6月29日上午,第八屆(2024)世界交通運(yùn)輸大會(huì)“新一代航運(yùn)系統(tǒng)”分論壇在青島舉辦。論壇匯集航運(yùn)領(lǐng)域的資深專家、高校教授、知名企業(yè)科研人員作專題報(bào)告,共同探討“新一代航運(yùn)系統(tǒng)”最新發(fā)展趨勢和機(jī)遇,探究未來智能航運(yùn)的新業(yè)態(tài),分享研究成果和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),研討新一代航運(yùn)系統(tǒng)理論體系、技術(shù)框架、實(shí)踐路徑。
論壇由水路交通控制全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國家水運(yùn)安全工程技術(shù)研究中心、智能航運(yùn)與海事安全國際科技合作基地、智能航運(yùn)與海事安全學(xué)科創(chuàng)新引智基地主辦,武漢理工大學(xué)交通與船海工程學(xué)部協(xié)辦。
自動(dòng)化是未來碼頭發(fā)展方向
港口是全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“晴雨表”和重要支撐,然而港口作為傳統(tǒng)行業(yè)本身卻存在一些缺陷,將會(huì)面臨著很多風(fēng)險(xiǎn):一個(gè)是勞動(dòng)強(qiáng)度大,港口的作業(yè)需要嚴(yán)苛的人力條件,二是作業(yè)環(huán)境艱苦,整個(gè)作業(yè)基本是在露天條件下,受到天氣影響較大,最后就是安全風(fēng)險(xiǎn)高,因?yàn)樵谧鳂I(yè)過程工作人員跟空中的貨物和水平運(yùn)輸車輛等方面都存在著交互和潛在的風(fēng)險(xiǎn)。因此為了消除人身傷害,提升港口的作業(yè)效率,自動(dòng)化碼頭是港口未來發(fā)展的主要方向。山東省港口集團(tuán)高級(jí)別專家張連鋼表示。
2023年11月,交通運(yùn)輸部發(fā)布《關(guān)于加快智慧港口和智慧航道建設(shè)的意見》提出,到2027年我國將建設(shè)一批世界一流的智慧港口。
來自交通運(yùn)輸部的最新數(shù)據(jù)顯示,目前我國已建成的自動(dòng)化集裝箱碼頭有21座,自動(dòng)化干散貨碼頭有28座,已建及在建的自動(dòng)化碼頭數(shù)量位居世界首位。基于5G技術(shù)的新一代自動(dòng)導(dǎo)引車、無人集卡等智能化水平運(yùn)輸設(shè)備率先投入使用,有的已經(jīng)實(shí)現(xiàn)集卡自動(dòng)化長距離運(yùn)輸。
在世界集裝箱第一大港上海港,以前配載一艘船需要4個(gè)小時(shí),現(xiàn)在隨著信息技術(shù)發(fā)展應(yīng)用,5分鐘左右就可以完成一條船的配載工作,大大節(jié)約時(shí)間,提升效率。以前需要人工駕駛運(yùn)輸車輛,現(xiàn)在已開始規(guī)模運(yùn)用自動(dòng)駕駛車輛,港口現(xiàn)場操作的人員也會(huì)越來越少。
我國“北煤南運(yùn)”的重要港口黃驊港,通過自主創(chuàng)新,港口實(shí)現(xiàn)了全流程的自動(dòng)化作業(yè)和現(xiàn)場的無人化作業(yè),裝船效率顯著提升,輔助作業(yè)時(shí)間也大幅壓縮,現(xiàn)在船舶平均在港時(shí)間縮短了2天左右。船舶運(yùn)行周轉(zhuǎn)效率的提高,為航運(yùn)企業(yè)、港口企業(yè)的降本增效都發(fā)揮了很好的作用。
據(jù)介紹,我國制定發(fā)布了自動(dòng)化集裝箱碼頭、自動(dòng)化煤炭礦石碼頭設(shè)計(jì)規(guī)范等一系列的行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),充分發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)的引領(lǐng)作用,帶動(dòng)和支撐了智慧港口建設(shè)發(fā)展。同時(shí),也在推動(dòng)相關(guān)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)“走出去”,中國的自動(dòng)化集裝箱碼頭建設(shè)技術(shù)方案已走出國門,在部分國家港口也得到了很好地應(yīng)用。
拖輪自主伴航智能化
在自動(dòng)化碼頭上,一艘大船在拖輪伴航下進(jìn)港靠泊,在完成自動(dòng)化裝卸貨之后,大船又在拖輪伴航下離港出海。中國船級(jí)社正高級(jí)工程師馬吉林用上述場景來表示拖輪伴航似乎作為整個(gè)航運(yùn)大版圖的承上啟下的一塊,而實(shí)現(xiàn)拖輪的自主伴航就是航運(yùn)智能化版圖的關(guān)鍵一步。
馬吉林表示,傳統(tǒng)的拖輪伴航是由拖輪駕駛員操控船舶,操控拖輪安全高效地接近被伴航的大型目標(biāo),但整個(gè)過程會(huì)面臨以下問題,一是,隨著當(dāng)前船舶的大型化,船體外板的外飄,導(dǎo)致拖輪駕駛員視覺盲區(qū)越來越大;二是,當(dāng)拖輪在伴航過程中,距離大型的船舶越來越近時(shí),船間的效應(yīng)愈發(fā)明顯,使得拖輪的控制也越來越困難;三是,大型船舶對(duì)拖輪的視覺壓迫感非常強(qiáng),拖輪操作員的操作水平、作業(yè)經(jīng)驗(yàn)、心理素質(zhì),都可能導(dǎo)致他在作業(yè)過程中會(huì)產(chǎn)生安全的隱患,以及作業(yè)效率的下降。而自主伴航技術(shù)的出現(xiàn),則是為了解決上述問題。
馬吉林解釋道,自主伴航的定義就是在有人監(jiān)控的情況下,憑借著先進(jìn)的感知技術(shù)、規(guī)控技術(shù),由系統(tǒng)自主鎖定目標(biāo),并自主操控拖輪安全高效地接近目標(biāo)、伴隨目標(biāo),直至并靠的行為。
在完成多項(xiàng)工作以后,拖輪自主伴航有了目前的階段性成果。4月13日—18日,在日照海域歷時(shí)6天進(jìn)行自主伴航功能全流程的測試,這次測試總共進(jìn)行了4類試驗(yàn)共計(jì)34項(xiàng)試驗(yàn)項(xiàng)目。測試的結(jié)果顯示目前自主伴航系統(tǒng)的硬件運(yùn)行是穩(wěn)定可靠的,安全機(jī)制是完整有效的,目標(biāo)的感知也是準(zhǔn)確,并且整個(gè)跟蹤過程呈現(xiàn)穩(wěn)定態(tài)勢。馬吉林表示,目前的整個(gè)系統(tǒng)自適應(yīng)良好且人機(jī)對(duì)話交互界面也穩(wěn)定友好。
馬吉林表示,整個(gè)自主航運(yùn)系統(tǒng)的發(fā)展是通過一個(gè)又一個(gè)的應(yīng)用場景不斷地突破和組合產(chǎn)生的。每一個(gè)應(yīng)用場景涉及感知、認(rèn)知、決策、執(zhí)行過程,在這個(gè)過程中需要突破很多的技術(shù),不僅包括意圖的認(rèn)知,比如像人類駕駛員一樣以一種類人的決策能力展示自主航運(yùn)的能力等等。他表示,在未來,希望所有共事者都能夠把自主航運(yùn)每一個(gè)板塊、每一個(gè)環(huán)節(jié)都做到不斷地提升,最終實(shí)現(xiàn)自主航運(yùn)的中國方案。
未來可能需要“小型化”自動(dòng)化港口
新加坡國立大學(xué)高級(jí)講師李浩斌提出了一種觀點(diǎn),他認(rèn)為未來可以是微型自動(dòng)化港口與小型自主船舶組成的集裝箱集輸運(yùn)系統(tǒng),成為衛(wèi)港星鎮(zhèn),從而使整個(gè)航運(yùn)供應(yīng)鏈更靈活、韌性、可靠。
中國的“一帶一路”的倡議,尤其是21世紀(jì)海上絲綢之路的投資建設(shè),為沿線國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,尤其是東南亞臨近海洋的各個(gè)發(fā)展中國家注入了新的活力。然而,值得注意的是海上絲路的沿線國家,大都沒有一馬平川的平原,人口聚集的地方很多被高山、河流與海洋分割,即便是臨近海岸的地方,也不是都有修建深水碼頭的條件。正如公路和鐵路有不同的等級(jí),機(jī)場與車站有不同的規(guī)模。李浩斌認(rèn)為港口與船舶的運(yùn)輸形態(tài)也不一定是唯一的,服務(wù)于群島與近岸地區(qū)的實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的貨物運(yùn)輸,以及航務(wù)及疏運(yùn)功能的水運(yùn)系統(tǒng),可能與今天服務(wù)于區(qū)域之間遠(yuǎn)洋運(yùn)輸?shù)暮_\(yùn)系統(tǒng)有很大的不同。
李浩斌認(rèn)為,當(dāng)船舶制造能力也能像汽車工業(yè)一樣富足的時(shí)候,集裝箱船舶的設(shè)計(jì)很有可能會(huì)從大型化轉(zhuǎn)變?yōu)榇笠?guī)模而小型化。小型集裝箱船舶可能會(huì)更加自由地來往于通航能力較弱的水道,也可以減少等待貨物滿載的時(shí)間,完成時(shí)效性較高的運(yùn)輸需求。
在李浩斌的設(shè)想中,未來小型船舶可以是智能與高度自動(dòng)化,且動(dòng)力為新能源可以做到凈零排放。
與此同時(shí),與小型船舶相適配的則是小型集裝箱船舶的港口。李浩斌表示,這些港口可能是垂直泊位,靠船舶的矢量推進(jìn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)靠泊與節(jié)約利用岸線資源,它們可能只有一種標(biāo)準(zhǔn)化的單一港機(jī)設(shè)備,以增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性,可以分別對(duì)船、車、堆場進(jìn)行裝卸操作。如此,這樣的微型港口可以依靠低廉的建設(shè)與維護(hù)成本,在每個(gè)海上絲路沿岸部署。
(轉(zhuǎn)載自中國水運(yùn)網(wǎng))