5G揚帆，助力水運港航智能轉型升級

馬戰凱

（中國電信研究院，上海 200120）

0 引言

中國是水運大國，水運行業是國民經濟、對外貿易、社會發展的重要支撐。與陸運和空運相比，水運憑借其覆蓋范圍廣、航道投資小、運輸能力強、占地少、成本低的優勢，在現代貨物運輸中具有不可替代的地位。港口和航 運是水運產業價值鏈上的兩個重要構成部分。在國家實現交通強國、世界一流港口航運等政策的指引下，傳統港口通過5G、區塊鏈、物聯網、大數據、云計算、人工智能等新一代信息技術的深度融合應用，打造 新一代安全、高效、智能、生態的智慧化港口，推動港航物流資源聯動，成為構建差異化價值主張及競爭優勢的重要舉措。港口和航運有很多環節，從陸域的碼頭裝卸、堆場擺放、貨物的集疏運管理，到水域的航道建設、船舶預抵信息、引航等，每一個環節都需要通過技術手段來實現智能化轉型提質增效。目前，全球無論是沿海樞紐大港、還是內河大港正在通過投資基礎設施和技術應用，以高質量發展為導向，通過科技賦能，提高運轉效率，創新港口和航運的運營發展模式。構建安全便捷、智能綠色、高效經濟的“智慧港口”已經成為水運港航業的共識。5G正在成為推動水運港航智能轉型升級的重要力量。

1 5G已成為引領港航信息化發展的重要驅動力量

根據《全球港航信息化發展報告（2020）版》顯示，全球港航信息化發展總體上呈現三大趨勢，即從智能化到智慧化、從垂直化向融合化、從系統化到生態化的發展趨勢[1]。

1.1 5G正推動港口和航運向智慧化方向發展

5G推動智慧港口的信息化向業務層面深入，通過5G在圖像大帶寬、低時延傳送及捕捉各種設備運行狀態智能可視化的優勢，使得原本人工去做的業務被5G智能化代替，通過對數據的優化調度、科學保養、節能減排、預防擁堵等自主管理，實現提質增效。5G推動智慧航運主要體現在船舶信息化、航道信息化、航運服務信息化三個方面。對于港航企業來講，5G推動信息化系統加速融合成為統一的一套系統，跨組織架構的融合已經成為趨勢。港航企業信息化正由系統化向平臺化、生態化發展。在5G加持的推動下，基于5G圖像傳輸來完成信息快速交換的效率越來越高、成本越來越小，5G賦能的范圍和領域也越來越廣闊，信息化將從單一系統向生態化方向發展，航運企業在5G時代都需要找到和建立自己的生態圈。

由圖1可知，2020年港航信息化技術期望峰值期，5G網絡正推動智慧港口成為驅動力量，航運大數據也已經邁入穩步上升期。

圖1 Gartner公司2020年港航業技術成熟度曲線

1.2 5G技術的成熟正成為建設智能港口的重要驅動力量

表1 5G智慧港口建設項目

目前，世界各大港口都在應用5G網絡技術，提升港口競爭力，很多港口引入5G，實現提質增效和智慧化引領，部分港口已經實現了規模化應用，真正體現了5G在智慧港口領域的價值。

2 5G賦能智慧港口要點及應用場景

電信運營商通過5G賦能港口的場景主要集中于5G智慧應用、港口業務服務、港區集成服務三大類場景，20個細分領域。

（1）5G智慧應用：岸橋遠程控制、輪胎吊遠程控制、港區智能理貨、無人水平車運輸、港區智能監控、安全防護。

（2）港口業務服務：無人機監控、港口管理平臺、多聯服務、機械人員定位、人員進出管理、能耗智能監測、閘口無人值守、流動機械監測、船代服務、堆場AI派柜。

（3）港區集成服務：港區數字大屏、數據中心、港區統一門戶、港區業務中臺。

5G核心業務場景主要包括5G在遠程控制、智能理貨、智慧堆場、智能閘口上的應用。

（1）5G+岸橋（輪胎吊）遠程控制。港機是港口裝卸集裝箱的主要設備，以岸橋吊、輪胎吊、軌道吊為主。

傳統輪胎吊弊端：司機長時間高空低頭作業，危險系數高；長時間在吊機上待著，作業條件艱苦；三班倒24小時作業，司機招工難。

5G遠控輪胎吊優點：應用5G技術實現遠程操控，主要通過攝像頭取回高清視頻回傳進行控制，完成吊具的精準移動和集裝箱抓舉等操作，1名遠程操控人員可操控多臺場橋、岸橋或輪胎吊，大幅降度人工成本，提升作業效率和安全性。

（2）5G+智能理貨。

傳統手工理貨：每臺橋吊配一名理貨員，人力成本高，人工紙質或手工終端記錄，工作效率低、環境惡劣、易出錯。

5G智能理貨：利用5G傳送高清圖像結合基于AI的機器視覺，通過OCR箱號、車牌識別技術和基于5G專網回傳的高清實時視頻流，結合碼頭操作系統的各種數據，遠端控制現場理貨作業，基于5G專網回傳的高清視頻流，單橋吊上行帶寬可以到達20 Mb/s，6-8路智能理貨，實現一人看管“多路岸橋”及可回溯查看等。目前識別率高達98%，有效降低人員工作強度，提高了作業準確性。

（3）5G智慧堆場。5G智慧堆場的業務可以分為集裝箱堆存類業務、集裝箱驗修洗類業務、堆場貨物倉儲類業務。

堆場目前痛點：信息系統不完善、硬件自動化水平低；數據規劃、建設和應用嚴重不足，行業服務水平良莠不齊、標準不統一。

5G堆場智慧化實施內容：主要包括集裝箱的進出場、裝拆箱管理，箱號鎖定、箱號自動校驗、箱位管理、超期箱管理、壞箱維修、商檢箱管理等，對各個操作的費用進行自動統計，并留有數據接口，可以根據需要輸出數據和實行網上堆場箱信息的實時查看等操作。另外還可以根據輸入進出堆場集裝箱的相關信息自動生成各種日常報表所需的數據。

5G+無人機堆場庫存精確管理：通過無人機實現了對散雜貨的快速盤點；通過DGPS（全球衛星定位系統+GPS差分定位）精確定位港口的人員及車輛，實現了港口作業的智能調度，成功解決了以往港區工作人員走錯跺、取錯貨的痛點。

（4）5G智慧閘口。5G智能閘口自動識別獲取集裝箱的箱號、箱型以及箱門朝向等信息，識別集裝箱破損情況，車輛自動進場，自動派發鉛封，通過與TOS碼頭管理系統的對接，實現對集裝箱貨車通道的自動化管理，通過對集卡車進行箱號識別、車牌識別、重量采集、箱體驗殘、自動放行控制等工作，完成閘口數據的快速驗證，大幅提升效率，并減少運輸車輛作業時長，降低運營成本。

3 5G賦能智慧航運要點及應用場景

5G在航運的信息化場景主要有：船舶信息化、航道信息化、航運服務信息化。

3.1 船舶信息化

5G智慧靠離泊系統解決最后500m精準引航。大型船舶的靠離泊一直是港口航運服務的重要一環，通過5G向工作人員手持引航作業終端發送海洋環境、離港口距離及能見度、風速流向等數據，實現了對船舶實時動態信息的精準且及時地掌握，實現第一時間對船舶的智能引航。

3.2 航道信息化

5G智慧航道為長江“綠色”護航。針對長江綠色發展、排污整治、禁漁期禁止捕撈等，僅靠人工，缺乏智能化手段，很難取證和監測。通過5G網絡，實現前端CPE上傳攝像頭實時圖像到航道局錨地船舶管理系統、船舶動態檢測系統、違法捕魚監管系統、無人機、單兵執法儀、北斗地基增強系統、AIS船舶自動識別系統等行業應用中，來實現航道智慧管理。實現對航道的“藍天衛士”“智能禁漁”“智慧水務”等需求的智能化實現。

3.3 航運服務信息化

5G+MEC+區塊鏈技術推動港口智慧物流服務的發展。在港口，5G+MEC+區塊鏈技術的結合能為貫穿生產、包裝、倉儲、運輸以及銷售全過程的物聯網設備，提供低時延、可追溯、可視化的物流管理和服務。

4 結束語

本文從5G賦能水運，從港口和航運兩個角度，闡述了5G賦能港航業務智能化的主要場景和業務。今后，隨著更多場景和業務的探索優化和完善，5G必將成為推動港航智能化轉型的驅動力量，加速港航智能化的變革進程。