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广州港口数字化如何成标杆?5G带来“码头革命”

来源:  2020-11-24 11:52 广东网

两千一百多年前,汉武帝派遣的使者及商人从今天的广东出发,顺中南半岛东岸南行,抵达湄公河三角洲的都元,开启了海上丝绸之路,广州古港也成为海上丝绸之路的起点;今天,广州港与世界100多个国家和地区的400多个港口有贸易往来,成为世界第五大港,并成为国家“一带一路”、欧美、东南亚等的主要门户枢纽。


历史变迁,广州港既有变化,也有不变:不变的是港口繁荣的景象,变的则是港口装卸方式及设备的升级。过去港口的货物需要靠人力装卸,港口处于人力时代;几十年前随着港口装卸机械的应用,港口进入机械时代;今天,通过引入5G、人工智能等技术,广州港开始步入智慧时代。


据了解,为了贯彻落实国家战略,着力推进新型基础设施建设,广州港全力打造粤港澳大湾区首个全自动化码头——广州港南沙四期工程,推动5G智慧港口应用系统建设部署在大湾区落地,树立港口行业标杆。


今年初,广州港要打造5G自动化港口的消息得到媒体频频报道,广受称赞。广州港到底是如何打造智慧港口国家级标杆?11月26日-28日,在广州计划举行的2020世界5G大会,将让5G+智慧港口展现在世人面前。在此之前,我们可以通过广州港的智慧升级故事,去探寻智慧港口神秘面纱背后的精彩。


01

广州港南沙港区四期工程有何不同?


港口是交通运输的重要枢纽之一。老百姓很少去港口,但常常可以在电视或网上看到,港口岸边式集装箱起重机把船上的集装箱从船上卸下或装上,一个个卡车把集装箱运送到路侧、海侧。


随着通信技术的发展,我国港口正在经历数字化、智慧化转型。去年11月,交通运输部等九部门共同印发了《关于建设世界一流港口的指导意见》,明确提出到2025年,我国世界一流港口建设取得重要进展。


广州作为广东省改革开放的前沿阵地,在新技术应用探索方面一直处于全省前列。在港口领域,广州同样扮演着创新“排头兵”角色,希望打造世界一流港口。


广州港作为中国华南地区最大的综合性枢纽,携手多个伙伴,响应广东省关于广州国际航运中心、粤港澳大湾区号召,建设港口示范工程,树立港口行业标杆。这些年,广州港在数字化转型过程中亦主动寻求突破,走在全国前列。


2018年6月,广州港集团与华为签署战略合作协议,双方将在规划咨询、基础业务、产业合作、科技创新发展及员工能力提升培训等方面展开合作,携手打造标杆性具备科技生态的国际大港。同年9月,双方启动了智慧港口顶层设计项目,以智慧港口为建设目标,定义未来港口建设全景蓝图。


2019年5月,广州港集团等多方代表签署大湾区5G港口创新中心战略合作协议,推动5G与智慧港口建设的深度融合,加快广州港及大湾区海域5G港口的发展。


总体看,面对业务快速发展及需求多元化给港口运营和服务保障带来的新挑战,广州港集团不得不继续加快推进数字化建设。


最值得一提的是,广州港此前启动南沙港区四期工程,总投资69.74亿元,将基于5G、AI、云等技术,引入单小车自动化岸桥、智能引导车IGV、堆场水平布置侧面装卸、港区全自动化等多项新方案。该工程的落地,将把广州港建成为粤港澳大湾区首个全自动化码头。


在南沙港区四期工程立项之初,广州港集团就表示,到2021年南沙四期建成后,南沙港区每年的集装箱吞吐量预计可超过2300万标准箱,位居全球单一港区前列。


5G智慧港口能够让广州港业务效率和交易收入提升,前景广阔。比如,采取大数据、AI等技术5G全自动化码头,可解决码头作业人员工作环境差等问题,从人工到自动,提升运转效率。港口效率的提升,也可以带来港口各项业务交易额的增长。


据笔者了解,与此前港口数字化建设最大的不同,广州南沙港区四期工程是大湾区首个基于5G智慧港口应用系统。



02

智慧化道阻且长,组网挑战急需解决


也许有人疑惑,为何南沙港区四期工程要选择5G网络作为基础网,而不是传统的光纤和4G?想要回答这个问题,或许需要从智慧港口转型中,网络升级所遇到的挑战说起。


总体看,目前广州港在数字化转型中面临以下挑战。


一方面,传统网络无法支撑数字化新业务。目前广州港组网主要使用Wi-Fi、4G两种方式。其中Wi-Fi网络由于使用相同的信道或是无线电频率传输和接收Wi-Fi信号,导致网络易被干扰,切换易掉线。


而4G网络虽然在网速上虽有一定提升,但由于自身技术限制,无法满足多业务场景下的切片服务需求。要知道,无切片,不toB。智慧港口的无人化操作、AI视频监测等业务往往需要5G切片化服务。


另一方面,港口网络升级难度大。比如,广州港多数旧岸桥和旧场桥均不具备光纤联接条件,在智慧化改造中只能依赖专网、Wi-Fi或4G网络;港口的远程桥吊控制及远程龙门吊控制,目前主要依靠光缆+电缆的有线部署方式,或是通过Wi-Fi+4G的无线部署方式。


这样的网络升级方式,不仅满足不了业务对带宽的需求,更无法保障远程操作对时延的需求。此外,Wi-Fi部署时间长、覆盖范围有限、覆盖盲区大、信号不稳定、信号易被干扰等问题,导致港口IGV车辆等连续移动的物体的远程实时控制等体验大打折扣。


更为重要的是,智慧化港口业务数据要求共享,需要网络能够实现互联互通。但Wi-Fi+4G的组网方式无法实现数据互联互通,无法实现内部数据共享。


此外,港口网络部署如果周期太长,会导致港口运行减缓,甚至要停工。这些都将导致港口智慧化建设成本过高,让港口数字化脚步减缓,甚至停滞。



03

携手华为,打造智慧港口新标杆


既然专网、光缆、电缆等有线网络,Wi-Fi+4G的无线网络都无法胜任,那怎样的智慧港口解决方案,才能让智慧港口“从梦想照进现实”?


据悉,华为这家ICT领域领先企业,与广州港集团深入合作,以广州港数字化转型合作为契机,在将广州港打造成5G港口行业标杆。在这一过程中,华为拿出最大“秘密武器”——结合5G+MEC技术的智慧码头解决方案。


该方案目标是提供真正全联接的无线网络,帮助港口打通“任督二脉”,实现港口运输要素全面感知,最终做到自动化安全监控、自动化调度。那么,华为与广州港、运营商到底是如何落地目标的?


首先,全局规划。5G智慧港口解决方案总体架构本身,基于华为成熟的云、边缘智能、5G技术,为港口自动化提供了动力。


其次,升级网络能力。通过积极部署5G+MEC,广州港网络具有了低时延、流量本地化、高性能计算、应用集成的特点,可以满足港口远程操控、自动驾驶等场景的需求。


最后,提供安全保障。5GMEC就近部署在港口园区内,数据不出园区,保证了企业数据私密性。


先进5G+MEC网络,支撑起预期中的多个港口智慧业务。广州港工作人员此前举例表示,5G自动化码头比传统码头在人员配置上更加的精简,可减少集装箱拖车司机、轨道吊司机、闸口工作人员,因采取大数据、AI能等技术又可减少后方管理人员,总人数相较传统码头减少了约60%。


比如5G+集装箱码头智能理货平台。广州集装箱码头于1983年投产使用,是中国第一代集装箱码头。过去,理货员需要在室外抄箱号、验残损,恶劣天气下必须付出大量人力、物力才能保证理货工作的正常进行。如今,码头前沿理货作业已实现无人化,后台的一名理货员足不出户即可全面了解码头岸边作业动态,轻点鼠标就可完成2-3台岸桥的装卸船理货作业。



再比如广州港实现IGV无人驾驶。也许很多人对IGV并不熟悉,IGV也就是智能导引车。其与目前智慧港口采用的全自动化码头磁钉导航方式不同,IGV采用基于5G+北斗导航实现真正的无人驾驶技术,让码头与堆场之间的集装箱水平运输进入无人驾驶时代。


据悉,在2021年建成的广州港南沙四期,广州港将全面实现IGV无人驾驶。堆场自动化集装箱轨道吊自动装卸,岸边自动化装卸岸桥海测远程操控与陆侧自动装卸,都将采用IGV无人驾驶技术。


在港口作业过程中,由于生产设备几乎都使用电力驱动,不会带来大量尾气排放,从而减少污染。在广州港南沙四期中,场地使用平行布置,水平运输机械采用IGV,从而避免使用大功率轨道吊搬移集装箱,减少了能源浪费。此外,由于IGV无人驾驶采用了充电锂电池能源,可以实现零排放,助力我国实现港口绿色、智慧、安全发展战略目标。


目前广州港携手华为、联通等合作伙伴,在广州港5G SA商用网络建设上,已完成各项关键技术验证,覆盖面向2C的语音、数据以及面向2B边缘计算等多业务场景。未来,广州港紧密围绕粤港澳大湾区建设战略部署,继续探索5G技术在港航领域的创新应用。



观察:5G显威,


让广州港数字化成标杆


早在2017年,交通部就印发了《关于开展智慧港口示范工程的通知》,要求选取一批港口开展智慧港口示范工程;2019年,九部委印发的《关于建设世界一流港口的指导意见》中,再次提出智慧港口建设目标。


我们看到,厦门远海码头、湖北省花山港等十多家港口都开启了智慧港口建设。但如文中所讲,在智慧港口建设中,网络如何升级,业务如何实现智慧升级,港口如何实现绿色发展等难题成为阻碍智慧港口发展的拦路虎。


从5G角度看,2020年是5G SA规模建设元年,全球已经建成80多万个5G基站,发展约2亿5G用户。但业界都知道,5G网络红利要释放,关键看5GtoB的进展。目前中国已经有5000多个5GtoB项目在推进中或已商用。港口自动化需求强烈,是5G最重要的应用场景之一,正处于从1到N的阶段。


华为智慧码头解决方案结合5G+MEC技术,实现5G技术与港区数字化建设进行深度融合,让5G融入港口业务的各个环节,助力广州港IGV无人驾驶、大型港机设备远程精准控制、AI智能理货等多项应用落地。广州港的5G之路,似乎预示着属于智慧港口的春天正在到来。(作者:黄海峰)

(正文已结束)

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