近日，中國(guó)航天技術(shù)助力“智慧港口”建設(shè)再獲新成果。一項(xiàng)融合中國(guó)航天控制科技的全新技術(shù)---“航天智港”機(jī)器視覺(jué)集卡防吊起系統(tǒng)，在上海港、青島港、香港HIT碼頭等多個(gè)重要港口完成了部署應(yīng)用。這一系統(tǒng)開創(chuàng)性應(yīng)用了航天AI視覺(jué)技術(shù)，可保證龍門吊垂作業(yè)過(guò)程中，全面避免吊起集裝箱，系統(tǒng)采用了全要素識(shí)別，對(duì)作業(yè)關(guān)鍵信息擁有高精度識(shí)別能力。
圖：港口部署“航天智港”機(jī)器視覺(jué)集卡防吊起系統(tǒng)
據(jù)悉，這一技術(shù)來(lái)自于北京航天自動(dòng)控制研究所旗下“航天智港”品牌。北京航天自動(dòng)控制研究所，隸屬于中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院，是一家主要從事航天控制與信息領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)研究機(jī)構(gòu)，曾圓滿完成“載人航天工程”和“探月工程”為代表的運(yùn)載火箭系統(tǒng)研制任務(wù)。而“航天智港”系統(tǒng)，則是北京航天自動(dòng)控制研究所結(jié)合自身導(dǎo)航控制與探測(cè)方面的優(yōu)勢(shì)技術(shù)，應(yīng)用航天科技與港口工業(yè)場(chǎng)景深度結(jié)合的產(chǎn)物。
圖：“航天智港”為北京航天自動(dòng)控制研究所旗下品牌
全天候裝卸“雙升級(jí)”：效率突破，隱患?xì)w零
港口作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“晴雨表”，整體運(yùn)作效率十分關(guān)鍵。但目前，我國(guó)港口裝卸整體水準(zhǔn)仍處“自動(dòng)化、半自動(dòng)化與人工操作”三者并存狀態(tài)。由于堆場(chǎng)作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，裝卸工藝按“預(yù)設(shè)程序執(zhí)行”，勞動(dòng)強(qiáng)度大，安全事故時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重影響港口作業(yè)安全和效率。
圖：集裝箱卡車被吊起的事故案例圖
對(duì)此，航天智港經(jīng)理閆濤，向記者重點(diǎn)介紹了“集卡防吊起系統(tǒng)”。此前多數(shù)自動(dòng)化港口的龍門吊運(yùn)作，無(wú)法完全避免因人員疏忽、結(jié)構(gòu)變形等因素導(dǎo)致的集卡車架被吊起等安全隱患。由此不得不在集卡卸車環(huán)節(jié)介入“人工檢查”，導(dǎo)致整體效率大幅降低。
圖：集裝箱卡車被吊起一定高度后及時(shí)停止的案例圖
但“航天智港”解決方案的部署，可以讓港口龍門吊像人一樣會(huì)觀測(cè)、思考和決策，實(shí)現(xiàn)安全和效率雙重提升。通過(guò)相機(jī)優(yōu)化布局，航天智港系統(tǒng)可對(duì)集卡車架區(qū)域?qū)崿F(xiàn)全方位觀測(cè)覆蓋，為龍門吊裝上一對(duì)“慧眼”。而通過(guò)視頻圖像處理分析、人工智能監(jiān)測(cè)等技術(shù)，系統(tǒng)可自動(dòng)判定是否存在集卡吊起情況，并即刻輸出警報(bào)信號(hào)。龍門吊PLC通過(guò)Profibus-DP通訊模式，一經(jīng)接收信號(hào)將自動(dòng)優(yōu)化控制策略控制吊具，從而實(shí)現(xiàn)所有集卡類型、所有集裝箱型、所有未解鎖模式的安全保護(hù)。
據(jù)悉，該項(xiàng)技術(shù)的識(shí)別率優(yōu)于99%，虛警率低于萬(wàn)分之五。同時(shí)，該系統(tǒng)突破了大彈性條件下，集卡類型和吊起模式多樣性識(shí)別的樣本完備性等應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)，成功解決了長(zhǎng)期困擾碼頭行業(yè)的集卡卸箱全天時(shí)/全天候安全保護(hù)難題，顯著提高了作業(yè)效率和安全性。
航天優(yōu)勢(shì)技術(shù)加持 助推“智慧港口”轉(zhuǎn)型
歷經(jīng)第一代至第四代發(fā)展，世界港口已進(jìn)入智慧化發(fā)展階段。此前，我國(guó)就曾在包括《“十四五”現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸體系發(fā)展規(guī)劃》等一系列規(guī)劃中，明確要推動(dòng)我國(guó)港口向更高層次的智慧化轉(zhuǎn)型。
近年，領(lǐng)先的大型龍頭港口企業(yè)已向“智慧港口”建設(shè)大步邁進(jìn)。而由于在人工智能、AI視覺(jué)識(shí)別、航天控制和導(dǎo)航等領(lǐng)域，北京航天自動(dòng)控制研究所本身具備大量應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)積累。港口行業(yè)的需求與人工智能技術(shù)特點(diǎn)相輔相成，“航天智港”基于航天視覺(jué)技術(shù)，研發(fā)了多種港口智能化解決方案，已成為國(guó)內(nèi)“智慧港口”建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)力量。
圖：航天智港系統(tǒng)架構(gòu)圖
事實(shí)上，近年“航天智港”持續(xù)向港口導(dǎo)入大量識(shí)別技術(shù)。在碼頭裝卸等安全關(guān)鍵環(huán)節(jié)，“航天智港”已先后研發(fā)并部署“輪胎吊自動(dòng)糾偏與防撞系統(tǒng)、龍門吊自動(dòng)抓放箱系統(tǒng)、漏摘鎖墊預(yù)警系統(tǒng)、岸橋全景智能識(shí)別系統(tǒng)、集裝箱卡車自動(dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)”等數(shù)十項(xiàng)視覺(jué)技術(shù)，綜合服務(wù)于港口系統(tǒng)管控平臺(tái)，形成了一整套碼頭智能裝卸解決方案，為港口帶去了全方位安全防護(hù)。
近三年間，“航天智港”已獲國(guó)家發(fā)明專利授權(quán)8項(xiàng)，實(shí)用新型專利1項(xiàng)，發(fā)表論文2篇;榮獲2021年度山東省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、2021年中國(guó)航海學(xué)會(huì)科技進(jìn)步獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)、北京質(zhì)量協(xié)會(huì)第七十八次QC小組示范成果等10項(xiàng)政府/行業(yè)獎(jiǎng)項(xiàng)。
圖：北京航天自動(dòng)控制研究所部分獲獎(jiǎng)證書
北京航天自動(dòng)控制研究所的“航天智港”產(chǎn)業(yè)，目前已經(jīng)參與了上海港、青島剛、香港HIT碼頭、北部灣等全國(guó)重要碼頭的關(guān)鍵技術(shù)研制工作，成效卓著。閆經(jīng)理表示，目前已經(jīng)開通了“航天智+”公眾號(hào)，歡迎大家持續(xù)關(guān)注航天智港的新技術(shù)與新成果。
未來(lái)，隨著“航天智港”繼續(xù)深入貫徹航天技術(shù)應(yīng)用及服務(wù)發(fā)展戰(zhàn)略，依托大量技術(shù)積累和質(zhì)量控制流程，將不斷拓展航天智能控制技術(shù)向港口行業(yè)的遷移轉(zhuǎn)化與工程應(yīng)用，“航天智港”也將迎來(lái)新的發(fā)展高峰。
（中國(guó)航天技術(shù)）
