港口無(wú)人化、智能化升級(jí)是大勢(shì)所趨。

近日，2020世界人工智能大會(huì)的分論壇之一，未來(lái)城市論壇順利落下帷幕。論壇上，西井科技COO章嶸說(shuō)：“港口促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展及城市繁榮，港口變革勢(shì)在必行。以無(wú)人駕駛為代表的新一代港口機(jī)械正在向全智能的方向推進(jìn)發(fā)展，可以加速港口的升級(jí)換代?！?/p>

作業(yè)效率對(duì)于港口至關(guān)重要。在“新基建”、“工業(yè)4.0”、“互聯(lián)網(wǎng)+”大發(fā)展的時(shí)代背景下，港口也在進(jìn)行智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)，“無(wú)人碼頭”正逐漸成為現(xiàn)實(shí)。

“無(wú)人碼頭”是大勢(shì)所趨

2020年，新冠疫情蔓延全球。在疫情防控壓力下，大部分企業(yè)對(duì)無(wú)人生產(chǎn)、遠(yuǎn)程操作的重要性都有了新的認(rèn)識(shí)。西井科技COO章嶸認(rèn)為，“雖然部分無(wú)人駕駛項(xiàng)目落地會(huì)有一些延后，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，我認(rèn)為它是危機(jī)中的‘機(jī)’”。

從長(zhǎng)期來(lái)看，駕駛員勞動(dòng)力短缺、港口降本增效、保障安全生產(chǎn)是推動(dòng)智慧港口建設(shè)加速的三大直接原因：

我國(guó)港口內(nèi)集卡司機(jī)勞動(dòng)力短缺的日益凸顯。中國(guó)道路運(yùn)輸協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示：我國(guó)港口內(nèi)集卡司機(jī)以40-50歲的中年男性為主，缺口總量占行業(yè)總需求20%。由于勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作條件艱苦，當(dāng)下“90后”、“95后”青年從事卡車運(yùn)輸工作的意愿不強(qiáng)，可以預(yù)見(jiàn)不久后將出現(xiàn)卡車駕駛員“青黃不接”的斷層跡象。

由于在碼頭駕駛集卡拖掛車需要A駕照，按照國(guó)內(nèi)的交通法規(guī)，一名司機(jī)想要從C增駕到A，至少需要五六年。培養(yǎng)一名優(yōu)秀的港口駕駛員時(shí)間周期長(zhǎng)，投入成本高。

近年來(lái)，各港口集裝箱吞吐量不斷上升，造成眾多碼頭運(yùn)能不足。如何降本增效成為各港口管理面臨的首要難題。

根據(jù)《2019年交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2014-2019年中國(guó)港口集裝箱吞吐量逐年上升。全國(guó)港口完成集裝箱吞吐量2.61億TEU，比上年增長(zhǎng)4.4%。其中，沿海港口完成2.31億TEU，增長(zhǎng)3.9%;內(nèi)河港口完成3015萬(wàn)TEU，增長(zhǎng)8.5%。

與此同時(shí)，84%的卡車司機(jī)每日駕駛時(shí)間超過(guò)8小時(shí)，其中40%超過(guò)12小時(shí)。卡車司機(jī)疲于高強(qiáng)度滿負(fù)荷工作的矛盾凸顯，直接影響物流運(yùn)輸效率。

一個(gè)集裝箱年吞吐量200萬(wàn)TEU的中等碼頭司機(jī)人力成本就高達(dá)7200萬(wàn)元，而機(jī)器只要維護(hù)得當(dāng)，可以24小時(shí)作業(yè)，且駕駛質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、穩(wěn)定高效。以自動(dòng)化運(yùn)輸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，由于涉及到高空作業(yè)和疲勞駕駛，傳統(tǒng)港口屬于安全事故高發(fā)場(chǎng)所。基于安全生產(chǎn)需要，港口無(wú)人化轉(zhuǎn)型也將成為必然趨勢(shì)。

“根據(jù)西井科技目前已有27個(gè)用戶的數(shù)據(jù)分析，我們發(fā)現(xiàn)在這個(gè)單點(diǎn)上給用戶提升至少300%的效率，并且能夠降低80%的人力成本。”西井科技創(chuàng)始人CEO譚黎敏表示。

智能如何落地港口場(chǎng)景?

橋吊司機(jī)從室外來(lái)到室內(nèi)，從窄小空間來(lái)到了寬敞舒適的遠(yuǎn)程操控室里，碼頭引進(jìn)的自動(dòng)化系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)規(guī)劃作業(yè)路徑，絕大部分工作由設(shè)備自動(dòng)完成;橋吊司機(jī)只需面對(duì)屏幕，動(dòng)動(dòng)手，即可同時(shí)操作三四臺(tái)機(jī)器，讓碼頭上如“鋼鐵俠般”的軌道吊機(jī)，像夾娃娃一樣將巨大的集裝箱又準(zhǔn)又穩(wěn)地放下或抓起……世界自動(dòng)化碼頭的發(fā)展已經(jīng)有30多年的歷史。中國(guó)自動(dòng)化碼頭還處于起步階段。截至目前，全球自動(dòng)化集裝箱碼頭34個(gè)(含在建3個(gè))，其中，全自動(dòng)化碼頭13個(gè)，半自動(dòng)化碼頭21個(gè);歐洲10個(gè)，亞洲17個(gè)，美洲4個(gè)，澳洲3個(gè)。截至2019年3月，內(nèi)地僅有廈門港遠(yuǎn)海、青島港、上海港洋山四期3個(gè)自動(dòng)化碼頭。

隨著吞吐量逐年上升，國(guó)內(nèi)港口運(yùn)營(yíng)商也在迫切尋求自動(dòng)化乃至智能化的港口改造方案。

立足于5G基建大爆發(fā)的時(shí)代背景下，邊緣計(jì)算、人工智能、計(jì)算機(jī)視覺(jué)等先進(jìn)技術(shù)加速落地，促使了國(guó)內(nèi)多個(gè)港口開(kāi)始面向數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)。以天津港為例，隨著5G、AI、物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)在港航領(lǐng)域的逐步展開(kāi)，碼頭自動(dòng)化、智能化水平不斷提升，無(wú)人駕駛集卡、工業(yè)機(jī)器人、岸橋遠(yuǎn)程控制、港口全監(jiān)管等全場(chǎng)景智能化應(yīng)用不斷啟動(dòng)，開(kāi)始實(shí)現(xiàn)智慧港口在卸、運(yùn)、堆等項(xiàng)目的全鏈條自動(dòng)化建設(shè)。

“要打造一個(gè)完全無(wú)人的港口，必須要優(yōu)化運(yùn)輸環(huán)節(jié)，所以自動(dòng)駕駛在港區(qū)是一個(gè)剛需。舉個(gè)例子，港口的集卡通常需要24小時(shí)運(yùn)行，如果按照每輛車需要三到四個(gè)駕駛員、一個(gè)中型的碼頭需要兩百輛車來(lái)算，港區(qū)需要大量的駕駛員，但現(xiàn)在很多人不愿意從事這部分工作，港口也缺乏相應(yīng)的勞動(dòng)力，我們看到了這些痛點(diǎn)?！闭聨V說(shuō)。西井科技作為國(guó)內(nèi)較早一批創(chuàng)立的人工智能科技企業(yè)，在港口智能理貨系統(tǒng)、無(wú)人駕駛智能跨運(yùn)車、港口無(wú)人集卡等領(lǐng)域已經(jīng)走在世界前列，客戶擴(kuò)展至歐洲和東南亞。今年3月，西井科技助力振華重工自主研制的無(wú)人駕駛智能跨運(yùn)車，在瑞典斯德哥爾摩碼頭正式交付，是疫情發(fā)生后上海人工智能大型裝備的首個(gè)出海項(xiàng)目;4月，西井科技的6輛無(wú)人駕駛電動(dòng)重卡Q-Truck抵達(dá)泰國(guó)港口，助力中國(guó)智造走出國(guó)門。

筆者了解到，廣州港數(shù)據(jù)科技有限公司的“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧港口工程已經(jīng)在黃埔老港東門閘口落地?！皩?duì)傳統(tǒng)集裝箱閘口的改造升級(jí)了，黃埔老港東門閘口，是廣州鋼集團(tuán)內(nèi)首條采用單側(cè)箱識(shí)別方案解決老碼頭閘口場(chǎng)地受限等問(wèn)題的一次成功實(shí)踐?！睋?jù)介紹，視頻流和AI深度學(xué)習(xí)的集裝箱智能閘口具有動(dòng)態(tài)箱號(hào)的識(shí)別、多畫(huà)面結(jié)果校驗(yàn)的功能。系統(tǒng)可以像人眼一樣對(duì)殘缺的字符進(jìn)行加強(qiáng)識(shí)別，實(shí)現(xiàn)了車輛無(wú)感通行的自動(dòng)化效果。其中，廣州港數(shù)據(jù)科技有限公司AI的深度學(xué)習(xí)，突破了傳統(tǒng)OCR箱號(hào)識(shí)別的技術(shù)瓶頸，僅僅不到一個(gè)半月的時(shí)間內(nèi)，機(jī)器的識(shí)別率已經(jīng)達(dá)到96.3%。

據(jù)悉，廣州港黃埔老港碼頭、廈門新海達(dá)集裝箱碼頭、招商局旗下大榭招商碼頭等已經(jīng)應(yīng)用人工智能集裝箱視覺(jué)識(shí)別方案。

通過(guò)科技手段降本增效，是現(xiàn)階段各碼頭的訴求，但目前中國(guó)碼頭的自動(dòng)化水平與國(guó)外尚有距離。目前，人工智能目前在中國(guó)港口的應(yīng)用尚在幼年階段，以一線生產(chǎn)作業(yè)為主，要進(jìn)一步推進(jìn)人工智能在港區(qū)作業(yè)的落地應(yīng)用，加快智慧港口的建設(shè)，主要的解決方案集中在：

港口集裝箱的智能流轉(zhuǎn)——全流程識(shí)別、水平運(yùn)輸和垂直運(yùn)輸；

港口的智能管理——通過(guò)運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)TOS、設(shè)備控制系統(tǒng)ECS和車隊(duì)管理系統(tǒng)VMS，實(shí)現(xiàn)港口內(nèi)部自主管理的服務(wù)閉環(huán)，提高服務(wù)效率，降低管理成本；

全方位物流體系——基于5G技術(shù)的建設(shè)和覆蓋，利用物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)，打破傳統(tǒng)港口物流的“信息孤島”。

隨著產(chǎn)業(yè)革命4.0的深入，本輪人工智能的浪潮已經(jīng)開(kāi)始向港口滲透。中國(guó)港口從信息化建設(shè)到數(shù)字化建設(shè)，再到如今的智慧港口建設(shè)，正經(jīng)歷著關(guān)鍵的轉(zhuǎn)型時(shí)期，中國(guó)的港口正在從傳統(tǒng)意義上的自動(dòng)化向智慧港口轉(zhuǎn)變。

港口智慧化需“一港一策”

近兩年，國(guó)家層面的政策支持和國(guó)內(nèi)廣闊的應(yīng)用環(huán)境，為人工智能在中國(guó)的發(fā)展提供了良好的落地。新一代科學(xué)信息技術(shù)的推陳出新，不斷迭代，以其集聚融合的快速發(fā)展態(tài)勢(shì)，成為推動(dòng)智慧港口建設(shè)的重要驅(qū)動(dòng)力之一，物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動(dòng)智能終端應(yīng)用、大數(shù)據(jù)輔助、人工智能、系統(tǒng)仿真與預(yù)演技術(shù)、智能診斷與評(píng)估技術(shù)、裝卸機(jī)器視覺(jué)與自主控制、港口綠色能源和5G技術(shù)的支撐與調(diào)度，都是實(shí)現(xiàn)智慧港口落地的重要手段。

為助力智慧交通發(fā)展，《中國(guó)港口》雜志、西井科技與畢馬威三方首次共同提出了“一橫一縱一鏈一網(wǎng)”的全局化體系解決方案。一方面，從港口內(nèi)部生產(chǎn)作業(yè)角度，將人工智能應(yīng)用分為集裝箱橫向流轉(zhuǎn)過(guò)程( “一橫”)、縱向運(yùn)營(yíng)管理(“一縱”)兩個(gè)層面；更進(jìn)一步，從整個(gè)大物流體系角度出發(fā)，將智慧港口作為智慧物流的重要組成部分，探索人工智能在物流服務(wù)鏈( “一鏈” ) 、區(qū)域/全球港口協(xié)同網(wǎng)(“一網(wǎng)”)兩個(gè)角度的應(yīng)用。未來(lái)，“一橫一縱一鏈一網(wǎng)”的構(gòu)建將帶動(dòng)交通領(lǐng)域單業(yè)務(wù)的技術(shù)革新、數(shù)據(jù)融合與多業(yè)務(wù)聯(lián)動(dòng)、交通樞紐業(yè)務(wù)聯(lián)動(dòng)、交通與智慧城市其他業(yè)務(wù)聯(lián)動(dòng)，促進(jìn)港口智慧轉(zhuǎn)型。

不過(guò)，筆者了解到，隨著吞吐量逐年上升，國(guó)內(nèi)港口運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行自動(dòng)化改造勢(shì)頭積極。但當(dāng)前自動(dòng)化港口離真正的智慧港口尚有距離。目前自動(dòng)化港口均為新建港口，如要在已運(yùn)營(yíng)的港口中推動(dòng)自動(dòng)化改造，還面臨如下實(shí)際問(wèn)題：首先，普及推廣難的重要因素是建設(shè)成本壓力。建設(shè)年吞吐量200萬(wàn)TEU的中型自動(dòng)化碼頭一般投入10億元以上，AGV集裝箱水平運(yùn)輸方式，需要地下埋設(shè)幾萬(wàn)枚磁釘，投入大，耗時(shí)長(zhǎng)；其次，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)待統(tǒng)一，可靠性和穩(wěn)定性有待檢驗(yàn);自動(dòng)化碼頭構(gòu)造精密復(fù)雜，試錯(cuò)成本高；第三，港口運(yùn)營(yíng)商角色不同，自動(dòng)化改造需要多管理主體協(xié)調(diào)，平衡各方訴求；最后，不同港口存在不同的建設(shè)需求和目標(biāo)，需要不同的改造策略和方案，要形成研發(fā)、推廣和合作產(chǎn)業(yè)鏈尚有一定距離。

為此，業(yè)界人士建議，對(duì)于企業(yè)而言，不同港口面臨各異的環(huán)境背景、資源、發(fā)展歷程和目標(biāo)，因此，港口管理者需明晰自身港口的頂層定位和規(guī)劃，選擇符合自身情況的發(fā)展策略，使人工智能技術(shù)的應(yīng)用契合港口業(yè)務(wù)目標(biāo)。港口生產(chǎn)作業(yè)，作為人工智能的細(xì)分行業(yè)場(chǎng)景，存在著較高的專業(yè)壁壘。那些具備人工智能技術(shù)，又對(duì)港口實(shí)際場(chǎng)景深耕的企業(yè)，才能成為領(lǐng)域技術(shù)應(yīng)用的引領(lǐng)者。同時(shí)，碼頭運(yùn)營(yíng)者需要建立一支機(jī)智的、有創(chuàng)新能力的、具備人工智能能力的工作團(tuán)隊(duì)。港口需整合優(yōu)勢(shì)資源，統(tǒng)籌引進(jìn)技術(shù)人才“鏈?zhǔn)健甭?lián)動(dòng)發(fā)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層的技術(shù)，其價(jià)值的最終實(shí)現(xiàn)要落實(shí)于具體的場(chǎng)景。我們相信人工智能技術(shù)未來(lái)會(huì)在智慧港口的建設(shè)上添上濃墨重彩的一筆。”畢馬威信息與科技行業(yè)主管合伙人吳劍林先生總結(jié)道。