如何在傳統(tǒng)集裝箱碼頭基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)升級改造，實現(xiàn)全流程無人自動化作業(yè)，是擺在全球港口面前的一道世界性難題?！?00個數(shù)字化轉(zhuǎn)型故事”第七期，我們走進(jìn)世界十大港口之一的天津港，是什么樣的先進(jìn)技術(shù)攻克了世界港口難題，為全球港口智慧化貢獻(xiàn)“天津港方案”?一起去看看吧。
結(jié)合5G、AI、云計算、自動駕駛等新ICT技術(shù)，天津港與華為團(tuán)隊聯(lián)合設(shè)計開發(fā)的“智能水平運輸管理系統(tǒng)”，創(chuàng)新打造全新一代港口的“智慧大腦”?！旖蚋鄣诙b箱碼頭有限公司總經(jīng)理 楊榮
天津港位于渤海灣西段，連接?xùn)|北亞與中西亞，是京津冀的海上門戶，也是海上絲綢之路的重要支點。1860年天津港外開埠，成為通商口岸;1952年修建后重新開港，百年間，經(jīng)歷了從“淺水小港”到“國際大港”的蛻變。
目前，全球港口98%以上的集裝箱碼頭都是傳統(tǒng)人工操作，屬于典型的勞動力密集型產(chǎn)業(yè)——人工作業(yè)勞動強度大但效率越來越難以匹配碼頭發(fā)展需求，如何在傳統(tǒng)集裝箱碼頭基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)升級改造，實現(xiàn)全流程無人自動化作業(yè)，是擺在全球港口面前的一道世界性難題。
作為世界十大港口之一的天津港，年集裝箱吞吐量達(dá)2000萬標(biāo)準(zhǔn)箱，從業(yè)人員超2萬，也面臨著同樣的挑戰(zhàn)。
2020年，天津港、華為和中國移動聯(lián)合成立5G+智能港口專項組，依據(jù)業(yè)務(wù)場景，利用5G網(wǎng)絡(luò)超大寬帶、超低延時、廣覆蓋、高可靠性的優(yōu)勢，并結(jié)合AI、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等新ICT技術(shù)，創(chuàng)造性推出車路協(xié)同超L4級的無人自動駕駛和5G遠(yuǎn)程控制方案，助力碼頭自動化，提升港口運轉(zhuǎn)效率的同時降低整體作業(yè)能耗，讓港口運營更安全。
首創(chuàng)碼頭云控自動駕駛
攻克世界港口難題
實現(xiàn)碼頭自動化，最重要的是水平運輸?shù)淖詣踊?。該項目首?chuàng)碼頭云控自動駕駛解決方案，基于5G自動駕駛技術(shù)，高精地圖在云端構(gòu)建的動態(tài)業(yè)務(wù)地圖，匯聚從生產(chǎn)系統(tǒng)中獲取到的實時泊位、岸橋、場橋等作業(yè)數(shù)據(jù)信息，以及無人駕駛平板車實時的動態(tài)數(shù)據(jù)信息，基于云端創(chuàng)新的區(qū)間路徑+速度動態(tài)規(guī)劃算法，實現(xiàn)多車動態(tài)路徑規(guī)劃和速度引導(dǎo)，保障多車協(xié)同作業(yè)時行車軌跡的確定性和安全性，有效解決港口司機短缺、疲勞駕駛等問題，實現(xiàn)車輛智能調(diào)度，優(yōu)化車輛運行效率，提升碼頭運轉(zhuǎn)效率，降低安全風(fēng)險。
2021年10月17日，全球首個“智慧零碳”碼頭——天津港北疆港區(qū)C段智能化集裝箱碼頭正式投產(chǎn)運營，旨在打造以全新模式引領(lǐng)世界港口智能化升級和低碳發(fā)展的中國范例。通過5G、北斗、人工智能泛在應(yīng)用，率先實現(xiàn)水平布局集裝箱碼頭全流程自動化作業(yè)“完整版”。
“智慧零碳”碼頭較同等岸線傳統(tǒng)自動化集裝箱碼頭投資減少30%，減少集裝箱作業(yè)倒運環(huán)節(jié)50%，降低能耗17%以上;較同規(guī)模傳統(tǒng)集裝箱碼頭人員減少60%;實現(xiàn)綠電功能100%自給自足。
打造全新一代港口 “智慧大腦”
科技解放人力
傳統(tǒng)場橋岸橋作業(yè)條件艱苦，對人力要求極高。司機室高30米，需司機頻繁爬高、精力高度集中去操控設(shè)備，因此，容易產(chǎn)生疲勞，存在安全隱患。該項目基于5G創(chuàng)新應(yīng)用，建設(shè)智能調(diào)度中心，港口中控室實現(xiàn)5G遠(yuǎn)程控制，將人力解放出來。操作人員坐在中控室就可以基于5G回傳的高清視頻信息和設(shè)備狀態(tài)信息對場橋岸橋進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，發(fā)送指令，驅(qū)動場橋岸橋自動運行起升、小車、大車等，實現(xiàn)遠(yuǎn)程開展裝卸集裝箱作業(yè)。1名操作員可操控6～8臺場橋，不再需要人機一一對應(yīng)。
智能調(diào)度中心不僅提高作業(yè)效率，減少作業(yè)事故，還極大解放了人力，改善司機的作業(yè)環(huán)境。通過5G遠(yuǎn)程控制，大幅提升了港口龍門吊的綜合作業(yè)效率，降低設(shè)備運行與維護(hù)成本。此外，對比其他遠(yuǎn)控技術(shù)，5G可實現(xiàn)堆場全覆蓋，利用5G的大帶寬低時延可實現(xiàn)龍門吊遠(yuǎn)程控制場景中監(jiān)控視頻回傳，PLC可靠通信，可大幅降低港口自動化改造門檻和投入，成為港口自動化改造經(jīng)濟(jì)、高效的首選。
結(jié)合5G、AI、云計算、自動駕駛等新ICT技術(shù)，天津港與華為團(tuán)隊聯(lián)合設(shè)計開發(fā)的“智能水平運輸管理系統(tǒng)”，創(chuàng)新打造全新一代港口的“智慧大腦”。
“智能水平運輸管理系統(tǒng)”可以協(xié)同碼頭生產(chǎn)操作系統(tǒng)(TOS)、場橋、岸橋、智能水平運輸機器人(ART)、自動鎖站、自動充電樁等關(guān)鍵資源，自動得出最優(yōu)裝卸方案并指揮各臺設(shè)備，實現(xiàn)全局調(diào)度最優(yōu)，在水平岸線碼頭里，有效管理了迄今為止最大規(guī)模的無人駕駛車隊，目前達(dá)到了76輛?！旖蚋鄣诙b箱碼頭有限公司總經(jīng)理 楊榮
“5G+智能港口”項目基于5G、AI等技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，實現(xiàn)全球首個港口自動駕駛和5G遠(yuǎn)程控制，改變了天津港貨物運輸和裝卸的方式，實現(xiàn)港口作業(yè)流程自動化、智慧化，顯著提升港口的運行效率和安全生產(chǎn)能力，降低能耗，大大提升港口的競爭力。它不僅適用于天津港，也能推廣到其他港口和工業(yè)領(lǐng)域，具備全球推廣的示范效應(yīng)。
未來，華為將繼續(xù)攜手天津港、中國移動和全球合作伙伴，積極探索5G+港口的智能應(yīng)用，激發(fā)港口澎湃活力，為全球港口智慧化貢獻(xiàn)“天津港方案”，助力更多港口進(jìn)行自動化、智能化的持續(xù)升級，打造“智慧、綠色、安全”的智慧港口標(biāo)桿。
（華為）
