智慧港口:5G+视频监控和AI识别全场景应用落地

  智慧港口是5G赋能千行百业的重点推进领域之一。目前港口很多作业场景对网络要求是比较严苛的,以往港口自动化主要采用的是4G、光纤和WiFi等通信方式,存在建设和运维成本高、稳定性和可靠性差等问题,无法解决港口的核心痛点,如港口的远程吊车操作、港口高危险环境下的作业无人机器人、网络数据安全等对带宽、时延、可靠性要求较高。
  5G的高带宽、低时延、广连接的特性能够满足港口自动化、智能化需求,助力港口数字化、自动化、智能化转型。所谓5G智慧港口是应用5G技术为港口提供包括远程高清监控、货船人工智能分析、高精度定位、智能网联驾驶等场景化应用的整体解决方案,助力港口操作智能化、物流服务电商化、企业管理平台化,提升港口运营效率,推动建设“绿色、低碳、智慧”型港口。当前国内宁波舟山、厦门远海、青岛前湾、上海洋山等港口已建成集装箱自动化码头,在轨道吊、桥吊、集卡实现远程控制,正在向港口码头无人化方向发展。
  港口作为水陆交通枢纽,主要从事装卸、搬运、储存、理货等港口生产、流通或服务性经济活动。集装箱港口码头生产环节包括水平运输系统、垂直运输系统和整体安防监控等系统。
  在港口生产各环节中离不开信息通信技术,信息通信技术的运用有利于提高港口作业效率,如在今年疫情期间,就需要作业人员进行远程操控作业,等等。从港口作业环节来看,5G技术与港口的核心需求十分切合,从目前已经开展5G场景应用来看,主要有以下3大场景:

1.装卸作业的远程控制

  集装箱码头的运作效率主要取决于集装箱码头的相关运输设备、堆场的布置等因素。岸桥是集装箱码头在船舶泊位装卸集装箱的主要设备,场桥是集装箱堆场进行集装箱装卸的重要设备,这两者的效率是整个集装箱码头运输的关键。目前90%以上的岸桥、场桥为人工现场高空作业,具有远程控制需求。部分新建港口场桥(轮胎吊)如果用光纤部署,由于光纤易磨损,改造升级成本高,难度大;少数信息化港口采用WiFi或LTE-U,但可靠性、时延、速率等性能欠佳。港口装卸远程控制是5G重要应用场景,充分利用5G网络的大带宽、低时延、高可靠性实现岸桥、场桥远程控制、高清视频回传等业务。
  应用5G技术实现远程控制,装箱操作员可以在中控室观看多路视频进行操作,完成吊车吊具的精准移动、集装箱抓举等操作,1名远程控制人员可操控多台场桥或岸桥或轮胎吊,可大幅度降低人力成本,在改善工作环境的同时,大幅提升作业效率和作业安全性。

2.港口无人运输

  传统港口集卡一直是人工驾驶,司机机械式劳作,这容易造成疲劳驾驶,影响运输效率和安全。港口无人运输是智慧港口的重要组成部分,是智慧港口建设的基石。随着港口自动化的发展,采用AGV/IGV和5G无人驾驶集卡进行运输,可以大幅度降低人力成本,实现24小时作业。5G能为港口的AGV/IGV自动运输、集卡无人驾驶和港区视频管理等应用提供更好的网络支持。
  港口无人运输是5G重点应用场景之一,基于5G大带宽、低时延、高可靠和广连接特性,同时结合高精度定位与车路协同等技术实现AGV/IGV/集卡无人驾驶以及实时路况回传,使得AGV/IGV/无人驾驶集卡的运行数据能够实时传输到后台控制中心,由控制中心监管运输进度,对集卡的位置、姿态、电量、载重等数据进行监控,并实时查看车辆的感知与规划信息。在集卡发生故障或需前往临时区域时,即可切换5G远程接管,保障其运输、驾驶安全。

3.港区视频监控和AI识别

  视频监控在港口的应用场景主要有:
  AI识别:吊车摄像头对集装箱ID的识别及自动理货。
  安全防护:对司机面部表情、驾驶状态进行智能分析,对疲劳、打瞌睡等异常现象进行预警。
  运营管理:车牌号识别、人脸识别、货物识别的管理。
  智能巡检:利用无人机、机器人快速智能巡检,利用5G的大带宽、低时延和低空覆盖能力实现无人机实时高清视频监控,同时配合后台视频分析系统,借助人工智能手段进一步提升巡检效能。
  目前,港区很多区域无法部署光纤。对于临时部署场景和移动场景,无线回传作为光纤的补充具有部署灵活,调整便捷,低成本的优势。5G大带宽广连接能力有效支持多路高清视频和传感器信息回传。结合边缘计算+AI能力以及高精度定位等技术,帮助港口设备和生产系统同步协调,提升港口作业效率和智能化运作水平。
  总之,5G网络以其高带宽、低时延、广连接的特性,以及网络切片、边缘计算两大核心能力,结合高精度定位、人工智能、物联网等技术,能够为港口打造定制化的行业专网,满足港口企业多场景应用需求,上面介绍的5G+智慧港口的三大应用场景已经在上海洋山港、宁波舟山港、厦门远海码头、天津港等得到广泛应用,实现了5G全场景的应用落地,提升了港口自动化、智能化水平,提高了港口运营效率。随着5G技术的发展、模式的创新、产业链各方的协同努力,5G+智慧港口会发展得更好,真正开启5G+智慧港口新时代。

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