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5G助力上海智慧港口建设
2021-05-21 中国第一机械网
按照2021年国务院政府工作报告中“加大5G网络和千兆光网建设力度,丰富应用场景”的要求,以及上海全面推进城市数字化转型的意见,上海聚焦5G+行业示范应用带动产业链、业务链、创新链融合发展,在智能制造、智慧交通、健康医疗、智慧教育等十大领域推进近500项5G应用项目,在全国“绽放杯”5G应用征集大赛中屡获佳绩。为总结和分享上海“双千兆”应用发展经验,积极营造产业发展的良好氛围,小编特开设本栏目。

一、背景情况

国际贸易90%的运输量由海运业承担,港口正成为国际交通与贸易的重要枢纽。建设智慧、安全、高效的现代大型港口,是适应现代经济发展的需要,也是一个国家综合国力的体现。

目前,港口生产使用的通信技术主要在码头,特别是传统集装箱码头,目前大多采用光纤通信,其优点是通信速度快,性能稳定,但缺点是施工困难,特别对于港口改造项目,往往需要路面开挖和管道敷设,施工难度大且影响港口正常作业运营。而WIFI网络和4G LTE专网仍然存在切换掉线、维护成本高、带宽和时延有限等问题,无法完全满足港区全自动化改造需求。

5G技术的低时延、高带宽、高可靠、大容量等特性结合基于5G虚拟园区网的港口专网方案、端到端应用组件,为“智慧港口”建设注入新动力。

二、项目简介

项目通过发挥5G技术的低时延、高带宽、高可靠、大容量等特性在港口码头建设场桥远控系统、智能理货系统和车路协同自动驾驶系统,为港口解决自动化设备的通讯问题提供了全新方案。

5G智慧港口系统业务图港机自动化改造无线组网方案图

三、5G应用场景

(一)基于5G的港机远控

借助高带宽、低时延的5G网络,实时采集集装箱装卸桥、轮胎吊等大型集装箱作业机械的自控系统状态信号、视频监控图像信号等信息,并传到后方机房服务器上;后方调度人员下达的作业指令,也可以迅速回传到机械。

轮胎/龙门吊控制台工位可以实现对轮胎吊N对N灵活控制。项目在轮胎/龙门吊安装多路高清摄像头,同时采集轮胎吊主要运行机构、吊具等关键设备PLC运行状态参数,并通过5G通讯回传至港区中控台,由远端人员判定操作,并下发控制命令。中控室岸桥司机观看4-6个屏幕操纵设备。岸桥向远控台回传多路CCTV高清视频,同时远控台PLC向岸桥PLC下发控制指令控制其动作。

(二)基于5G的智能理货系统

港口5G网络的部署,提供了宽管道、高实时性传输路径,保证工业相机、视觉处理器等具备无线连接条件。实现助力港区码头集装箱理货应用的自动化改造,降低企业人工成本。

一是通过5G网络覆盖,将视觉系统单元配置为无线传输,替代传统有线连接方式,结合5G大带宽在桥吊生产区域实现分布式监测系统,图像采集可自由分布于桥吊多个工位,共享图像处理单元,打造高速、低成本自动化理货生产线。

二是基于5G虚拟专网和良好的网络覆盖,实现随时随地远程监测,在港区即可远程查看港口内集装箱上下船数据、对集装箱货物进行计数、检查货物残损、指导装舱积载等,实现可视化多维度自动化理货管理。

集装箱智能理货系统包含数据识别采集系统、数据监控平台等,数据识别采集系统采用目前先进的图像识别技术,通过安装在桥吊前端的高清摄像机,获取实时信息,经过数据处理,对桥吊下关键作业信息进行智能识别,实现作业箱号识别、拖车车顶号识别、ISO码识别、作业状态自动确认、异常作业处理情况记录、存储作业视频录像等,保存五面完整箱体图片以供集装箱验残等功能。

(三)港口5G高精度定位系统

通过5G大带宽、低时延,打造高精度定位系统,将港口码头集装箱运输车、岸桥、场桥、堆高机等设备位置进行精确采集并有效处理,同时结合码头高精度地图,实现码头作业设备的精准位置可视化展示和动态跟踪。

(四)港口车路协同自动驾驶系统

基于5G的低时延,打造智能全自动无人集卡控制系统、智能安全车路协同系统,实现无人集卡的自动规划运行、自动导航、精确定位、自动识别及自动避让等。通过5G将无人集卡系统状态信号、位置信号等传送至中央控制系统;中央控制系统将生产系统派发的作业指令、行走位置信号、地面信息及相邻无人集卡的工作状态、位置和故障状态信号等有关控制信号传送至无人集卡。通过上述设备的监测、信息传递及智能化的控制管理系统可帮助集卡真正实现无人自动驾驶。

四、项目前景

5G是推动智慧港口时代巨轮滚滚向前的强大动力,5G的出现将加快航运、物流等领域科技创新,赋能港口业转型升级。本项目是5G技术在港口业实现应用的典范,有助于推动港口行业提质增效,也将助力我国树立海运大国形象,帮助我国优质产品向海外输送。

(本文来自上海经信委)

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