近年來，隨著港口業(yè)務(wù)量的不斷增長及對自身發(fā)展的考量，港口對采用新技術(shù)、新理念完成數(shù)字化轉(zhuǎn)型有了新的訴求。
本期，我們分享天津港如何打造港口智能體，開啟港口數(shù)字化轉(zhuǎn)型之路。
天津港，位于渤海灣西端，是京津冀及“三北”地區(qū)的海上門戶、雄安新區(qū)主要的出�？�，是“一帶一路”的海陸交匯點(diǎn)，也是新亞歐大陸橋經(jīng)濟(jì)走廊的重要節(jié)點(diǎn)和服務(wù)全面對外開放的國際樞紐港，其同世界上200多個國家和地區(qū)的800多個港口保持貿(mào)易往來，連續(xù)多年躋身世界港口前十強(qiáng)。
作為北方港口的重要代表，天津港集團(tuán)希望通過AI、大數(shù)據(jù)、云計算、5G等先進(jìn)技術(shù)在核心生產(chǎn)業(yè)務(wù)的應(yīng)用，進(jìn)一步提升港口運(yùn)營的科學(xué)性，實(shí)現(xiàn)港口經(jīng)營的降本增效，將其建設(shè)成為國際樞紐型、綠色安全型和智慧服務(wù)型的高水平世界一流大港。
基于此，集團(tuán)提出了“2028年集裝箱吞吐量力爭突破3000萬標(biāo)箱，國際樞紐港地位更加鞏固，服務(wù)效率保持國際領(lǐng)先水平，智慧港口建設(shè)全球領(lǐng)先”的戰(zhàn)略目標(biāo)。
傳統(tǒng)碼頭生產(chǎn)無法匹配業(yè)務(wù)發(fā)展
貨物周轉(zhuǎn)為傳統(tǒng)碼頭的核心業(yè)務(wù)，近來年，中大型港口不斷新建碼頭、泊位以滿足不斷上升的貨物周轉(zhuǎn)需求，由于現(xiàn)代化碼頭對智能化、自動化、精細(xì)化手段依賴度較高，因此需要通過現(xiàn)代化手段來提高現(xiàn)有碼頭的運(yùn)營效率。
在此過程中，天津港面臨以下幾個方面的挑戰(zhàn)：
1勞動密集型行業(yè)，人力需求量大
天津港作為全球前十大港口，年集裝箱吞吐量達(dá)到了1835萬TEU，全港員工達(dá)2萬人，在碼頭現(xiàn)場有大量的作業(yè)人員，包括集卡司機(jī)、場橋司機(jī)、調(diào)度員、理貨員等作業(yè)人員，及現(xiàn)場安全巡視等安監(jiān)人員。天津港通過多年的自動化改造，已經(jīng)完成了場橋的遠(yuǎn)程操控改造、無人集卡的測試上線等工作，隨著自動化程度的提高，天津港需要一套水平運(yùn)輸系統(tǒng)來保證自動化設(shè)備更好地協(xié)調(diào)，以發(fā)揮自動化設(shè)備的最大優(yōu)勢。
2計劃調(diào)度自動化、智能化程度有待提高
港口每天有數(shù)十條船完成�？�、數(shù)百輛集卡在港區(qū)內(nèi)不停地穿梭、數(shù)萬集裝箱完成裝卸、數(shù)萬輛外集卡進(jìn)入港口提箱，這些操作都需要港口計劃員來制訂計劃，依靠人腦去規(guī)劃每天的作業(yè)，雖然天津港部分碼頭已經(jīng)通過岸橋工作計劃等工作方式提高了傳統(tǒng)計劃調(diào)度的作業(yè)效率，但是仍需要結(jié)合人工智能等最新技術(shù)，進(jìn)一步提高調(diào)度和計劃的智能化程度。
3港口運(yùn)營管理精細(xì)度有待提高
港口是一個多要素集中的封閉場地，涉及到人、車、物、船等多重要素，也涉及到能耗、維護(hù)、運(yùn)營等多個方面，各個碼頭的經(jīng)營情況需要以月報、季報、年報的形式向上匯報，中高層領(lǐng)導(dǎo)需要實(shí)時掌握整個港口集團(tuán)以及各個碼頭多維度、精準(zhǔn)的經(jīng)營數(shù)據(jù)，以便公司領(lǐng)導(dǎo)全面了解經(jīng)營情況，并對未來的經(jīng)營決策提供足夠的支撐。
要滿足對碼頭生產(chǎn)的作業(yè)活動和對應(yīng)的人力、能源等消耗精細(xì)管理的需求，需獲取全港及全碼頭整體人員、設(shè)備及能耗的數(shù)據(jù)，且需精確到每條船、每個岸橋、甚至每個集裝箱對應(yīng)的資源消耗情況，以便精確分析，進(jìn)一步合理降低港口的運(yùn)營成本。
打造港口智能體啟動天津港數(shù)字化轉(zhuǎn)型
2020年6月，在第四屆世界智能大會“未來交通，通聯(lián)世界”智能交通峰會上，天津港集團(tuán)公司與華為技術(shù)有限公司簽署了《戰(zhàn)略合作協(xié)議》。雙方以“建設(shè)世界一流港口”為目標(biāo)，通過信息化頂層設(shè)計及智慧港口建設(shè)方面的深度合作，共同建設(shè)港口示范工程，樹立行業(yè)標(biāo)桿，打造綠色、智慧的樞紐強(qiáng)港。
天津港攜手華為團(tuán)隊，規(guī)劃了面向船舶、貨物、集卡、安防、運(yùn)營、設(shè)備六大領(lǐng)域的14個落地項目，首次提出了“港口智能體”理念，希望將港口變成一個自治運(yùn)行，無需人工干預(yù)的智能體，能夠以最優(yōu)化、最合理、最科學(xué)的方式運(yùn)行。
華為港口智能體包括4個部分：
智慧應(yīng)用
港口的核心生產(chǎn)系統(tǒng)，包括智能TOS系統(tǒng)、生產(chǎn)輔助系統(tǒng)、水平運(yùn)輸系統(tǒng)、物流管理等，通過智慧化的應(yīng)用，可解決港口業(yè)務(wù)系統(tǒng)的智慧化。
智能中樞
智慧港口最核心的部分，包括人工智能、數(shù)據(jù)分析、智能視頻、無人駕駛等模塊，作為整個港口的運(yùn)營和決策中心，可為智慧應(yīng)用的運(yùn)行提供決策支撐；
智能聯(lián)接
作為智慧港口的神經(jīng)，可將智慧港口的人、車、船、物、貨等與虛擬世界進(jìn)行聯(lián)接，通過5G、Wi-Fi 6、微波等通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)港口的全聯(lián)接；
智能交互
包括港口的視頻、傳感器、GPS、雷達(dá)等感知和交互設(shè)備，可實(shí)時收集全港的數(shù)據(jù)信息，并進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
華為港口智能體
圍繞智慧港口建設(shè)過程中最迫切的業(yè)務(wù)痛點(diǎn)，雙方規(guī)劃并部分落地了以下智能化場景：
1水平運(yùn)輸系統(tǒng)
在天津港北疆港區(qū)C段的智能化集裝箱碼頭，順利完成了無人集卡的聯(lián)調(diào)聯(lián)試，標(biāo)志著天津港北疆港區(qū)C段智能化集裝箱碼頭1#泊位聯(lián)調(diào)聯(lián)試取得成功。該方案經(jīng)過5個月的設(shè)計和驗證，集成應(yīng)用了無人自動化軌道橋、無人駕駛電動集卡、遠(yuǎn)程控制無人自動駕駛岸橋等智慧港口“金牌產(chǎn)品”，在多項關(guān)鍵技術(shù)上取得了重大突破。
在項目中，華為提供的智能水平運(yùn)輸系統(tǒng)、云平臺、數(shù)據(jù)中臺、網(wǎng)絡(luò)、機(jī)器視覺、數(shù)據(jù)中心等基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)品及解決方案，助力天津港的數(shù)字化轉(zhuǎn)型及智能升級之路邁出了標(biāo)桿性的一步。
2港口智能調(diào)度
通過深入調(diào)研，天津港規(guī)劃了岸橋工作計劃、泊位分配、單船智能配載、智能堆場計劃等場景，這些計劃將結(jié)合港口的初始限制條件，采用人工智能技術(shù)和模型，通過現(xiàn)有配載員的經(jīng)驗數(shù)據(jù)和仿真系統(tǒng)，配合機(jī)器學(xué)習(xí)和自我訓(xùn)練，來實(shí)現(xiàn)港口的高效調(diào)度，以上幾個場景正在開發(fā)，計劃在2021年逐步落地。
岸橋工作計劃
CWP計劃理念的引入是對現(xiàn)行碼頭生產(chǎn)作業(yè)模式的一次重大改革，它吸取了國內(nèi)外部分先進(jìn)港口的成功經(jīng)驗，改變了以往“以控制為中心” 的模式以及單純追求效率的局面，通過對計劃和控制實(shí)施精細(xì)化管理，力爭取得效率與效益的雙豐收。
泊位分配
港口智能泊位計劃解決方案的架構(gòu)為：通過整合泊位資源、岸橋資源、船舶到港動態(tài)信息、港口機(jī)械、人力等相關(guān)保障數(shù)據(jù)信息，結(jié)合運(yùn)籌優(yōu)化算法，為運(yùn)行管理人員的智能泊位計劃等提供決策支持，以提升港口資源的綜合效率。
單船智能配載
通過人工智能算法，代替原有的人工集裝箱配載操作，在保證船舶航行安全的基礎(chǔ)上，通過智能單船配載計劃方案實(shí)現(xiàn)船舶裝卸效率的提升，從而優(yōu)化整個海上集裝箱運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)效益。
智能堆場計劃
堆場計劃主要包括堆場空間資源分配及搗垛決策，堆場空間資源分配決策指的是安排船舶對應(yīng)進(jìn)出口箱應(yīng)分別堆放在哪些堆存區(qū)段，以及如何分配集裝箱到對應(yīng)的箱位，最終達(dá)到裝卸機(jī)械移動距離最小化的目的；搗垛決策是指在給定裝卸船順序的條件下，輸出集裝箱在堆場內(nèi)的翻箱方案，達(dá)到倒垛率最小化的目的。
天津港與華為的合作在一期方案中已經(jīng)取得了明顯的效果，在一期方案繼續(xù)優(yōu)化迭代的基礎(chǔ)上，雙方開展了二期方案的合作，包括智能樓宇、智慧港區(qū)、智慧能源管理、智控平臺、視頻平臺等項目。
提升客戶業(yè)務(wù)指標(biāo)展現(xiàn)解決方案業(yè)務(wù)價值
通過天津港一期項目落地及長期藍(lán)圖規(guī)劃，未來將會實(shí)現(xiàn)以下業(yè)務(wù)價值：
1改變港口的勞動結(jié)構(gòu)
傳統(tǒng)的碼頭是勞動密集型的產(chǎn)業(yè)，一線作業(yè)人員是港口的主力。通過一系列數(shù)字化轉(zhuǎn)型措施的采用，未來，自動化、信息化、智能化將成為了港口的生產(chǎn)力，通過無人集卡，集卡司機(jī)的數(shù)量可減少90%，大車司機(jī)配比可由以前的1：1變成1：6甚至更少。數(shù)字化一方面解決了港口招工難的問題，另一方面也解決了港口工作環(huán)境惡劣，員工感受差的問題，真正實(shí)現(xiàn)了港口由勞動密集型行業(yè)向科技密集型行業(yè)的轉(zhuǎn)變。
2實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的降本增效
通過采用自動化、智能化智慧港口方案，天津港將實(shí)現(xiàn)以下幾大業(yè)務(wù)指標(biāo)的提升：岸橋工作計劃由2小時縮短為10秒，工作效率提高10%以上，直靠率目標(biāo)提高5%，外集卡平均滯場時間縮短5分鐘；通過精細(xì)化管理，將進(jìn)一步優(yōu)化港口的資源分配，降低10%的整體運(yùn)營成本；在不新建碼頭、泊位的情況下，進(jìn)一步提升港口的運(yùn)營能力，真正實(shí)現(xiàn)通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型實(shí)現(xiàn)港口的“降本增效”。
3讓港口運(yùn)營安全
通過智慧港區(qū)及智能樓宇的規(guī)劃，將賦予港口更智慧化的管理，通過主動式安防，將安全事件的識別效率提升30%；通過智能化視頻，主動檢查港口108個安監(jiān)檢查項目，減少了人員被動巡檢的頻次；通過能耗管理，精細(xì)化掌握港口的能源消耗情況，通過數(shù)據(jù)分析模型，進(jìn)一步減少港區(qū)的能源消耗，實(shí)現(xiàn)能源科學(xué)管控。
未來3～5年，天津港將攜手華為在港口無人駕駛領(lǐng)域深入合作，共同打造港口行業(yè)無人駕駛商用落地方案，后續(xù)雙方將在港口自動化、智能化領(lǐng)域繼續(xù)全面合作，基于智能交互、智能聯(lián)接、智能中樞和智慧應(yīng)用打造的港口智能體，加速港口行業(yè)安全、效率、體驗的全面提升，實(shí)現(xiàn)船悅其行、物優(yōu)其流的智慧交通愿景。
文章來源：《ICT新視界/智慧交通特輯》
