发布时间：2024-11-17 02:58:57 来源: sp20241117
自动化集装箱码头数全球第一 总体技术水平位于世界前列
无人码头向海而兴
本报记者 王雅婧 通讯员 汤尤泓
码头是港口的一部分，也是连接陆地与大海的纽带。近年来，随着我国新一代智慧港口的建设，自动化集装箱码头作为智慧港口的重要基础设施也在快速发展，为海洋强国建设提供了重要支撑。根据交通运输部近日公布的统计数据显示，我国自动化集装箱码头已建和在建的数量位居世界首位，其中，已建成的自动化集装箱码头18座，在建包括改造的集装箱码头27座。同时，我国已掌握了自动化集装箱码头从设计建造、装备制造到系统集成和运营管理全链条的关键核心技术，总体应用规模和技术水平处于世界前列，可以说，我国已成为名副其实的水运大国。
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从底层框架到上层应用“一揽子国产化”
首个全国产全自主自动化码头刷新世界纪录
山东半岛胶州湾畔，蓝天与大海簇拥下的山东港口青岛港自动化码头(三期)一派忙碌。就在不久前，这座码头以60.2自然箱/小时的桥吊平均单机作业效率，再度刷新了装卸效率的世界纪录，展现了中国自动化码头的强劲实力。
再破世界纪录，得益于科技的创新。作为我国首个全国产全自主自动化码头，山东港口青岛港自动化码头(三期)于去年12月27日投产运营，整个码头28000多个零部件及核心设备全部实现国产化。青岛港科研部门会同二十余家国内厂商，完成“智慧大脑”等在内的六大自主突破，达成12项创新成果，实现了国内码头从全自动化到全国产全自主自动化的跨越。
在山东港口青岛港自动化码头(三期)，虽然每天都面对巨大的作业量，但作业现场却鲜少出现工人的身影。在码头“智慧大脑”的控制下，码头各类运输设备有条不紊且快速利落地处理着各自的工作，让码头的效率大大提升。
所谓的“智慧大脑”，即“全自动化集装箱码头智能管控系统”，这是我国首个从底层框架到上层应用都完全自主研发的集装箱智能管控系统，也是青岛港科研人员自主攻关实现的技术突破。
这套系统有多强大？山东港口青岛港自动化码头信息技术部副经理陈强告诉记者，该系统有着“类似人脑”一样进行生产指挥调度和规划决策的能力，同时，又有着比人脑还快速的计算能力。科研人员为系统研发了智能全要素排序算法，这种算力更加强劲，单服务节点计算效率每秒超百万次，可以实现“响应零待时”的“毫秒级”计算。
“码头操作系统如同人们日常生活使用手机一般，数据刷新速度将直接影响客户体验。目前，国内大部分港口操作系统的数据刷新速度为秒级，数据传输延迟明显，导致作业指令衔接不畅，系统加载耗时长，影响码头效率。而我们这个系统将数据刷新速度控制在毫秒以内，真正意义上实现了响应零待时。以一个码头集装箱堆场为例，毫秒级数据刷新相比秒级，助力设备派发效率提升4倍。”陈强表示。
当然，这样的创新要想实现绝非易事。“自动化码头有1500多种复杂的作业工况，对于我们这个不足30人的软件研发团队来说，是一个巨大挑战。”陈强说，“我们的信息系统主要由智能管控系统A-TOS和智能控制系统A-ECS构成，过去这两套系统由国外厂商‘一面倒’式的垄断，为研制这套系统，科研团队一点点拆解了1500多个业务流程，归类了2200余项系统功能，攻克了10余项关键核心算法难题，才终于形成一个雏形。此后，又经过许多个日夜的奋战，系统如期上线运行。”
攻坚克难的不仅是研发码头系统的团队，山东港口青岛港自动化码头工程技术部副经理刘方超表示，码头的各种自动化设备的研发也历经艰辛。比如，码头的四轮自动导向搬运车的难点在于重载驱动桥，但当时国内对这种重载驱动桥的研究几乎为空白。“我们探访了国内各主流设备制造厂，发现青岛本地企业青特集团与我们志同道合，想要打破国外关键技术的封锁，大家就决定一起干。”刘方超回忆起当时的情景，一次测试让他至今难忘，“为了测试驱动桥低温可靠性，冬天凌晨4点，技术团队的兄弟们扛起调试用的大包小包冲进海边的作业场地。当天海边的风异常刺骨，风里夹杂着冰渣子，码头还特别空旷，没有避风的地方。因为驱动桥里有转速传感器这种精密零件，要拧小螺丝以及接电线，戴着保暖手套没法干，我们全部是光着手安装调试的。整个测试结束，手指头都冻得像小胡萝卜。”
在众多努力下，山东港口青岛港自动化码头(三期)实现了基于全国产电控系统的港口大型机械设备精准控制与自动运行，形成了从底层硬件到上层应用的一揽子国产化解决方案。刘方超坦言，实现港口设备电控系统的自主可控，攻克“卡脖子”难题是一条不得不走的路。国产化替代不仅能提高我们在关键技术领域的自主创新能力，又能通过自主研发和生产掌握电控系统的核心技术，从而提高自动化设备工作性能和运行效率。
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新一代信息技术与码头业务融合
“类人脑”让系统更“聪明”运作更顺畅
1月25日上午，厦门远海集装箱自动化码头，一艘货船缓缓到港，等待岸桥将集装箱抓取到集卡车上。在箱体移动的过程中，“AI之眼”在高空瞬间抓取作业集卡车牌和集装箱箱号、残损、舱位、拖车号等理货要素，与后台信息核对一致后，将相关信息自动上传至生产管理系统。
几公里外的智能理货室内，理货员正通过电脑比对系统回传的数据，检查无误后，确认装卸。“如今，‘抄箱号、验残损’全靠智能理货系统实现，我们点点鼠标就能完成装卸船理货作业。”
自动化集装箱码头能够实现高效精准的无人作业，离不开新一代信息技术的加持。作为全球首个第四代自动化码头，厦门远海集装箱自动化码头立足于高度信息化、全自动化系统，持续推进新一代信息技术与码头业务的融合渗透，开展5G智慧港口创新应用，推进“5G+AI”新技术与港口建设深度融合。
“码头实现5G网络基础覆盖，并结合边缘计算、高精度定位、人工智能、计算机视觉等技术，实现了自动驾驶、港机远控、智能理货、智能安防及司机行为管理等多个5G典型应用场景的部署落地。”厦门远海集装箱自动化码头有限公司总经理助理林建喜介绍。
为进一步推进降本增效，厦门远海集装箱自动化码头优化升级智能配载系统，通过对空箱出箱次序、重量分布、自动化箱区优先出箱等细节打磨及精进，实现最优配载，提升岸桥作业效率，降低装卸成本。
“该配载技术借助AI技术及算法优化，不断吸纳与固化员工的配载作业经验，推动稳步高效提升配载质量，以‘类人脑’形式让系统更‘聪明’，运作更顺畅。”林建喜说。
目前，该码头智能配载的实船操作人工调整量低于5%。以装船1000自然箱为例，智能配载的速度平均为5分钟，人工配载则需要大约1小时，智能配载的效率约是人工配载效率的10至12倍。
此外，该码头还进一步推动云计算等信息技术与传统港航业务融合渗透，以业务需求为导向持续开展流程再造和业务协同管理创新，不断优化集业务单证电子化、生产监控可视化、疏运管理智能化、客户服务网络化于一体的港口智能集疏运协同平台，提升服务效率，助力港口业务升级。
以客户服务网络化为例。“船舶到港前，客户可通过‘智慧物流平台’手机操作APP系统，办理有关预约提箱、自助交箱手续，让‘数据多跑路、人员少跑路’，降低人力成本和时间成本。”码头工作人员表示。
新一代信息技术提升了码头的自动化、智能化水平，如今，厦门远海集装箱自动化码头的成功经验已在“一带一路”沿线众多港口推广应用。
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密集航线打造强大货运枢纽
忙碌的码头是贸易兴隆的见证
港口码头是综合交通运输的枢纽，有数据显示，中国有超九成的外贸进出口货物是通过海运来完成的。忙碌的码头，正是贸易兴隆的见证；而拥有强大吞吐运输能力的码头，又能够进一步为经济的发展提供支撑。
吞吐量是衡量码头运输能力的重要指标，近年来，我国各大自动化集装箱码头的集装箱吞吐量逐年上涨，多年居于世界前列。
位于粤港澳大湾区的广州港南沙港区四期码头是我国首个江海铁多式联运的全自动化码头。这座无人化的码头吊桥林立、昼夜不息，超过150条国际班轮航线经由这里通达全球，迎接着来自世界各地的轮船，船流、物流、资金流在这里汇聚。去年年底，该码头提前完成150万标箱吞吐量的年度目标，交出了一份漂亮的答卷。
为更好地运输货物，广州港南沙港区四期码头建设了4个10万吨级海轮泊位及配套集装箱驳船泊位，配备了120辆智慧型引导运输车来完成码头的自动化作业。据了解，这些运输车全部是无人驾驶，依靠北斗导航，这些车辆可以自己避开障碍物，自动规划路线，以最优路径抵达箱位。
江苏太仓港四期码头是全国内河及长江流域首个堆场自动化码头。该码头地处长江经济带和21世纪海上丝绸之路交汇处，依托区位优势，形成多个航线网络，连片式布置数个5万吨级集装箱泊位，年通过能力为200万标箱，发挥着重要的航运枢纽作用。
太仓港四期码头地处长江出海口附近，是上海国际航运中心北翼的重要组成部分。为了进一步提升港口竞争力，近年来，太仓港四期码头与上海的码头进行联动，引入到洋山港的直达快航等业务，推进两地的“同港化”，使得江苏省苏州市、无锡市、常州市等周边地区的进出口货物不必再通过陆路运输进出洋山港。同时，重庆市等长江沿线城市的远洋集装箱也无需再通过上海市外高桥港区中转再转运洋山港。此举降低了企业的物流运输成本，也引导长江及内河港口的集装箱在太仓港集并。
太仓正和国际集装箱码头有限公司董事长王金才介绍：“目前，我们码头与洋山港之间每天有4—5班穿梭巴士(直达航线)，这些巴士对接洋山的三个码头。主要涵盖中转和‘沪太通’两项业务：一是将长江沿线以及苏州、浙北内河的集装箱在太仓集并后发往洋山，二是把原本通过集卡送往洋山港区的外贸箱直接集港到太仓港，再通过穿梭巴士转运至洋山。沪太通业务实现了‘一次申报、一次查验、一次放行’，为货主提供了更便利的运输方式，解决了通关申报和二次运抵的问题。”
数据显示，目前太仓港四期码头的近洋直达航线已达16条，覆盖日本、越南、韩国等主要港口，成为太仓港近洋航线最密集的码头之一，2023年度完成集装箱吞吐量297.03万标箱，实现营业收入3.31亿元。（中国纪检监察报） 【编辑:田博群】