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智能系统正在朝港口加速渗透,四大场景迎来自动化“革命”

admin2022-10-2212

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随着自动驾驶技术的成功运用,日前,合肥港进入了无人自动化阶段,并开始引领全国内河港口新一轮“码头革命”。


在码头操作系统发出指令后,无人驾驶集装箱搬运车自动前往船边指定位置,等吊机将集装箱放在车上后,再前往堆场,堆叠成垛……如此循环往复,整个过程一气呵成,转弯、停车等动作流畅自然,全部由操作系统智能控制。


随着科技的发展,近年来少数沿海港口加快转型升级步伐,纷纷引入无人驾驶技术,但多是通过埋在地下的磁钉来感知位置,投入成本高且施工周期长。


作为全国28个主要的内河港之一,合肥港自2020年纳入合肥市5G智能网联汽车示范区后,在2021年就完成合肥港智能网联信息化改造及无人驾驶场景应用期(一期)招标,目前已进入联网调试阶段。


相比过去,无人驾驶集装箱搬运车无需借助磁钉感应识别,行驶路径更加灵活多变,定位更加精准,不仅打破了全自动化码头的传统布局,而且能够减少80%的人力操作、降低港口运营成本,更有效地提高港口的综合作业效率和服务能力,实现港口生产智能化和信息化,也是港口从劳动密集型向技术密集型转变的重要标志。


“此次试运行,标志着合肥港成为国内内河第一家无人驾驶的智慧港口。”安徽港口集团合肥有限公司设备部部长梁有军介绍。

智慧港口发展目标逐年清晰


港口是国家对外贸易的主要渠道,港口吞吐量是国民经济重要的“晴雨表”,港口的智慧化发展,能快速带动港口吞吐量和货柜周转时间。相对于传统的集装箱码头,智慧港口的自动化码头效率更高,全过程智能操作,实现智能、安全、高效的码头作业。近年来,在全球大部分港口集装箱码头还在人工作业时,中国正加快智慧港口自动化码头建设。


十年间,随着智慧港口的建设推进,我国港口吞吐量迈上新台阶,数据显示,2012年全国港口完成货物吞吐量为107.76亿吨,2021年提升到155.5亿吨,增长44.3%。2012年全国港口集装箱吞吐量为1.77亿TEU(集装箱国际计量单位),2021年底全国港口集装箱吞吐量累计完成2.83亿TEU,智慧港口建设有力支撑海运的快速发展。


自2017年1月,交通运输部发布《关于开展智慧港口示范工程的通知》首提“智慧港口”开始,随着部分标杆性智慧港口陆续建成,国家对加快各地智慧港口建设提出了新要求。2021年9月与2022年1月,交通运输部与国务院分别发布《交通运输领域新型基础设施建设行动方案(2021—2025年)》与《“十四五”现代综合交通运输体系发展规划》,都对具体港口的智能化改造要求进行明确。如“推进厦门港、宁波舟山港、大连港等既有集装箱码头的智能升级,建设天津港、苏州港、北部湾港等新一代自动化码头”,“推进大连港﹑天津港、青岛港、上海港、宁波舟山港、厦门港﹑深圳港、广州港等港口既有集装箱码头智能化改造。建设天津北疆C段﹑深圳海星、广州南沙四期、钦州等新一代自动化码头。”多项政策落地,使得我国智慧港口行业的发展方向和发展目标逐渐清晰。


交通运输部综合规划司副司长苏杰表示,党的十八大以来,我国水运事业发展取得了举世瞩目的成就。水运基础设施总体规模保持世界第一,水运服务能力不断提升,基础性、先导性、战略性作用明显,水运承担了大量的跨区域货物运输和约95%的外贸物资运输,为经济社会发展提供了有力支撑和坚实保障。


伴随着港口智能化的不断推进,我国港口正迈向高质量发展。目前我国已建成10座自动化集装箱码头,并有8座自动化集装箱码头在建,已建和在建规模均居世界首位。一座座全自动化码头在海岸线旁不断拔地而起,智慧港口的运营模式正不断向世界提供着“中国方案”。

技术驱动:5G、人工智能两大引擎推动智能港口的发展


人工智能、大数据、云计算5G,区块链等技术进步为智慧港口提供了发展动力,其中5G和人工智能技术是两大发展引擎。5G大带宽、高及时性、大连接在港口各类业务中具有突出优势,可减少垂直运输系统中桥梁起重机、轨道起重机、轮胎起重机的远程控制误差,以及水平控制系统中的卡集和AGV远程调度延迟,以提高操作的可靠性。此外,大数据积累和深度学习算法的进步使人工智能技术在港口领域发挥了作用。深度学习技术作为人工智能的核心技术之一,克服了传统机器学习算法依赖人为特征建立和筛选的限制,在计算机视觉和自然语言处理方向取得了良好的实践成果,应用于智能安防、自动驾驶、风险预测管理、金融异常检测等领域。在技术进步的推动下,智慧港口有望进入智能发展的新阶段。


目前,中国是世界上最大的贸易大国,也是港口大国。根据说法。Alphaliner数据显示,2021年,中国港口占全球十大港口之一,集装箱处理量年增长率仍较高,对提高港口效率提出了挑战。同时,传统港口的发展不仅面临着劳动力成本上升、劳动强度大、工作环境恶劣、劳动力短缺等痛点,还面临着港口腹地重叠和货物重叠的同质化竞争。降低成本和提高效率已成为港口企业的共同需求。智能港口利用互联网和大数据实现智能化、自动化和无人化,促进港口转型升级,提高企业质量和效率,是港口发展的必然趋势。自2019年以来,我国港口资源整合速度显著加快,如山东省、辽宁省港口资源整合,协调全省港口发展,对提高港口运营效率、实现港口统一调度管理提出了新的要求。在此背景下,提高港口管理水平,建设智能港口迫在眉睫。


四大场景加速转型


智慧港口应用场景较多,主要为智能识别、自动驾驶、智能装卸、智能监控等四大应用领域。


智能识别:准确快速地获取集装箱数据是提高港口效率的关键。智能识别主要运用计算机视觉对集装箱箱号、箱型、装卸提箱状态、铅封有无等进行识别,覆盖集装箱装卸船、堆放、理货、验残、提箱、出关等全流转环节,突破了传统OCR技术易受外界干扰而导致识别准确率较低的技术限制,从而大幅提高物流大数据的流转效率。


自动驾驶:主要满足集装箱水平运输需求,用于岸桥与堆场之间的集装箱运输。当前港口运输自动化的三种运输方案分别为自动驾驶集卡、自动驾驶跨运车与AGV,其中自动驾驶集卡由于无需场地改造,场景适用性强,单车成本低,成为当前我国港口运输自动化的主流解决方案。基于5G、高精度定位与车路协同等技术,当前可实现集卡无人驾驶以及实时路况回传,方便控制中心监管运输进度,实时查看车辆的感知与规划信息。


智能装卸:主要满足集装箱垂直运输需求,包括桥吊、轨道吊和轮胎吊。桥吊用于集装箱从船到岸的装卸,轨道吊与轮胎吊用于堆场内集装箱的搬运与整理。二者都在传统港口模式下需要工人长时间高空低头作业,对身体伤害大。现阶段智能装卸通过应用远程控制技术,司机可以在中控室利用高清监控设备远程查看现场情况并通过电脑屏幕进行监控和指示操纵,能够提升安全系数,节约人力成本。

智能监控:安防系统是港口日常生产运营的重要保障。利用云计算与云存储技术,港口安防系统可以满足进出港车辆分析、驾乘人员面部识别、火灾分析、烟雾分析、禁区报警等智能监控分析需求。而数字孪生港口运营仿真平台的诞生,进一步扩大了智能监控范围。利用数字孪生技术,港口可接入各类箱体信息,实现超大规模集装箱体的动态生成与同步,也可通过显示拖车正在执行的计划指令轨迹和实际运行轨迹,协助安全人员实时监控异常状态,保障安全运输。


结语


随着5G技术的应用提速,全球各大港口均在大力推行数字化转型。各个稳定运行的港口码头,正在让物流“大动脉”更为畅通。未来的智慧码头可能再也无需人工操作,上货、卸货、进出港将一气呵成!


来源:合肥新闻,中国交通广播,Corerain鲲云科技

注:文章内的所有配图皆为网络转载图片,侵权即删!

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