進步太快了!5G場景自動化已經應用到港口機械領域了

從發牌到商用,中國進入5G元年,處于數字化、全自動化轉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。

招商港口協同中國移動深圳分公司、華為技術有限公司在海星碼頭創建了港口行業第一個5G智慧創新實驗室;中遠海運港口與中遠海運科技、中移(上海)產研院、中移智行簽署了“共建5G智慧港口聯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?

華為聯合上海振華重工、中國移動、Vodafone發布的《5G智慧港口白皮書》中,通過與港口行業伙伴的充分需求調研、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。軌道吊在堆場內軌道上移動;輪胎吊裝有輪胎,機動靈活能夠轉場作業。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。傳統龍門吊司機是特殊工種,在 30 米高的司機室操作,作業條件艱苦,現場操作容易疲勞有安全隱患。港口為保證 24 小時作業,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,同時可改善工作環境,降低對司機的要求,提升作業安全性。

單臺龍門吊遠程控制一般需要回傳 5~16 路監控視頻,1080P 分辨率下對帶寬需求約30Mbps,同時中控室與龍門吊的PLC通信對網絡時延要求在30毫秒以內。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龍門吊遠程控制場景中監控視頻回傳,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

裝卸作業區中主要業務單元是橋吊,橋吊高度 60-70 米,電氣房高度 50 米,需要無線網絡實現作業區域網絡覆蓋。橋吊的通信需求分為遠程控制和監控兩類, 遠程控制場景下單個橋吊同時回傳攝像頭數量及以此產生的上行帶寬需求是龍門吊的數倍。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,還設系纜樁和碰墊。無線網絡設備除了要滿足橋吊、TOS 終端的生產和監控需求外,有些情況下可能還需要對停泊船只進行網絡覆蓋。

IGV 集卡控制

隨著港口自動化的發展,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場中出現故障,操作人員可通過攝像頭查看周邊環境、進行故障判斷,并可遠程操作自動集卡退出故障區。

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有望為這類應用提供更好的網絡支持。例如,當AGV/IGV在操作現場出現故障時,遠程操作員需要根據收集的信息對AGV/IGV周圍環境進行學習,識別故障,并遠程操控 AGV/IGV,使其走出目標區域。目前上海洋山港四期的 AGV 集卡已開始加裝監控攝像頭,對行車故障進行判斷并協調遠程操作。

視頻監控與 AI 識別

視頻監控在港口應用場景:

▲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、駕駛狀態進行智能分析,對疲勞、瞌睡等異?,F象預警。

▲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

目前港區很多區域無法部署光纖。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,調整便捷,低成本的優勢。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。結合邊緣計算+AI能力,5G將幫助港口設備和生產系統同步協調,自動高效地完成任務,從而提升港口作業效率和智能化運作水平。

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