從發(fā)牌到商用,中國進入5G元年,處于數(shù)字化、全自動化轉(zhuǎn)型升級時期的中國港口,也紛紛開始積極踴躍地擁抱5G技術(shù)。
招商港口協(xié)同中國移動深圳分公司、華為技術(shù)有限公司在海星碼頭創(chuàng)建了港口行業(yè)第一個5G智慧創(chuàng)新實驗室;中遠海運港口與中遠海運科技、中移(上海)產(chǎn)研院、中移智行簽署了“共建5G智慧港口聯(lián)合實驗室合作意向書”;上海洋山港引入5G智能重卡;秦皇島港、福州港、廈門港等各大港口在5G技術(shù)方面都做出了不少嘗試。
在對5G時代的“黑科技”充滿暢想與期待的同時,5G技術(shù)在港口怎么用?用在哪兒?身為港口人的你,對此有多少了解?
華為聯(lián)合上海振華重工、中國移動、Vodafone發(fā)布的《5G智慧港口白皮書》中,通過與港口行業(yè)伙伴的充分需求調(diào)研、討論和分析,識別并篩選出了對于無線通信具有潛在需求、未來5G可能賦能的、最具典型代表意義的四大智慧港口應(yīng)用場景:
龍門吊遠程控制
集裝箱碼頭中,軌道吊、輪胎吊是使用最為廣泛的兩種龍門吊。軌道吊在堆場內(nèi)軌道上移動;輪胎吊裝有輪胎,機動靈活能夠轉(zhuǎn)場作業(yè)。目前存量碼頭多使用輪胎吊,新建碼頭多使用軌道吊,輪胎吊在存量碼頭中占比高。龍門吊高度約 30 米,司機室在龍門吊頂部。
目前港口對龍門吊遠程控制改造需求迫切。傳統(tǒng)龍門吊司機是特殊工種,在 30 米高的司機室操作,作業(yè)條件艱苦,現(xiàn)場操作容易疲勞有安全隱患。港口為保證 24 小時作業(yè),每臺龍門吊配備三名司機輪換,一個碼頭通常需要上百名龍門吊司機, 對司機人力需求高。遠程控制改造后,龍門吊上安裝攝像頭和 PLC,司機改在中控 室觀看多路實時視頻進行操作,完成龍門吊所有動作如吊車吊具精準移動、抓舉集裝箱等。龍門吊實現(xiàn)遠程控制,可大幅度降低人力成本,1名遠程控制人員可操控 3~6 臺龍門吊,同時可改善工作環(huán)境,降低對司機的要求,提升作業(yè)安全性。
單臺龍門吊遠程控制一般需要回傳 5~16 路監(jiān)控視頻,1080P 分辨率下對帶寬需求約30Mbps,同時中控室與龍門吊的PLC通信對網(wǎng)絡(luò)時延要求在30毫秒以內(nèi)。當前試點的龍門吊遠程操控通信方式以光纖、Wi-Fi為主,基建成本高。同時光纖轉(zhuǎn)場需插拔且易損耗,Wi-Fi 帶寬和性能受限。
5G的大帶寬低時延可實現(xiàn)龍門吊遠程控制場景中監(jiān)控視頻回傳,PLC可靠通信,大幅度降低龍門吊遠程控制改造成本和改造門檻。
橋吊遠程控制
裝卸作業(yè)區(qū)中主要業(yè)務(wù)單元是橋吊,橋吊高度 60-70 米,電氣房高度 50 米,需要無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)作業(yè)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)覆蓋。橋吊的通信需求分為遠程控制和監(jiān)控兩類, 遠程控制場景下單個橋吊同時回傳攝像頭數(shù)量及以此產(chǎn)生的上行帶寬需求是龍門吊的數(shù)倍。同時橋吊的部署相對密集,通常1公里長的港口海岸線會部署8~12臺橋吊。 此外,橋吊由于垂直、水平移動速度都高于輪胎吊,遠程控制對時延要求也更高。
集裝箱碼頭通常采用順岸式,泊位除足夠的水深和岸線長度外,還設(shè)系纜樁和碰墊。無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備除了要滿足橋吊、TOS 終端的生產(chǎn)和監(jiān)控需求外,有些情況下可能還需要對停泊船只進行網(wǎng)絡(luò)覆蓋。
IGV 集卡控制
隨著港口自動化的發(fā)展,AGV集卡向IGV集卡的演進也是一個明顯趨勢,未來自動駕駛集卡上也將具有遠程控制能力,當自動駕駛集卡在作業(yè)場中出現(xiàn)故障,操作人員可通過攝像頭查看周邊環(huán)境、進行故障判斷,并可遠程操作自動集卡退出故障區(qū)。
AGV/IGV遠程控制至少需要4路攝像頭,對上行帶寬的需求將達到1020Mbps/臺,5G有望為這類應(yīng)用提供更好的網(wǎng)絡(luò)支持。例如,當AGV/IGV在操作現(xiàn)場出現(xiàn)故障時,遠程操作員需要根據(jù)收集的信息對AGV/IGV周圍環(huán)境進行學(xué)習(xí),識別故障,并遠程操控 AGV/IGV,使其走出目標區(qū)域。目前上海洋山港四期的 AGV 集卡已開始加裝監(jiān)控攝像頭,對行車故障進行判斷并協(xié)調(diào)遠程操作。
視頻監(jiān)控與 AI 識別
視頻監(jiān)控在港口應(yīng)用場景:
▲吊車攝像頭對集裝箱編碼 ID 的 AI 識別,自動理貨;
▲安全防護:對司機面部表情、駕駛狀態(tài)進行智能分析,對疲勞、瞌睡等異?,F(xiàn)象預(yù)警。
▲運營管理:車牌號識別、人臉識別、貨物識別管理
▲智能巡檢:利用無人機、機器人快速智能巡
目前港區(qū)很多區(qū)域無法部署光纖。對于臨時部署場景和移動場景,無線回傳作為光纖的補充具有部署靈活,調(diào)整便捷,低成本的優(yōu)勢。5G 大帶寬廣連接能力有效支持多路高清視頻和傳感器信息回傳。結(jié)合邊緣計算+AI能力,5G將幫助港口設(shè)備和生產(chǎn)系統(tǒng)同步協(xié)調(diào),自動高效地完成任務(wù),從而提升港口作業(yè)效率和智能化運作水平。