分批释放到陆路运输系统中。这使得整列火车的优化编组以及每分钟安排卡车提货成为可能，从而显著降低了腹地基础设施的间歇性压力。高架仓库的高效性源于无需重新堆垛，这直接转化为更快的火车装载速度和更短的卡车周转时间，从而提升了整个三式联运系统（海运-铁路-公路）的运力。.
二元性设计：兼顾民用和军用物流流动
军民两用高可靠性实验室终端必须从一开始就根据军方的具体要求进行设计，同时又不影响其商业运营。这就需要做出具体的设计决策：
承载能力提高
钢结构货架以及存储和检索系统必须按照比标准集装箱运输更重的载荷进行设计。这是为了安全处理超重军用物资，例如装载装甲车辆或专用设备的集装箱。基础设施必须满足军事机动性所定义的重载运输要求。.
隔离和安全区域
在HRL架构内，可以创建物理或数字隔离的高度安全区域。敏感军用物资，例如弹药、武器或机密电子设备，可以存储在这些区域内。对这些区域的访问受到严格控制，需遵循特定的协议和授权流程，从而确保其与普通商业货物流通完全隔离。.
滚装船运输的整合
军事部署通常涉及大量轮式和履带式车辆，这些车辆通常采用滚装/滚卸（RoRo）方式运输。因此，码头布局必须为这些车辆提供高效的坡道和停放区域，并巧妙地将它们的交通流与高位装卸码头（HRL）的集装箱吊装/吊卸（LoLo）作业整合起来。.
优先处理
控制系统的核心——终端操作系统（TOS）必须配置为在必要时优先处理军用物资。在危机或防御情况下，只需按下一个按钮，属于德国联邦国防军或北约的集装箱就必须能够优先于其他货物进行调运，并立即投入后续运输。.
数字化骨干网：TOS、TMS 和 IoT 的集成，实现无缝流程
只有高度发达的数字神经系统才能实现和控制人机交互（HRL）的物理自动化。该系统由多个集成层组成：
码头操作系统（TOS）是码头的大脑。它管理和优化所有内部流程：存储位置的分配、起重机和穿梭车的移动控制以及整个堆场管理。.
该运输操作系统必须与多式联运运输管理系统 (TMS) 无缝集成。TMS 负责协调集装箱向下游铁路和公路运营商的交接，并规划通往腹地的运输链。.
与外部利益相关者（例如船运公司、货运代理、海关和兽医当局）的沟通通过港口社区系统 (PCS) 进行。这创建了一个统一的数字平台用于数据交换，并取代了纸质流程，从而加快了清关速度并提高了清关透明度。.
起重机、车辆、码头和集装箱本身上部署的物联网 (IoT) 传感器组成的综合网络，可提供持续不断的实时数据流。这些数据构成了预测性维护的基础，从而最大限度地减少计划外停机时间，并用于创建港口的数字孪生模型。在这个 1:1 的虚拟模型中，从商业优化到大规模军事部署等复杂场景，都可以在实际实施之前进行无风险的模拟、规划和冲突排查。.
为增强韧性而打造：物理安全和网络威胁防御
自动化和数字化程度的提高虽然增强了效率和应对某些突发事件（例如疫情、劳动力短缺）的能力，但同时也带来了一个新的、至关重要的脆弱性：网络空间。现代港口不仅可能遭受物理攻击，也可能遭受网络攻击，这一理念从根本上改变了风险评估方式。.
北约合作网络防御卓越中心（CCDCOE）紧急警告称，关键港口基础设施正面临来自国家支持的黑客组织的空前威胁。攻击目标尤其包括门禁系统和船舶交通管理系统，这些系统一旦失效，可能导致所有港口作业瘫痪。北约现行的海上战略被认为已经过时，因为它缺乏与民用商业港口运营商开展网络安全合作的正式框架。.
因此，对于两用港口而言，网络安全并非仅仅是信息技术任务，而是国家防御不可或缺的组成部分。现代化改造计划必须从一开始就包含强有力的保护措施，远远超出标准防火墙的范畴。这些措施包括：
- 用于实时交换威胁信息的特定行业网络。.
- 针对涉及港口运营商、联邦信息安全办公室 (BSI) 和军方的网络攻击，制定了协调应对机制。.
- 为港口提供具有弹性和冗余性的能源供应，并能抵御攻击。.
- 严格的物理和数字访问控制以及对网络的持续监控。.
高可靠性物流（HRL）的整合在经济效益和军事效能之间创造了强大的全新协同效应。这套系统既能最大限度地提高商业吞吐量，又能提供快速军事部署所需的速度和精度。这才是真正的两用优势。出于商业目的对HRL的投资，能够直接带来相应比例的军事后勤能力提升。这两个目标并非相互冲突，而是相辅相成，而这一切都得益于同一项核心技术。.
支持HRL的终端的双用途功能矩阵
支持HRL的终端的双用途功能矩阵 – 图片来源：Xpert.Digital
基于HRL的码头的双用途功能矩阵展示了各种功能和技术如何在商业和军事领域得到应用。在商业领域，HRL直接单点存取功能可大幅缩短船舶停留时间，实现最大吞吐量，并消除低效的重新堆垛；而在军事领域，它能够按需快速调运特定任务关键型货物，例如弹药或备件。起重机和货架提升的起重能力使其能够处理特殊和重型集装箱，并开拓新的业务领域；在军事领域，这使得主战坦克或工程车辆等重型装备能够以集装箱形式运输。隔离且安全的存储区域用于安全存储危险品或高价值货物，并满足特定客户的需求；在军事领域，它们确保弹药、武器和机密信息与民用货物隔离存放，安全可控。数字孪生技术能够实现交通流优化模拟、新流程的无风险测试以及预测性维护。在军事领域，这有助于规划大规模部署，避免与民用交通发生冲突，并促进危机情景演练。集成的终端操作系统 (TOS) 或运输管理系统 (TMS) 可确保整个运输链的无缝无纸化处理，优化卡车和铁路运输的运力，同时优先保障军事运输并实现军用物资的全程追踪。现场太阳能发电降低了运营成本，有助于实现环境、社会和治理 (ESG) 目标并提升可持续发展记录，同时增强了终端的能源自给自足能力和韧性，以应对军事环境下公共电网的中断。最后，网络安全加固的网络可抵御勒索软件或其他攻击造成的运营中断，保障客户数据安全，同时从军事角度保护这一关键的北约后勤枢纽免受国家或非国家行为体的破坏。.
您的两用物流专家
两用物流专家 - 图片来源：Xpert.Digital
全球经济正经历一场根本性的变革，一个撼动全球物流根基的转折点。以无情追求最高效率和“准时制”原则为特征的超全球化时代正在让位于新的现实。这一新现实的特征是深刻的结构性断裂、地缘政治力量的转移以及经济政策日益碎片化。曾经被视为理所当然的国际市场和供应链的可预测性正在瓦解，取而代之的是日益增长的不确定性。.
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双用途港口——德国作为先行者：打造智能韧性海港——德国港口未来战略路线图
实施路线图：德国港口现代化战略路线图
然而，即便愿景再引人入胜，若缺乏具体可行的计划，也终究只是纸上谈兵。本章概述了一份战略路线图，指明了如何从当前的危机走向未来具有韧性的两用港口。重点在于德国具体背景下，融资、监管、治理和人力资源管理方面面临的实际挑战。.
分阶段投资和实施策略
同时对德国所有海港进行全面现代化改造，无论从财政还是后勤角度来看都不现实。因此，必须分阶段、分优先顺序地推进这一富有成效的方案。.
第一阶段（短期：1-3年）：“先锋和试点项目”
本阶段的重点在于为成功奠定基础，包括最终确定两用基础设施的约束性技术和运营标准。与此同时，应在具有战略优势的地点启动试点项目。威廉港（德国唯一的深水港）或罗斯托克（已建立的北约枢纽）等港口是理想之选。此类试点项目既可验证概念，又可为全国推广提供学习平台。然而，本阶段最关键的一步是改革规划法，以加快后续阶段的推进。.
第二阶段（中期：4-8年）：“规模化和网络化”
基于试点项目积累的经验，首个由HRL支持的军民两用码头的全面建设正在启动。与此同时，必须加快对通往腹地、被视为军事机动瓶颈的关键铁路走廊的现代化改造。在此阶段，港口系统与腹地利益相关者的数字化联网也将得到加强。.
第三阶段（长期：9-12年以上）：“建立全国网络”
在最后阶段，成功的模式将推广到汉堡和不来梅港等其他重要港口。重点是创建一个高性能两用港口组成的国家一体化网络。持续投资于数字化系统现代化和加强网络安全防御对于保持技术领先地位和使系统适应不断涌现的威胁至关重要。.
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转型融资：公共、私人和国防资金混合融资模式
为这项 150 亿欧元的投资攻势筹集资金需要一个巧妙的混合模式，利用各种资金来源，正如 ZDS 主席 Titzrath 已经概述的那样。.
联邦交通预算（BMDV）
对于主要服务于民用交通的基本基础设施，例如码头墙的基本改造、航道调整以及与更高级别的公路和铁路网络的连接。.
气候与转型基金（KTF）
凡是直接有助于脱碳的方面，都应如此。这包括码头设备的电气化、在HRL屋顶安装大型太阳能电池阵列、扩建岸电设施，以及为氢及其衍生物等未来绿色燃料建设基础设施。.
国防预算/北约资金
针对所有超出纯粹商业需求的特定两用需求，包括升级以适应重型运输、建造安全隔离的存储区域、实施强化型网络安全系统，以及为授予军方有保障的访问权限提供补偿。.
私人资本
资金来源包括码头运营商和机构投资者。通过公共共同融资来降低 HRL 投资的巨大初始风险，尤其通过长期使用和服务合同来调动这些资金（参见 PPMP 模型）。.
欧盟基金
有针对性地利用欧洲资助计划，例如“连接欧洲基金”（CEF），该基金明确为军事机动性背景下的两用项目提供资金池。.
政治和监管方面的推动因素：加快规划和审批流程
德国基础设施项目面临的最大非资金障碍是出了名的冗长繁琐的规划和审批流程。《国家港口战略》本身就呼吁加快和简化这些流程。为了防止现代化计划陷入长达十年的官僚主义泥潭，立法改革至关重要。两用港口项目应被赋予“公共利益至上”的法律地位。这一地位已应用于可再生能源的扩张和液化天然气接收站的建设，能够显著缩短审批时间，并使其优先于其他事项。如果没有这种“程序加速”，即使是资金最充足的计划也只能停留在纸面上。.
促进公私军事合作（PMP）
两用项目的复杂性超出了传统公私合作（PPP）模式的范畴。因此，需要一种新的合作模式，即公私军事合作（PMP）。在这种模式下，德国联邦国防军或北约作为第三方合作伙伴正式加入公共部门（例如港务局、联邦政府）与私营运营商之间的合同关系，并拥有特定的权利和义务。.
这种模式并非纸上谈兵，德国联邦国防军后勤司令部已经开始推广。该司令部的目标是签订为期五至七年的长期框架协议，由私营企业作为总承包商提供包括港口作业在内的复杂后勤服务。这标志着国防采购模式的根本性转变：不再采购单个“物品”（例如军用卡车），而是采购“能力即服务”（例如“保证一个旅的装卸和后续运输”）。对于私营企业而言，这些长期合同恰恰提供了必要的规划和收入保障，从而为其在高容量后勤（HRL）系统和其他设施方面的大规模投资提供了合理的依据。.
一项旨在提高港口工人素质的国家倡议
技术变革必须辅以人力资本战略，以避免社会动荡并确保新码头的运营效率。自动化将改变工作岗位，并需要新的技能。.
因此，需要一项由联邦政府、各州、工会（例如ver.di）和行业协会共同支持的全国性技能发展计划。该计划必须确保为大规模再培训和继续教育项目提供资金和发展支持。其目标是为员工指明清晰的职业发展路径，使其从传统的港口工作过渡到自动化港口的新型岗位，例如系统技术员、远程控制操作员、数据分析师和网络安全专家。.
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全球影响及德国先例
德国海港现代化战略不仅仅是一项国家级翻新计划，它有望将德国打造为全球领导者，并为21世纪关键基础设施的设计和运营树立新的国际标准。本章将德国的计划置于全球背景下进行分析，借鉴世界各地领先港口项目的经验，并概述德国成功案例的深远影响。.
与全球领先企业学习：来自新加坡、鹿特丹和上海的经验教训
德国的现代化进程并非从零开始。它能够也必须借鉴世界领先的“智慧港口”的经验，这些港口已经在自动化、数字化和效率方面树立了标杆。.
新加坡（大士港）
新加坡港是全新港口区域绿地开发的典范。大士港项目建成后将成为全球最大的全自动化集装箱码头，该项目从规划初期就充分体现了可持续发展理念（例如疏浚物料的再利用、珊瑚礁的迁移）与数字化系统（例如Digitalport@SG）的深度融合。.
鹿特丹
作为棕地改造的先行者，鹿特丹展示了如何逐步实现现有历史港口的数字化转型。通过在港口基础设施中部署物联网传感器，并构建全面的“数字孪生”模型，优化了流程，并为未来的发展（例如自主航运）做好了准备。.
上海（洋山港）
上海港充分展现了通过持续自动化所能达到的规模和速度。与人工操作相比，5G引导的自动导引车（AGV）和自动化起重机的应用，使效率提高了30%至40%，使上海港成为全球最繁忙的集装箱港口。.
这些国际案例的关键启示在于，孤立的技术解决方案无法带来成功。领先的港口推行整体生态系统方法，将自动化、数字化、可持续性以及所有利益相关者之间的密切合作相结合。这正是德国的机遇所在：它可以借鉴这些行之有效的方法，并将其扩展到一个至关重要但此前被忽视的层面。.
为北约港口基础设施建立新标准
新加坡和上海等港口主要致力于提升商业效率，而德国则拥有独特的机遇，可以从零开始将军事因素融入现代化港口的设计之中。一个成功建成的德国两用高位物流码头将成为所有北约关键物流枢纽的实际标杆。.
这样的先例将为以下方面提供一个行之有效的模板：
- 对港口基础设施进行物理和网络技术强化，以应对 21 世纪的各种威胁。.
- 确保民用和军用物流及信息技术系统之间的互操作性。.
- 满足现代武装部队对重型作战能力和快速部署的特定要求。.
通过在欧洲建立高度有韧性和高效的物流枢纽网络，德国不仅可以可持续地加强自身的安全，还可以增强整个联盟的威慑和防御能力。.
德国是未来具有韧性的两用港口的缔造者
德国海港的基础设施危机，尽管目前看来十分严峻，却也为几代人带来一次意义深远的变革契机。德国若能坚定地拥抱两用港口战略，并采用诸如高架集装箱堆场等变革性技术，其成就将远不止于修复港口，更能实现战略转型。.
这一转型将使德国港口从老旧、亏损的负担转变为高效、韧性强且安全的战略资产。这将同时增强德国的经济竞争力，并巩固北约在欧洲的后勤力量。通过利用此次危机作为创新的催化剂，德国不仅可以恢复并巩固其作为贸易强国的地位，还可以成为未来港口建设和运营的全球领先者。.
国际智慧港口标杆分析
国际智慧港口标杆分析 – 图片来源：Xpert.Digital
国际智慧港口标杆分析显示，鹿特丹港拥有极高的自动化水平，在现有港口改造自动化方面处于领先地位，例如，其自动导引车（AGV）配备了无人驾驶装卸机器人。新加坡港，特别是大士码头，已实现全面自动化（新建项目），并正在规划建设全球最大的自动化码头，吞吐能力达6500万标准箱。上海港洋山码头也拥有极高的自动化水平，配备了5G控制的AGV和起重机。德国提出的军民两用模式以基于高级强化学习（HRL）的全面自动化为现代化核心。在数字化领域，鹿特丹港凭借其全面的数字孪生系统和用于人工智能支持运营的PortXchange平台脱颖而出；新加坡港拥有Digitalport@SG和先进的交通系统；上海港则拥有智能控制系统并整合到国家物流平台中。德国模式的目标是构建一个全面的数字孪生系统，用于模拟民用和军事场景，并整合码头运营系统（TOS）、运输管理系统（TMS）和港口控制系统（PCS）。所有港口的可持续发展举措都很高，其中鹿特丹正在开发油轮岸电和氢能网络，新加坡侧重于建筑材料的再利用和珊瑚礁保护，上海则利用电气化和绿色技术，而德国模式则致力于通过太阳能和电气化实现碳中和运营，并重点关注绿色燃料。鹿特丹的腹地一体化程度非常高，与铁路、公路和内河航道的连接十分便捷；新加坡和上海的腹地一体化程度也较高，而德国模式则面临这一关键挑战，需要对铁路基础设施进行大量投资。在两用和军事一体化方面，鹿特丹和新加坡的水平较低，上海的情况不适用，而德国模式则设想实现高度一体化，并明确满足载荷、安全和优先级等军事需求。.
安全与国防中心 - 建议和信息
安全与国防中心 - 图片来源：Xpert.Digital
安全与防务中心提供专家咨询和最新信息，有效支持企业和组织加强其在欧洲安全与防务政策中的作用。该中心与中小企业防务工作组紧密合作，尤其致力于促进希望进一步提升其在国防领域创新能力和竞争力的中小企业发展。作为重要的联络点，该中心在中小企业与欧洲防务战略之间搭建了一座至关重要的桥梁。.
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