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强港“智”治

2024-05-24 09:17| 来源: 网络整理| 查看: 265

东海之滨,金塘之畔;智慧之光,初露锋芒。掀开浙江省海港集团、宁波舟山港集团建设“2+1”智慧化码头示范工程图卷的一角,宁波舟山港金塘港区大浦口集装箱码头上十余台远控桥吊与传统桥吊一字排开、器宇轩昂;堆场里,成规模的自动化轨道吊集群起降腾挪;道路上,一辆辆无人集卡与传统集卡混行穿梭……

当下,这幅智慧化码头的生动场景,勾勒出甬舟公司打造由传统集装箱码头向“自动化轨道吊+智能集卡(混行)+远控桥吊”全流程自动化码头转型升级的崭新模样。

自动化轨道吊“1控6”,“黑屏静默”竟是常态

走进宽敞明亮的甬舟公司数字化智控中心,司机们一改以往在驾驶室内低头弓腰、全神贯注作业的状态,正面对数块远控屏拨动手柄,轻松操控着设备完成装卸,“今与昔”“人与机”都形成了鲜明对比。更让人惊讶的是,这里能实现52台轨道式龙门吊(简称轨道吊)全部自动化,操作人员并不多,当班的自动化轨道吊司机人数一双手都数得过来。“在智慧化建设前,这些恐怕是我们想都不敢想的!”一位正在工作的甬舟公司自动化轨道吊司机如是说。

始建于2004年的大浦口集装箱码头,与同一时期建设的众多集装箱码头一样,码头装卸工艺和操作流程皆为传统模式。随着我国5G等通信技术发展和自动化码头建设热潮逐渐兴起,甬舟公司考虑到其轨道吊所具备的定位精度高等特点,是自研“半自动化”“自动化”改造较为理想的试验场。2015年开始,在集团和股份公司的大力支持下,该公司着手抽调力量,成立团队,开展“自动化”相关课题攻关。

加装设备可视化的前端硬件设施,采购远控需要的零配件,研发可以成功实现远控的操作系统……“那时候可借鉴的经验不多,一步步摸着石头过河。”甬舟公司青蓝创新工作室组长陈建军回忆道,以前前端摄像头并没有智慧化算法植入,操作台从设备上的驾驶室移到大楼的远控室后,对轨道吊司机的要求变得更高。

2016年,经过一年多的摸索、改造,甬舟公司成功实现了轨道吊远程控制的“第一吊”。之后,该公司自主研发了ECS轨道吊智能调度系统、VCMS设备远程可视化系统,以及设备定位优化系统、视频系统、保护系统等多个配套子系统,成功实现了轨道吊的远程“一对多”“半自动化”等功能。改造项目还荣获了第十六届全国交通企业创新成果二等奖,为探索传统码头全流程自动化之路打下了基础。

时代车轮滚滚向前,“零敲碎打”的智慧化步伐略显缓慢。如何加快走出一条符合自身发展特点又具备可复制、可推广的的智慧港口建设之路,成了摆在包括甬舟公司在内的诸多港口建设者面前的现实发展问题。

“全面推进以集装箱、散货两个专业货种为代表的‘2+1’智慧化码头示范建设……甬舟公司智慧化建设要以不同技术特点为码头做示范,实现智慧建设的差异化突破。”在2020年底召开的集团智慧港口推进会上,集团为进一步推进甬舟公司智慧化码头把脉定向。

此后,甬舟公司将自身多年积累的轨道吊远控和自动化实践经验输出,联合知名港机制造厂商,加速推进自动化轨道吊集群建设:2021年10月,首批4台自动化轨道吊到港;2022年5月,首批2台传统轨道吊自动化改造调试完成;至今年6月,分批到港的36台自动化轨道吊全部投入作业;10月下旬,16台传统轨道吊自动化改造全部完成。

“我们现在不仅实现了52台轨道吊全部自动化‘1控6’,而且平均作业效率达每小时25自然箱,比原来传统轨道吊还高出三四成。”自动化轨道吊司机们的脸上满是自豪。说话间,面前的屏幕上闪出提示,他边操作边说:“这台轨道吊的外集卡作业,需要我确认一下有没有连带箱锁。正常情况下,咱们内集卡作业是全自动的。”

话音刚落,远控屏又恢复成了“黑屏静默”状态,自行运作了起来。

“有车头”“无车头”混行,皆可实现无人驾驶

当“智慧之光”一次次照进现实,无人驾驶的集卡车队也在宁波舟山港金塘港区欢快地奔跑了起来。

“目前,我们有两种无人集卡。这种‘有车头’的,叫智能牵引车(简称 ICT);没车头的是智能引导车(简称 IGV)。这些‘未来感’十足的智能设备,不受天气影响、不知疲倦地穿梭在码头与堆场,是我们以后的得力‘帮手’!”作为智慧港口建设的见证者与亲历者之一,甬舟公司工程技术部经理俞春江对此信心满满。

2020年4月,甬舟公司第一台ICT到港。尽管外观上看起来和普通集卡无二,但它搭载有360度无死角的激光雷达和视觉传感器,对行驶过程中遭遇的障碍物,能实现厘米级高精度定位感知;在核心计算单元,能运行基于深度学习的感知和决策算法,具备最优路径规划功能,有当好码头智能“搬运工”的潜力。

无人集卡在传统集装箱码头场景中的示范应用也并非一帆风顺。怎样才能让传统集卡、无人集卡安全顺畅地实现混行?这成了甬舟公司深化推进智慧港口建设中的一道难题。在攻关过程中,技术人员发现无论是ICT还是IGV,本身行驶决策的逻辑非常严谨,不会随意超车、超速,但对于周遭人工驾驶的车辆行为预测能力较为薄弱。

“它们刚来时,就像个‘蹒跚学步’的孩子,对码头生产运作需要逐渐适应,所以我们 ‘倍加呵护’!”俞春江介绍说。除了解决系统和业务流程适配外,甬舟公司还在生产性道路行驶规则上赋予了无人集卡“优先通行权”,再通过“多交通参与者混行博弈算法”的优化应用,在有效控制混行路口交通安全风险的同时,逐步加大路口车辆通过率。此外,该公司还设计搭建智能平面运输装备云控平台,对全码头区域车辆进行调度和有效管控,并设置统一交互接口,满足港区设备多车型交互作业需求。

经过一段时间的试运行,无人集卡在无人化实船测试中逐渐变得游刃有余。2022年12月,甬舟公司ICT首次实现去安全员无人化实船作业;今年3月下旬,实现1路全天候全船无人化作业;10月下旬,首次在干线船作业中实现与传统集卡混行;11月初,实现3路全天候无人作业常态化。截至11月底,该公司已完成ICT无人化实船作业188艘次,作业量超5.6万标准箱,作业效率与传统人工驾驶集卡相当,有效验证了智能集卡技术的可靠性和稳定性。

“今年6月,IGV也加入甬舟公司平面运输团队,目前已具备实船作业能力,相信再经过一段时间优化,这款‘无车头’的智能集卡还能给我们带来新的惊喜。”俞春江介绍,目前码头已实现“4路ICT+2路IGV”6路混行作业;到今年年底,在所有平面运输智能设备实现全天候无人化作业常态化后,预计每年可减少人工成本超2000万元。

自研双芯“智慧大脑”,让设备变得更聪明

“以前,作业指令要我们一一派发,如何高效运作?决策靠的是人脑。现在,作业流程基本实现‘托管模式’,我们就有更多的精力,提升安全和服务水平!”甬舟公司智慧港口建设对调度员的日常工作也带来了较大变化。

在集团旗下智港通公司拥有完全自主知识产权的“n-TOS+iECS”双芯“智慧大脑”加持下,不管是作业流程上的自动化轨道吊,还是ICT、IGV,在港区运作中变得更加智能了。当堆场中某个集装箱需要装船时,“智慧大脑”会根据北斗定位和综合运算,将当前任务信息,分配给最合理的自动化轨道吊和无人集卡前去作业,随后以最优路径规划,“派遣”无人集卡运转至码头面。

“为了打通设备调度与自动化运行间的通道,2021年初我们正式启动iECS系统自主研发,向‘智能化协同’发起了挑战。”缔造“智慧大脑”的智港通公司副总经理朱甬翔道出了原委。

在n-TOS系统成功研发和技术积累的基础上,智港通公司遵循智慧、高效、绿色的发展理念,根据大浦口集装箱码头实际情况,通过设定工艺参数、控制设备启停、协调作业链上下游机种智慧化运行,研发打造“n-TOS+iECS”双芯“智慧大脑”,实现了触发式指令执行方式向智慧协同式指令执行方式的转变,并与车队管理系统(VMS)、堆场管理系统(XJD)等系统无缝对接,帮助甬舟公司由传统码头向全流程自动化码头转型升级。

同时,“n-TOS+iECS”双芯“智慧大脑”以数字孪生技术为底层支撑,实时获取码头作业信息,实现虚实融合、业务场景同步、全域态势监控、异常预警等功能,有效提升了甬舟公司自动化作业链各环节的生产效率。在“智慧大脑”助力下,甬舟公司自动化作业链已经基本形成,并进入常态化运行阶段,今年已累计完成相关全自动化作业量超200万标准箱。

潮起两岸阔,风正一帆悬。随着“智慧之光”在宁波舟山港金塘港区大浦口集装箱码头逐步点亮,其传统码头的全流程自动化之路已被照耀得熠熠生辉,助力着集团以星火燎原之势在建设世界一流强港的征程上勇立潮头、行稳致远。



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