码头自动化核心难题,如何破解? | 港口圈
自动化集装箱码头已遍地开花,远控岸桥、自动化场桥等环节应用成熟,唯有水平运输一环,还是自动化码头建设的痛点所在。AGV、IGV、平板车、集卡等各式各样的车穿行在各个港口里,开放式的有人、无人车辆混行更是自动化码头的核心难题。
解决水平运输难题,熟悉港口业务的运营商一般会选择与专注自动驾驶技术的车企合作。招商港口旗下的招商国科,作为全国首家获国家级专精特新“小巨人”认定的港航物流科技企业,既是港口专家,也精通技术,在招商港口的支持下,走出了一条自主研发的道路。
一、独辟蹊径的自研道路
妈湾智慧港,便是招商国科自动驾驶方案落地的代表作。2021年,妈湾港开港,作为全球首个具备实际作业能力的5G智慧港口水平运输场景,其自动集卡车队规模庞大,锚定难度最大同时也是传统码头自动化升级最具代表性的完全开放式的混行混编路径,自动驾驶实际落地面临重重困难挑战。
在妈湾智慧港的紧密协同下,招商国科深入了解码头需求。该港有5个班轮泊位和1个驳船泊位,覆盖人工岸桥、运控岸桥、远控轮胎吊、自动化轨道吊等多种设备,陆续引入3家车企超80台自动驾驶车辆,囊括自动集卡和自动驾驶平板车型,和外集卡及有人内集卡完全混行混编作业,在业内绝无仅有。水平运输方案要对接所有设备,贯通全场景,在自动驾驶逐步落地的同时,还要兼顾码头作业,边生产边改造,要求极为严苛。
为此,招商国科与妈湾港通力合作,“软硬兼施”。硬件上,自动驾驶的方方面面都离不开高速稳定的网络,如北斗高精度定位、远程监控等。2021年,妈湾港首创5G“三双”网络架构,建成全国首个三双架构的5G专网,为自动驾驶建起了通达全港的信息高速公路,实现调度指令与车辆状态信息的实时交互。
软件上,招商国科有先手优势。妈湾智慧港采用招商国科自主研发的“招商芯”CTOS系统,在此基础上,招商国科打造了包含自动驾驶调度车队管理系统(iTC)、全域监控平台、融合定位平台和数据服务平台的一体化解决方案。在核心算法层面,融合了CTOS成熟的指令分派逻辑与智慧水平运输调度算法,进行自动驾驶车辆最优路径规划与任务调度。
双管齐下,应用招商国科的自研方案后,妈湾智慧港已实现全场景的自动集卡常态化混行、混编生产作业。
二、行云流水的高效标杆
当然,效率才是硬道理。不同车企不同车型混编、有人无人集卡混行、自动驾驶车队与各类设备协同,都有可能成为码头作业的堵点。不过招商国科手到擒来,在妈湾智慧港全开放环境下的有人、无人集卡混行作业中,实现了岸边作业效率稳定达到有人作业的85%以上,单车单月作业量突破1000TEU,人工干预率在2%以下。
行业标杆级的指标背后,离不开妈湾港过硬的生产管理实力,更是招商国科各种创新成果的聚变。其自动驾驶调度车队管理系统(iTC)支持不同厂家的自动集卡统一管理、混编作业,通过港区内的5G专网实现作业指令交互、车辆定位、引导、路径规划、远程操控。再配合多模型调度算法,可实现港区内自动集卡最优路径规划,让自动驾驶车队畅通无阻。
港区内配置的高精度路测感知设备,能对港区内常见的各类目标进行连续感知和高精度跟踪,对码头交通了如指掌;自动驾驶车辆搭载多种传感器,结合港区内自建的RTK基站以及全港区测绘的高精度地图,实现高精度融合定位,车辆相对定位精度达到±5cm;远程监控平台实时监控港内车辆,安全员在远控智能座舱内远程监控多台自动集卡,可在异常情况下远程干预,保证车辆运行既安全又丝滑。
因此,每一台自动集卡都像老司机附体,通过一个统一的“智慧大脑”,能够实现自动驾驶车辆与各类作业设备的无缝协同。无论是岸桥/场桥对位、运输、充电等基本操作,还是有人车辆与自动驾驶车队的动态避让、复杂路口的智能通行,岸边集中拆装锁等复杂功能,都能精准高效执行。
三、迈向推广的典范方案
妈湾智慧港是全国第一批智能交通先导应用试点项目(自动驾驶和智能航运方向),跑通了妈湾智慧港,也就意味着招商国科的自动驾驶方案足以复制推广驶进其他码头。
妈湾智慧港作为传统码头自动化升级的标杆典范,作业场景丰富、设备种类齐全,覆盖了妈湾全港区的自动驾驶方案,对新建自动化码头或已有码头升级改造都有借鉴意义。近年来,部分新建自动化码头仍然采用传统的AGV+磁钉的成熟路线,可能会面临初始建设及持续维护的高昂成本挑战。招商国科的方案,大大节省成本,使用远程监控保障安全,效率业内领先,有望成为新一代自动化码头水平运输的主流选择。
同时,市场上不同车企各种车型百花齐放,有人、无人集卡混行是未来趋势。招商国科在妈湾港区实现全港区混行,调度多品牌自动驾驶车队,完成水平运输全流程自动化作业。2024年,妈湾港完成408万箱,同比增长19.56%,超出其设计吞吐量,充分证明了招商国科在自动集卡常态化混行、混编生产作业上的效率和可靠性。
事实上,招商国科的自动驾驶方案已经推广到了大连港大窑湾港区,未来还将在招商港口旗下其他码头落地。目前正在规划建设中的大铲湾二期,致力于打造最先进的集装箱码头,将是招商国科一展身手的舞台。
港口自动化是大势所趋,水平运输环节的自动化升级改造既是降低运营成本、应对集卡司机结构性短缺的现实选择,也是实现绿色、智慧港口的重要路径。招商国科的自动驾驶方案,破解了有人、无人集卡混行的关键难题,不仅是一套可落地的生产力工具,更契合了码头自动化改造的未来趋势,复制推广到其他港口,形成规模化应用,只是时间问题。