数十米高的龙门吊有序运转，上面的驾驶室里却空无一人；数万个集装箱被精准抓取，卸载到指定位置的集卡上，但现场却看不到很多工人；数千辆集卡川流不息，而司机却是神态轻松……如今的“智慧港口”颠覆了人们对传统码头的印象。
曾经提起码头，人们不约而同会想起人拉肩抗、劳动号子震天响的场景。港口行业是经济的晴雨表，全球港口98%以上的集装箱码头都是传统人工作业，是典型的劳动力密集型产业。人工作业劳动强度大：以前工人在桥吊上工作，需频繁爬高、高度集中精力操控设备，容易疲劳，存在安全隐患；集装箱卡车司机“三班倒”，业界流传着“宁做外卖员，不做集卡车司机”的说法……
然而在业界将自动驾驶、5G、人工智能、大数据等创新技术应用于码头核心业务后，港口迎来了“智”变：港口核心业务场景迎来数字化改造，业界在不改变传统码头业务运营模式的前提下，不断提升单机设备自动化、数字化、智能化能力，使港口实现降本增效，工作环境更加安全。
天津港面临四大发展瓶颈
传统港口业务在基础网络、数据融合、服务应用等方面，都存在一些痛点问题亟需解决。例如天津港位列全球十大港口，是中国北方地区最重要的综合性枢纽港之一。在开启数字化转型之前，天津港在发展过程中已经遇到了一系列瓶颈。
一是劳动密集型行业，人力需求量大。天津港2021年集装箱吞吐量突破2000万标准箱，从业人员超2万，包括集卡司机、场桥司机、调度员、理货员等作业人员，及现场安全巡视等安监人员。
二是计划调度自动化、智能化程度有待提高。港口每天有数十条船完成停靠、数百辆集卡在港区内穿梭、数万集装箱完成装卸、数万辆外来集卡进入港口提箱……这些操作都需要港口计划员依靠人脑去规划作业。
三是管理精细度有待提高，需要加强港口运营精细化管理。港口是一个多要素集中的封闭场地，涉及人、车、物、船等多重要素，也涉及能耗、维护、运营等多个方面。因此，要满足精细管理需求，需获取全港及全码头整体人员、设备及能耗的数据，且需精确到每条船、每个岸桥，甚至每个集装箱对应的资源消耗情况，以便精确分析。四是港口仍采用被动式安监，需要增加智能化的管理手段。天津港港区虽然已经部署了1万多路摄像头，基本做到了视频无死角覆盖，但由于大多数为传统摄像头，因此每个码头仍需安保人员进行人工巡视，港口迫切需要通过主动安防提高巡查效率。
科技创新助力港口智能化升级
据悉，2020年9月，天津港集团联合中国移动、华为成立智慧港口联合创新体，聚焦自动化集装箱码头建设成本高、能源消耗大等难点、痛点，共同搭建安全高效的5G专网和工业物联网，实现对码头全要素的自动感知与分析；制造智能水平运输机器人ART，率先具备L4级无人驾驶能力；研发智能水平运输系统，实现与TOS系统、工控系统的互联互通，支撑ART车队规模化、常态化、商业化运营。历时21个月，智慧港口联合创新体成功将天津港C段智能化集装箱码头打造成为全球首个“智慧零碳”码头，以全新模式引领世界港口智能化升级和低碳发展。
相较于传统集装箱码头，天津港C段实现码头自动化的核心是打造无人水平运输全新自动化工艺模式。天津移动项目负责人介绍：“该项目首创码头云控自动驾驶解决方案，通过全网云控调度平台、多云融合、‘车路云’协同以及移动数据中心车端大脑，可以有效解决港口司机短缺、疲劳驾驶等问题，实现车辆智能调度，优化车辆运行效率，提升码头运转效率，降低安全风险，助力天津港智慧化码头运输。”在港机5G远程操控方面，相比传统场桥岸桥作业条件艰苦，该项目基于5G创新应用，建设智能调度中心，港口中控室实现5G远程控制，将人力解放出来。操作人员坐在中控室就可以基于5G回传的高清视频信息和设备状态信息对龙门吊进行远程操控，发送指令，龙门吊自动起升等，实现远程开展集装箱装卸作业。1名操作员可操控3～6台龙门吊，不再需要人机一一对应。这样不仅提高作业效率、减少作业事故，还极大解放了人力，改善了司机的作业环境。通过5G远程控制，港口龙门吊的综合作业效率提升30%，单台龙门吊一年的运行成本下降约45万元。
在5G云控网关终端方面，结合港区的特殊生产环境和业务需求，重点解决了以下3个问题：一是适配2.6GHz和700MHz融合的5G专网,在满足3GPP标准异频切换的条件下，定制化通信模块实现基站冷启动的异频动态切换；二是搭载的5G远程驾驶系统与自动驾驶系统独立运行，多路视频端到端平均时延小于180ms，冗余备份、无缝切换、快速接管，提高港区集装箱装配和通行效率；三是满足港口物流运输车辆的作业环境要求，工作温度支持-30℃到75℃，并独创5G双天线方案解决港区集装箱堆积、岸桥处信号遮挡问题。
类似的案例还有很多，值得一提的是，去年7月12日，工信部联合九部门启动实施5G应用“扬帆”行动计划。一年来，在各方共同努力下，5G应用在全国89个港口得到广泛应用，推动5G应用步入发展“快车道”。
难能可贵的是，这些创新应用是基于传统人工码头的智慧化升级改造，可复制推广能力强，适用于95%的传统码头。5G智慧港口的创造性工程不仅对全球的传统码头改造起到了标杆示范意义，也为世界各地集装箱码头无人化、自动化改造提供了样本。5G赋能智慧港口建设，通过云化服务、优质网络、可靠“边端”，大力推动港口数字化转型发展，有利于提升港口效率和竞争力，从而提升航运产业综合效率。
风好正是扬帆时，奋楫逐浪向未来。展望未来，以数字化、智能化为主线，建设智慧港口不能一蹴而就，需要统筹规划，做好顶层设计，分步骤分期实施，业界还需抓住并用好5G规模化应用关键期，让5G更好地赋能实体经济。
