導語：港口是傳統勞動密集型企業，作為綜合交通的核心樞紐，擁有幾千年歷史，近年來，隨著港口業務量的不斷增長及對自身發展的考量，港口對采用新技術、新理念完成數字化轉型有了新的訴求。
天津港，位于渤海灣西端，是京津冀及“三北”地區的海上門戶、雄安新區主要的出海口，是“一帶一路”的海陸交匯點，也是新亞歐大陸橋經濟走廊的重要節點和服務全面對外開放的國際樞紐港，其同世界上200多個國家和地區的800多個港口保持貿易往來，連續多年躋身世界港口前十強。
作為北方港口的重要代表，天津港集團希望通過AI、大數據、云計算、5G等先進技術在核心生產業務的應用，進一步提升港口運營的科學性，實現港口經營的降本增效，將其建設成為國際樞紐型、綠色安全型和智慧服務型的高水平世界一流大港。基于此，集團提出了“2028年集裝箱吞吐量力爭突破3000萬標箱，國際樞紐港地位更加鞏固，服務效率保持國際領先水平，智慧港口建設全球領先”的戰略目標。
傳統碼頭生產無法匹配業務發展
貨物周轉為傳統碼頭的核心業務，近來年，中大型港口不斷新建碼頭、泊位以滿足不斷上升的貨物周轉需求，由于現代化碼頭對智能化、自動化、精細化手段依賴度較高，因此需要通過現代化的手段來提高現有碼頭的運營效率。
在此過程中，天津港面臨以下幾個方面的挑戰：
勞動密集型行業，人力需求量大。天津港作為全球前十大港口，年集裝箱吞吐量達到了1835萬TEU，全港員工達2萬人，在碼頭現場有大量的作業人員，包括集卡司機、場橋司機、調度員、理貨員等作業人員，及現場安全巡視等安監人員。天津港通過多年的自動化改造，已經完成了場橋的遠程操控改造、無人集卡的測試上線等工作，隨著自動化程度的提高，天津港需要一套水平運輸系統來保證自動化設備更好地協調，以發揮自動化設備的最大優勢。
計劃調度自動化、智能化程度有待提高。港口每天有數十條船完成停靠、數百輛集卡在港區內不停地穿梭、數萬集裝箱完成裝卸、數萬輛外集卡進入港口提箱，這些操作都需要港口計劃員來制訂計劃，依靠人腦去規劃每天的作業，雖然天津港部分碼頭已經通過岸橋工作計劃等工作方式提高了傳統計劃調度的作業效率，但是仍需要結合人工智能等最新技術，進一步提高調度和計劃的智能化程度。
管理精細度有待提高，需要增加港口運營精細化管理。港口是一個多要素集中的封閉場地，涉及到人、車、物、船等多重要素，也涉及到了能耗、維護、運營等多個方面，各個碼頭的經營情況需要以月報、季報、年報的形式向上匯報，中高層領導需要實時掌握整個港口集團以及各個碼頭多維度、精準的經營數據，以便公司領導全面了解經營情況，并對未來的經營決策提供足夠的支撐。要滿足對碼頭生產的作業活動和對應的人力、能源等消耗精細管理的需求，需獲取全港及全碼頭整體人員、設備及能耗的數據，且需精確到每條船、每個岸橋、甚至每個集裝箱對應的資源消耗情況，以便精確分析，進一步合理降低港口的運營成本。
港口被動式安監，需要智能化的管理手段。天津港整個港區已經部署了1萬多路攝像頭，基本做到了視頻的無死角覆蓋，由于大多數為傳統攝像頭，因此，每個碼頭仍需安保人員在港區內部進行人工巡視。港口迫切需要通過主動安防提高巡查效率，以及時發現港區內的各種違規行為（例如卡車違規停車、超速、人員進入違規區域等）。
打造港口智能體，啟動天津港數字化轉型
2020年6月，在第四屆世界智能大會“未來交通，通聯世界”智能交通峰會上，天津港集團公司與華為技術有限公司簽署了《戰略合作協議》。雙方以“建設世界一流港口”為目標，通過信息化頂層設計及智慧港口建設方面的深度合作，共同建設港口示范工程，樹立行業標桿，打造綠色、智慧的樞紐強港。天津港攜手華為團隊，規劃了面向船舶、貨物、集卡、安防、運營、設備六大領域的14個落地項目，首次提出了“港口智能體”理念，希望將港口變成一個自治運行，無需人工干預的智能體，能夠以最優化、最合理、最科學的方式運行。
華為港口智能體包括智慧應用、智能中樞、智能聯接、智能交互4個部分：
智慧應用 港口的核心生產系統，包括智能TOS系統、生產輔助系統、水平運輸系統、物流管理等，通過智慧化的應用，可解決港口業務系統的智慧化；
智慧中樞 智慧港口最核心的部分，包括人工智能、數據分析、智能視頻、無人駕駛等模塊，作為整個港口的運營和決策中心，可為智慧應用的運行提供決策支撐；
智能聯接 作為智慧港口的神經，可將智慧港口的人、車、船、物、貨等與虛擬世界進行聯接，通過5G、Wi-Fi 6、微波等通信技術，實現港口的全聯接；
智能交互 包括港口的視頻、傳感器、GPS、雷達等感知和交互設備，可實時收集全港的數據信息，并進行數據交互。
圍繞智慧港口建設過程中最迫切的業務痛點，雙方規劃并部分落地了以下智能化場景：
1、水平運輸系統
在天津港北疆港區C段的智能化集裝箱碼頭，順利完成了無人集卡的聯調聯試，標志著天津港北疆港區C段智能化集裝箱碼頭1#泊位聯調聯試取得成功。該方案經過5個月的設計和驗證，集成應用了無人自動化軌道橋、無人駕駛電動集卡、遠程控制無人自動駕駛岸橋等智慧港口“金牌產品”，在多項關鍵技術上取得了重大突破。在項目中，華為提供的智能水平運輸系統、云平臺、數據中臺、網絡、機器視覺、數據中心等基礎設施產品及解決方案，助力天津港的數字化轉型及智能升級之路邁出了標桿性的一步。
2、港口智能調度
通過深入調研，天津港規劃了岸橋工作計劃、泊位分配、單船智能配載、智能堆場計劃等場景，這些計劃將結合港口的初始限制條件，采用人工智能技術和模型，通過現有配載員的經驗數據和仿真系統，配合機器學習和自我訓練，來實現港口的高效調度，以上幾個場景正在開發，計劃在2021年逐步落地。
岸橋工作計劃：CWP計劃理念的引入是對現行碼頭生產作業模式的一次重大改革，它吸取了國內外部分先進港口的成功經驗，改變了以往“以控制為中心” 的模式以及單純追求效率的局面，通過對計劃和控制實施精細化管理，力爭取得效率與效益的雙豐收。
泊位分配：港口智能泊位計劃解決方案的架構為：通過整合泊位資源、岸橋資源、船舶到港動態信息、港口機械、人力等相關保障數據信息，結合運籌優化算法，為運行管理人員的智能泊位計劃等提供決策支持，以提升港口資源的綜合效率。
單船智能配載：通過人工智能算法，代替原有的人工集裝箱配載操作，在保證船舶航行安全的基礎上，通過智能單船配載計劃方案實現船舶裝卸效率的提升，從而優化整個海上集裝箱運輸的經濟效益。
智能堆場計劃：堆場計劃主要包括堆場空間資源分配及搗垛決策，堆場空間資源分配決策指的是安排船舶對應進出口箱應分別堆放在哪些堆存區段，以及如何分配集裝箱到對應的箱位，最終達到裝卸機械移動距離最小化的目的；搗垛決策是指在給定裝卸船順序的條件下，輸出集裝箱在堆場內的翻箱方案，達到倒垛率最小化的目的。
天津港與華為的合作在一期方案已經取得了明顯的效果，在一期方案繼續優化迭代的基礎上，雙方開展了二期方案的合作，包括智能樓宇、智慧港區、智慧能源管理、智控平臺、視頻平臺等項目。
提升客戶業務指標，展現解決方案業務價值
通過天津港一期項目落地及長期藍圖規劃，未來將會實現以下業務價值：
1、改變港口的勞動結構
傳統的碼頭是勞動密集型的產業，一線作業人員是港口的主力。通過一系列數字化轉型措施的采用，未來，自動化、信息化、智能化將成為了港口的生產力，通過無人集卡，集卡司機的數量可減少90%，大車司機配比可由以前的1：1變成1：6甚至更少。數字化一方面解決了港口招工難的問題，另一方面也解決了港口工作環境惡劣，員工感受差的問題，真正實現了港口由勞動密集型行業向科技密集型行業的轉變。
2、實現進一步的降本增效
通過采用自動化、智能化智慧港口方案，天津港將實現以下幾大業務指標的提升：岸橋工作計劃由2小時縮短為10秒，工作效率提高10%以上，直靠率目標提高5%，外集卡平均滯場時間縮短5分鐘；通過精細化管理，將進一步優化港口的資源分配，降低10%的整體運營成本；在不新建碼頭、泊位的情況下，進一步提升港口的運營能力，真正實現通過數字化轉型實現港口的“降本增效”。
3、讓港口運營安全
通過智慧港區及智能樓宇的規劃，將賦予港口更智慧化的管理，通過主動式安防，將安全事件的識別效率提升30%；通過智能化視頻，主動檢查港口108個安監檢查項目，減少了人員被動巡檢的頻次；通過能耗管理，精細化掌握港口的能源消耗情況，通過數據分析模型，進一步減少港區的能源消耗，實現能源科學管控。
未來3～5年，天津港將攜手華為在港口無人駕駛領域深入合作，共同打造港口行業無人駕駛商用落地方案，后續雙方將在港口自動化、智能化領域繼續全面合作，，在業內率先提出了基于智能交互、智能聯接、智能中樞和智慧應用打造港口智能體，加速港口行業在安全、效率、體驗領域的全面提升，實現船悅其行、物優其流的智慧交通愿景。
圖/文來源北方網
聲明：此文版權歸原作者所有，若有來源錯誤或者侵犯您的合法權益，請與我們取得聯系，我們將及時進行刪除處理。
