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科技创新:人工智能助力港口智慧升级
发布时间:2020-08-05 15:55

 

科技创新:人工智能助力港口智慧升级

 


 
  港口无人化、智能化升级是大势所趋。

  近日,2020世界人工智能大会的分论坛之一,未来城市论坛顺利落下帷幕。论坛上,西井科技COO章嵘说:“港口促进区域经济发展及城市繁荣,港口变革势在必行。以无人驾驶为代表的新一代港口机械正在向全智能的方向推进发展,可以加速港口的升级换代。”

 

  作业效率对于港口至关重要。在“新基建”、“工业4.0”、“互联网+”大发展的时代背景下,港口也在进行智能化转型升级,“无人码头”正逐渐成为现实。

 

  “无人码头”是大势所趋

  2020年,新冠疫情蔓延全球。在疫情防控压力下,大部分企业对无人生产、远程操作的重要性都有了新的认识。西井科技COO章嵘认为,“虽然部分无人驾驶项目落地会有一些延后,但从长远来看,我认为它是危机中的‘机’”。

 

  从长期来看,驾驶员劳动力短缺、港口降本增效、保障安全生产是推动智慧港口建设加速的三大直接原因:

  我国港口内集卡司机劳动力短缺的日益凸显。中国道路运输协会数据显示:我国港口内集卡司机以40-50岁的中年男性为主,缺口总量占行业总需求20%。由于劳动强度大,工作条件艰苦,当下“90后”、“95后”青年从事卡车运输工作的意愿不强,可以预见不久后将出现卡车驾驶员“青黄不接”的断层迹象。

  由于在码头驾驶集卡拖挂车需要A驾照,按照国内的交通法规,一名司机想要从C增驾到A,至少需要五六年。培养一名优秀的港口驾驶员时间周期长,投入成本高。

 

  近年来,各港口集装箱吞吐量不断上升,造成众多码头运能不足。如何降本增效成为各港口管理面临的首要难题。

  根据《2019年交通运输行业发展统计公报》统计数据,2014-2019年中国港口集装箱吞吐量逐年上升。全国港口完成集装箱吞吐量2.61亿TEU,比上年增长4.4%。其中,沿海港口完成2.31亿TEU,增长3.9%;内河港口完成3015万TEU,增长8.5%。

  与此同时,84%的卡车司机每日驾驶时间超过8小时,其中40%超过12小时。卡车司机疲于高强度满负荷工作的矛盾凸显,直接影响物流运输效率。

 

图为青岛港自动化码头

 

  一个集装箱年吞吐量200万TEU的中等码头司机人力成本就高达7200万元,而机器只要维护得当,可以24小时作业,且驾驶质量标准、稳定高效。以自动化运输方式替代人力是港口降低成本、提高效率的有效手段。

  除此之外,由于涉及到高空作业和疲劳驾驶,传统港口属于安全事故高发场所。基于安全生产需要,港口无人化转型也将成为必然趋势。

  “根据西井科技目前已有27个用户的数据分析,我们发现在这个单点上给用户提升至少300%的效率,并且能够降低80%的人力成本。”西井科技创始人CEO谭黎敏表示。

 

  智能如何落地港口场景?

  桥吊司机从室外来到室内,从窄小空间来到了宽敞舒适的远程操控室里,码头引进的自动化系统会自动规划作业路径,绝大部分工作由设备自动完成;桥吊司机只需面对屏幕,动动手,即可同时操作三四台机器,让码头上如“钢铁侠般”的轨道吊机,像夹娃娃一样将巨大的集装箱又准又稳地放下或抓起……世界自动化码头的发展已经有30多年的历史。中国自动化码头还处于起步阶段。截至目前,全球自动化集装箱码头34个(含在建3个),其中,全自动化码头13个,半自动化码头21个;欧洲10个,亚洲17个,美洲4个,澳洲3个。截至2019年3月,内地仅有厦门港远海、青岛港、上海港洋山四期3个自动化码头。

 

  随着吞吐量逐年上升,国内港口运营商也在迫切寻求自动化乃至智能化的港口改造方案。

  立足于5G基建大爆发的时代背景下,边缘计算、人工智能、计算机视觉等先进技术加速落地,促使了国内多个港口开始面向数字化、智能化转型升级。以天津港为例,随着5G、AI、物联网等先进技术在港航领域的逐步展开,码头自动化、智能化水平不断提升,无人驾驶集卡、工业机器人、岸桥远程控制、港口全监管等全场景智能化应用不断启动,开始实现智慧港口在卸、运、堆等项目的全链条自动化建设。

 

  “要打造一个完全无人的港口,必须要优化运输环节,所以自动驾驶在港区是一个刚需。举个例子,港口的集卡通常需要24小时运行,如果按照每辆车需要三到四个驾驶员、一个中型的码头需要两百辆车来算,港区需要大量的驾驶员,但现在很多人不愿意从事这部分工作,港口也缺乏相应的劳动力,我们看到了这些痛点。”章嵘说。西井科技作为国内较早一批创立的人工智能科技企业,在港口智能理货系统、无人驾驶智能跨运车、港口无人集卡等领域已经走在世界前列,客户扩展至欧洲和东南亚。今年3月,西井科技助力振华重工自主研制的无人驾驶智能跨运车,在瑞典斯德哥尔摩码头正式交付,是疫情发生后上海人工智能大型装备的首个出海项目;4月,西井科技的6辆无人驾驶电动重卡Q-Truck抵达泰国港口,助力中国智造走出国门。

 

  笔者了解到,广州港数据科技有限公司的“互联网+”智慧港口工程已经在黄埔老港东门闸口落地。“对传统集装箱闸口的改造升级了,黄埔老港东门闸口,是广州钢集团内首条采用单侧箱识别方案解决老码头闸口场地受限等问题的一次成功实践。”据介绍,视频流和AI深度学习的集装箱智能闸口具有动态箱号的识别、多画面结果校验的功能。系统可以像人眼一样对残缺的字符进行加强识别,实现了车辆无感通行的自动化效果。其中,广州港数据科技有限公司AI的深度学习,突破了传统OCR箱号识别的技术瓶颈,仅仅不到一个半月的时间内,机器的识别率已经达到96.3%。

 

  据悉,广州港黄埔老港码头、厦门新海达集装箱码头、招商局旗下大榭招商码头等已经应用人工智能集装箱视觉识别方案。

  通过科技手段降本增效,是现阶段各码头的诉求,但目前中国码头的自动化水平与国外尚有距离。目前,人工智能目前在中国港口的应用尚在幼年阶段,以一线生产作业为主,要进一步推进人工智能在港区作业的落地应用,加快智慧港口的建设,主要的解决方案集中在:

 

  港口集装箱的智能流转——全流程识别、水平运输和垂直运输;

  港口的智能管理——通过运营管理系统TOS、设备控制系统ECS和车队管理系统VMS,实现港口内部自主管理的服务闭环,提高服务效率,降低管理成本;

 

  全方位物流体系——基于5G技术的建设和覆盖,利用物联网和大数据,打破传统港口物流的“信息孤岛”。

  随着产业革命4.0的深入,本轮人工智能的浪潮已经开始向港口渗透。中国港口从信息化建设到数字化建设,再到如今的智慧港口建设,正经历着关键的转型时期,中国的港口正在从传统意义上的自动化向智慧港口转变。

 

  港口智慧化需“一港一策”

  近两年,国家层面的政策支持和国内广阔的应用环境,为人工智能在中国的发展提供了良好的落地。新一代科学信息技术的推陈出新,不断迭代,以其集聚融合的快速发展态势,成为推动智慧港口建设的重要驱动力之一,物联网、云计算、移动智能终端应用、大数据辅助、人工智能、系统仿真与预演技术、智能诊断与评估技术、装卸机器视觉与自主控制、港口绿色能源和5G技术的支撑与调度,都是实现智慧港口落地的重要手段。

 

  为助力智慧交通发展,《中国港口》杂志、西井科技与毕马威三方首次共同提出了“一横一纵一链一网”的全局化体系解决方案。一方面,从港口内部生产作业角度,将人工智能应用分为集装箱横向流转过程( “一横”)、纵向运营管理(“一纵”)两个层面;更进一步,从整个大物流体系角度出发,将智慧港口作为智慧物流的重要组成部分,探索人工智能在物流服务链( “一链” ) 、区域/全球港口协同网(“一网”)两个角度的应用。未来,“一横一纵一链一网”的构建将带动交通领域单业务的技术革新、数据融合与多业务联动、交通枢纽业务联动、交通与智慧城市其他业务联动,促进港口智慧转型。

 

  不过,笔者了解到,随着吞吐量逐年上升,国内港口运营商进行自动化改造势头积极。但当前自动化港口离真正的智慧港口尚有距离。目前自动化港口均为新建港口,如要在已运营的港口中推动自动化改造,还面临如下实际问题:首先,普及推广难的重要因素是建设成本压力。建设年吞吐量200万TEU的中型自动化码头一般投入10亿元以上,AGV集装箱水平运输方式,需要地下埋设几万枚磁钉,投入大,耗时长;其次,技术标准待统一,可靠性和稳定性有待检验;自动化码头构造精密复杂,试错成本高;第三,港口运营商角色不同,自动化改造需要多管理主体协调,平衡各方诉求;最后,不同港口存在不同的建设需求和目标,需要不同的改造策略和方案,要形成研发、推广和合作产业链尚有一定距离。

 

  为此,业界人士建议,对于企业而言,不同港口面临各异的环境背景、资源、发展历程和目标,因此,港口管理者需明晰自身港口的顶层定位和规划,选择符合自身情况的发展策略,使人工智能技术的应用契合港口业务目标。港口生产作业,作为人工智能的细分行业场景,存在着较高的专业壁垒。那些具备人工智能技术,又对港口实际场景深耕的企业,才能成为领域技术应用的引领者。同时,码头运营者需要建立一支机智的、有创新能力的、具备人工智能能力的工作团队。港口需整合优势资源,统筹引进技术人才“链式”联动发展,才能充分利用人工智能所能提供的力量。

 

  “人工智能更多偏向于底层的技术,其价值的最终实现要落实于具体的场景。我们相信人工智能技术未来会在智慧港口的建设上添上浓墨重彩的一笔。”毕马威信息与科技行业主管合伙人吴剑林先生总结道。

 

  (综合亿欧网、 镁客网、南方网、算力智库等媒体报道)

 

文来源:中国水运网 

 
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