5G技术在智慧港口中应用

日期：2021-05-17 来源：江苏港航高质量发展论坛汇编

5G技术在智慧港口中应用

刘志  王仁国

苏交科集团股份有限公司 江苏 南京市 210000

摘要：港口是国家对外经贸往来的门户，承载国际贸易交往中各类产品和资源物资的集散运营，是国际船舶安全进出和停泊的运输枢纽，在促进国际贸易交流和地区经济发展中起着举足轻重的作用。传统港口高度依赖企业工人实地操作，港口集装箱起重装卸、港口货物物流运输等；港口现场工作环境恶劣、劳动强度大，繁重的工作常常导致港口人力资源短缺，很难满足全球海运快速发展的需求。港口的自动化、智能化已成为全球港口共同的诉求。

在当今“5G通信”、“互联网+”、“大数据”、“云计算”新技术浪潮到来大发展的时代背景下，港口正依托这些新技术进行数字化、自动化转型升级。5G作为第五代通信技术具有超高的可靠性、极低的时延、超高的网络承载力，是港口智慧化升级的利器，国内相关科技企业均在积极开展和利用5G 技术推动打造“绿色、环保、高效”的智慧港口，实现港口自动化、智能化的持续产业升级。

关键词：自动化；智能化；5G；港口智慧运营平台；港口大数据

 

一、国内港口现状

在当前全球经济一体化发展的背景下，国内港口也正飞速发展；但是国内港口也存在不少的问题，难以支撑现有港口业务的发展。主要表现为港口自动化程度不高、作业效率低、港口运营操作流程数字化和信息化程度低、以及港口货物仓储管理物流管理信息化程度低。

（一）作业效率低

当前港口现场作业方式各异，港口机械、货物、船的种类较多；作为港口业务核心的集装箱业务，其卸载和运输主要以工人现场作业为主，而港口的作业环境复杂而且安全要求高，企业人员素质水平参差不齐，环境变化大而且错综复杂，这就使港口的管理与业务运营变得十分复杂，很多资源无法协调利用，造成了港口作业效率相对较低。

（二）信息化程度低

运营信息数字化程度低：当前港口企业作业流动分散、操作多样、劳动密集度高、露天工作、人机共有、昼夜连续作业的性质，这就造成了港口企业对工作数据统计的困难，港口精确化管理对港口作业信息精确数字化提出了迫切需求。

港口仓储物流信息化管理程度低：当前多数港口采用一般的管理方式出入库。仓库管理的物资种类数量在不断增加、出入库频率剧增，仓库管理作业也已十分复杂和多样化。为应对港口仓储物流的即时和内部信息共享管理，对仓储物流信息化管理提出了新的技术需求。

（三）基础设施落后

当前国内港口运营的基础设施比较落后，例如基础通信网络存在着信号干扰、覆盖盲区、频点资源稀缺、传输带宽不够等缺点；AGV引导技术落后、磨损等缺点。

二、5G智慧港口建设展望

随着“5G通信”、“云平台”、 “大数据”、“人工智能”等新技术的发展成熟与应用，港口的现代化发展也正利用这些新技术进行对应的智能化、网联化、自动化产业升级。依托5G终端网络基础建设，实现终端操作设备的全面自组网高速实时通信；构建智慧港口运营平台，形成智慧港口运营系统；实现港口终端的预测性维护、质量智能分析预测、作业设备实时控制/决策支持等应用；从而实现港口智能化、网联化、自动化产业升级。

2.1 5G助力港口终端设施通讯和系统网络升级

港口5G终端网络建设升级后，港口终端设备：RFID终端设备、监控摄像头、控制箱、AGV设备通信、传感器、智能网联驾驶集卡、巡检无人机等，将无需绕行公网，全面替代现有的WIFI等无线及部分IP有线网络，实现港口内自组网实时、高效通信。

2.2 智慧港口云平台建设

在完成港口终端设施5G网络通信建设升级后，依托5G通信技术支撑，搭建以适应和符合现代化港口运营的从“终端”到“信息平台”的智慧港口平台，包括：（1）高清视频监控，（2）自动化控制，（3）自动驾驶作业，（4）港口大数据。（5）港口运营，等基础应用。打造出具有“卓越运营”、“创新业务拓展”、“开放生态圈”品质的高度信息智慧港口运营平台。

三、智慧港口典型应用场景

基于5G基础网络和智慧港口云平台的构建，可实现多种港口作业场景和业务运营的实际应用，提升港口的自动化作业和日常运营效率，可以从以下场景功能开展业务：

1）高清视频监控：通过“5G+阵列相机”，实现集装箱图形条码识别和存储入数据库，识别集装箱的位置信息，识别巡查人员是否按规定时间巡查危化品集装箱的信息；全流程信息监控并对危险信息判断和告警推送。

2）5G港口无人安防巡检：无人巡检车、无人机，实现港口无人巡检

（1）无人巡检车：地面5G无人讯检车，配备高清摄像头、红外摄像头、导航/定位设备，实时把监控信息传输到监控平台，实现巡检无人化、监控全天化、视频高清化、分析智能化，全天候监控。

（2）无人机：配备5G通信模块和高清摄像头的无人机，可实现沿海区域、堆场区域的专有场景应用，包括：设备设施巡检、船舶水尺监测、水质监测、航道巡检、入港文件传送、无人机救援等。

3）5G岸桥远控：依托5G网络的低延时性能，通过远程控制中心，远程作业自动控制岸桥作业，提高工作效率和作业安全性。

4）港口车路协同自动驾驶：通过智慧港口云平台控制中心，远程控制智能驾驶车辆，实现港口物流自动化运营；可提升智能驾驶车辆安全水平，降低港口物流运营成本。

（一）智慧港口云平台

基于智慧港口云管理平台的建设，可扩展联合各大港口的大数据融合应用。通过大量动态航运数据搜集、预处理、整理、存储、管理以及沉淀，利用大数据的方法进行大数据展现建模运算分析，衍生出具有优质大数据和创新服务的“港口船舶航运大数据生态系统”，提升海运和港口对接效率。

通过港口“位置、范围、内部区域划分、水深、航道”等港口位置信息打造“港口三维分布数字空间 ”；并与“装卸货能力、引航等” 港口业务经营相结合；形成港口空间信息与实时运作状态的“港口空间与运营生态大数据系统” ，提高港口的空间利用与运营效率。

根据港口货运流程“货物进港、货物卸船、海关通关等流程”；以及结合“码头、船舶公司、客户、物流路线、物流承接公司运营信息” 等在内的多个节点信息，全程跟踪构建对应的“港口货运大数据生态系统”。

（二）智慧港口运营

基于智慧港口云平台，实现港口：智能化集装箱码头服务、集装箱全物流链综合服务，两大系统。通过“泊位计划调度 、智能理货、货物陆运协同、智能闸口、智能交通”的线上线下服务结合的“智能集装箱码头服务系统”，实现对港口货物“装”、“卸”、“运” 智能化运营。根据港口“集港预约业务、调货预约、各码头的信息查询等功能，用户外贸提箱、内贸提箱、外贸提空、内贸提空、出口查验、进口查验、留箱作业 、配额管理”等业务流程，构建线上办理和缴费的统一“集装箱全物流链综合服务系统 ”。服务系统提供与各船舶公司船代、货代对接，电子数据交换，电子单证、电子商务、港口金融、增值业务、海关业务分流，全物流链线上服务。

（三）结束语

港口行业作为国家对外贸易的核心交通枢纽系统，对国家的经济发展有举足轻重的作用。构建5G智慧化港口，可实现港口的安全、智能、高效系统化产业升级，提升港口综合运输服务能力，提升国家港口交通运输的国际竞争力，是经济高效高质量发展助力。

 

参考文献：

[1] 王东,张龙,程锦霞,肖善鹏.基于运营商专网的5G智慧港口解决方案[J].  移动通信，2019(09)：53-56

[2] 马巍巍.对我国智慧港口建设的认识与思考[J].水运管理，2018(01)：4-6

[3] 罗本成.智慧港口:探索实践与发展趋势[J].中国远洋海运，2018(06)：32-35

[4] 黄强,李宁.5G边缘计算演进[J].邮电设计技术.2018(11)：68-73