·龍門吊實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制最關(guān)鍵的技術(shù)之一就是北斗時(shí)空智能。寧波舟山港北侖第二集裝箱碼頭6臺(tái)龍門吊搭載接收北斗衛(wèi)星信號(hào)的天線和時(shí)空智能終端，實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)高精度定位，遠(yuǎn)程調(diào)度作業(yè)更精準(zhǔn)，提升堆場(chǎng)集裝箱裝卸效率，提高生產(chǎn)安全，降低碼頭人力成本，改善作業(yè)環(huán)境。

碼頭上，龍門吊加裝了形似蘑菇的天線，用于接收北斗衛(wèi)星信號(hào)。

寧波舟山港位于我國(guó)南北沿海和長(zhǎng)江航道“T”型結(jié)構(gòu)的交匯處，是“長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶”的南翼“龍眼”，貨物吞吐量連續(xù)13年位居全球第一。

在寧波舟山港北侖第二集裝箱碼頭，集裝箱層層堆疊，集卡車輛往來頻繁，遠(yuǎn)程操控的無人駕駛龍門吊抓起堆場(chǎng)上的集裝箱穩(wěn)穩(wěn)落在集卡上。這些龍門吊搭載了接收北斗衛(wèi)星信號(hào)的天線和時(shí)空智能終端，可以實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)高精度定位。

在碼頭之外的遠(yuǎn)程控制室內(nèi)，工作人員正監(jiān)控龍門吊作業(yè)。千尋位置“港口設(shè)備位置監(jiān)控管理平臺(tái)”為碼頭構(gòu)建了數(shù)字孿生底座，提供基于北斗厘米級(jí)衛(wèi)星定位的管理功能，搭載北斗衛(wèi)星信號(hào)天線的集卡在管理平臺(tái)上的移動(dòng)清晰可見，高精度定位數(shù)據(jù)與高精度地圖融合，使得港機(jī)和車輛位置軌跡實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)車道級(jí)監(jiān)管。

龍門吊駕駛員從高空移步遠(yuǎn)程控制室，遠(yuǎn)程操控集裝箱作業(yè)

傳統(tǒng)龍門吊作業(yè)時(shí)，駕駛員要在幾十米高的龍門吊駕駛室內(nèi)長(zhǎng)期低頭注視地面操控作業(yè)。由于道路平整度、輪胎氣壓等原因，龍門吊在沿直線行駛中經(jīng)常偏離限定車道線，這時(shí)候就需要駕駛員時(shí)刻關(guān)注吊車車輪行駛軌跡，隨時(shí)調(diào)整，工作難度也增加了。

如今，龍門吊駕駛臺(tái)后移至辦公室，駕駛員從高空移步遠(yuǎn)程控制室，龍門吊作業(yè)實(shí)現(xiàn)了無人化自動(dòng)化，所有指令自動(dòng)派發(fā)到龍門吊，龍門吊行駛到相應(yīng)位置進(jìn)行作業(yè)。

碼頭上，龍門吊加裝了形似蘑菇的天線，用于接收北斗衛(wèi)星信號(hào)。

實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制最關(guān)鍵的技術(shù)之一就是北斗時(shí)空智能。目前北侖第二集裝箱碼頭共60臺(tái)龍門吊，今年遠(yuǎn)控改造6臺(tái)，這些龍門吊搭載了接收北斗衛(wèi)星信號(hào)的天線和時(shí)空智能終端，可以實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)高精度定位。千尋位置融合北斗高精度定位、機(jī)器視覺、識(shí)別避障算法、自動(dòng)控制算法實(shí)現(xiàn)輪胎吊軌跡自動(dòng)糾偏、智能防撞、精準(zhǔn)停車，提升堆場(chǎng)集裝箱裝卸效率。

“龍門吊智能化的第一步，是利用北斗RTK（實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)載波相位差分技術(shù)）測(cè)量出導(dǎo)軌，定位精度要求兩厘米。第二步是龍門吊上安裝北斗高精度定位終端，兩側(cè)各裝一個(gè)天線，兩個(gè)輪胎的位置就非常精準(zhǔn)了。龍門吊的兩個(gè)輪胎位置傳到控制中心之后做坐標(biāo)比對(duì)，生成算法策略，調(diào)整前進(jìn)距離、加速度、轉(zhuǎn)向?！鼻の恢镁W(wǎng)絡(luò)有限公司北斗港口應(yīng)用專家王志鋒表示，通過機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)行微調(diào)，路面不平情況下，龍門吊也能在限定車道線內(nèi)行駛。

港口占地面積大，作業(yè)流程復(fù)雜，人員調(diào)度頻繁，管理容易產(chǎn)生混亂。千尋位置為港口提供基于北斗厘米級(jí)衛(wèi)星定位服務(wù)，為碼頭建立統(tǒng)一時(shí)空坐標(biāo)系，使生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)過程中積累的各種數(shù)據(jù)變得有序可信，解決事件反饋不及時(shí)、位置不準(zhǔn)確、時(shí)間不精確、管理手段智能化程度不高等問題。

在遠(yuǎn)程控制室內(nèi)，千尋位置“港口設(shè)備位置監(jiān)控管理平臺(tái)”提供基于位置的管理功能，通過高精度定位數(shù)據(jù)與高精度地圖融合，實(shí)現(xiàn)港機(jī)和車輛的位置軌跡實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。寧波舟山港股份有限公司北侖第二集裝箱碼頭分公司信息研發(fā)中心現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備維護(hù)主管孫仲暉表示，如果在管理平臺(tái)上看到一個(gè)區(qū)域的集卡擁堵，工作人員就會(huì)調(diào)度集卡，避免集中在一個(gè)箱區(qū)作業(yè)。

北斗高精度定位結(jié)合調(diào)度算法提升碼頭效率，降低人力成本

傳統(tǒng)集裝箱碼頭在生產(chǎn)作業(yè)時(shí)，生產(chǎn)調(diào)度和管理仍需依靠人工?！皼]有北斗高精度定位，我們對(duì)于碼頭機(jī)械和集卡的精準(zhǔn)位置不清楚，所以在做生產(chǎn)調(diào)度管理時(shí)也沒有數(shù)據(jù)?！睂幉ㄖ凵礁酃煞萦邢薰颈眮龅诙b箱碼頭分公司信息研發(fā)中心主任蔣浩表示，運(yùn)用數(shù)字孿生、高精度定位、5G等技術(shù)，碼頭逐步開展遠(yuǎn)控自動(dòng)化改造，龍門吊遠(yuǎn)程調(diào)度更精準(zhǔn)。

北斗高精度定位結(jié)合調(diào)度算法解決集裝箱精準(zhǔn)作業(yè)，提升工作效率。“傳統(tǒng)龍門吊作業(yè)時(shí)，一個(gè)駕駛員管理一片區(qū)域，他只知道這片區(qū)域有集卡需要作業(yè)，但是這輛集卡有沒有到或者到了哪里，駕駛員是無法知道的。所以龍門吊駕駛員只能根據(jù)主觀判斷，隨意性強(qiáng)?！笔Y浩表示，通過北斗高精度定位實(shí)時(shí)掌控集卡精準(zhǔn)位置，就可以優(yōu)化指令排序。集卡接近指定裝卸地點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)主動(dòng)發(fā)送作業(yè)任務(wù)給龍門吊，提升堆場(chǎng)集裝箱裝卸效率。

龍門吊無人化作業(yè)使得生產(chǎn)安全也得到提升，傳統(tǒng)人工操作存在駕駛員疲勞駕駛造成事故的情況，吊箱過程中如果起升高度不足也會(huì)將其它集裝箱撞倒。經(jīng)過自動(dòng)化改造，起升高度系統(tǒng)能夠自動(dòng)判斷高度。原先一臺(tái)龍門吊需要三個(gè)駕駛員三班倒，駕駛員在幾十米高的狹小空間內(nèi)工作8小時(shí)。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控后，一個(gè)遠(yuǎn)程控制人員可同時(shí)管理3-4臺(tái)龍門吊作業(yè)，降低碼頭人力成本，改善作業(yè)環(huán)境。

堆場(chǎng)里的集裝箱和龍門吊

碼頭集裝箱有進(jìn)有出，如何按照航次調(diào)度集卡、裝卸集裝箱是當(dāng)前傳統(tǒng)碼頭的生產(chǎn)瓶頸，集裝箱裝卸速度直接體現(xiàn)了碼頭生產(chǎn)效率。蔣浩表示，目前碼頭也在探索堆場(chǎng)智能管理，通過調(diào)度算法為集裝箱分配一個(gè)相對(duì)合理的堆場(chǎng)位置，避免“翻箱倒柜”才能把所要的集裝箱取出來。

“碼頭的任務(wù)就是裝卸，我們估算過跟碼頭生產(chǎn)作業(yè)相關(guān)的要素大約有幾百個(gè)，這些要素會(huì)影響碼頭生產(chǎn)作業(yè)的調(diào)度?！笔Y浩表示，下一步將基于北斗、5G、車路協(xié)同等技術(shù)開展生產(chǎn)作業(yè)仿真，未來依托仿真系統(tǒng)，可在生產(chǎn)作業(yè)前把所有生產(chǎn)要素導(dǎo)入系統(tǒng)，按目前配置、作業(yè)安排、堆場(chǎng)現(xiàn)狀找到最優(yōu)作業(yè)方案，提升碼頭作業(yè)效率。事后仿真可以回溯碼頭生產(chǎn)作業(yè)，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)瓶頸，優(yōu)化調(diào)度。無人集卡也是趨勢(shì)，在智慧碼頭建設(shè)上，“我們?cè)谔剿鬈嚶穮f(xié)同、無人集卡和有人集卡混行的方案?！?/p>

位置信息是碼頭高效調(diào)度前提，傳統(tǒng)碼頭改造具有復(fù)制性

今年8月，科技部公布《關(guān)于支持建設(shè)新一代人工智能示范應(yīng)用場(chǎng)景的通知》，首批支持建設(shè)智慧農(nóng)場(chǎng)、智能港口等十個(gè)示范應(yīng)用場(chǎng)景。

針對(duì)港口大型碼頭泊位、岸橋管理以及堆場(chǎng)、配載調(diào)度等關(guān)鍵業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)，《通知》提出，運(yùn)用智能化碼頭機(jī)械、數(shù)字孿生集成生產(chǎn)時(shí)空管控系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)，開展船舶自動(dòng)配載、自動(dòng)作業(yè)路徑及泊位計(jì)劃優(yōu)化、水平運(yùn)輸車輛及新型軌道交通設(shè)備的協(xié)同調(diào)度、智能堆場(chǎng)選位等場(chǎng)景應(yīng)用，形成覆蓋碼頭運(yùn)作、運(yùn)行監(jiān)測(cè)與設(shè)備健康管理的智能化解決方案，打造世界一流水平的超大型智能港口。

堆場(chǎng)里的集裝箱和龍門吊

王志鋒表示，港口改造主要包括港口數(shù)字化和自動(dòng)化?！岸褕?chǎng)管理也好，車隊(duì)管理也好，本質(zhì)上是要解決效率問題，解決效率問題的第一步是數(shù)字化?！睌?shù)字化是基于港口基礎(chǔ)設(shè)施、港機(jī)設(shè)備、人員、集裝箱、船舶的數(shù)字化建模、驅(qū)動(dòng)、展示、分析，構(gòu)建港口時(shí)空智能數(shù)字平臺(tái)解決方案，實(shí)現(xiàn)歷史場(chǎng)景的記錄分析、實(shí)時(shí)場(chǎng)景的動(dòng)態(tài)監(jiān)管、經(jīng)營(yíng)管理的仿真優(yōu)化。位置信息是碼頭高效調(diào)度的前提，港口和其他場(chǎng)景相比，對(duì)定位精度的要求更高，碼頭98%的角落需要用到厘米級(jí)定位精度。自動(dòng)化業(yè)務(wù)提供傳統(tǒng)碼頭的全自動(dòng)化改造，交付遠(yuǎn)控半自動(dòng)、遠(yuǎn)控全自動(dòng)以及智能全自動(dòng)的解決方案。

目前千尋位置智慧港口時(shí)空智能解決方案已落地寧波舟山港北侖第一集裝箱碼頭、寧波舟山港北侖第二集裝箱碼頭、梅山港、洋山港、營(yíng)口港、大連港等。國(guó)內(nèi)絕大部分碼頭都是像北侖第二集裝箱碼頭這樣的傳統(tǒng)碼頭，王志鋒表示，相比從一張白紙開始新建碼頭，這些存量碼頭很難做基礎(chǔ)設(shè)施的升級(jí)。例如自動(dòng)駕駛龍門吊，新建碼頭可以通過在地面埋磁釘?shù)姆绞綄?shí)現(xiàn)，但老碼頭沒有條件埋磁釘，成本也高，利用北斗高精度定位就能顯著解決問題，具有較強(qiáng)的復(fù)制性。