綜合運(yùn)用RFID、北斗等技術(shù) 天津港口作業(yè)效率大幅提升

天津港北疆港區(qū)C段智能集裝箱碼頭。

在天津港集裝箱碼頭公司遠(yuǎn)程操控中心，巾幗班女司機(jī)正在監(jiān)控全自動(dòng)化堆場集裝箱裝卸作業(yè)。

無人駕駛電動(dòng)集卡經(jīng)過位于天津港集裝箱碼頭的無人智能解鎖站。 (天津港集團(tuán)供圖)

7月15日，天津港碼頭，“桑拿天”酷熱難耐。不過，室外作業(yè)多年的集裝箱岸橋司機(jī)劉啟卻不用再感受這悶熱的天氣，在離地40多米的岸橋上低頭吊裝集裝箱了。他搬進(jìn)了舒適、敞亮的遠(yuǎn)程操控中心，看著屏幕便可操作控制桿，吊起集裝箱。

這是天津港集團(tuán)全力打造世界一流智慧綠色樞紐港口的一個(gè)縮影。

天津港，國家重要的戰(zhàn)略資源，京津冀及“三北”地區(qū)的海上門戶、雄安新區(qū)主要出?？?，“一帶一路”的海陸交匯點(diǎn)、新亞歐大陸橋經(jīng)濟(jì)走廊的重要節(jié)點(diǎn)和服務(wù)全面對外開放的國際樞紐港。

近兩年來，天津港集團(tuán)矢志創(chuàng)新、攻堅(jiān)克難，突破一項(xiàng)又一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：25輛無人駕駛電動(dòng)集卡在全球首次實(shí)船作業(yè)、集裝箱地面智能解鎖站在全球率先投產(chǎn)、全球首創(chuàng)傳統(tǒng)集裝箱碼頭全流程自動(dòng)化升級改造項(xiàng)目全面運(yùn)營、率先打造全球智慧港口建設(shè)2.0版新標(biāo)桿……

如今，一座智能、高效、綠色環(huán)保的現(xiàn)代化港口正在形成，為世界智慧港口、綠色港口建設(shè)貢獻(xiàn)出“中國方案”“天津樣板”。

智慧升級 新技術(shù)深度融合，無人碼頭應(yīng)運(yùn)而生

“岸橋準(zhǔn)備就緒”“軌道橋準(zhǔn)備就緒”“無人集卡排序完成”“軟件系統(tǒng)一切正?！薄?月16日，隨著天津港集裝箱碼頭公司工作群里一條條匯報(bào)相繼彈出，對講機(jī)里傳出一聲令下：“‘華鑫878’輪全流程自動(dòng)化作業(yè)現(xiàn)在開始!”

只見操控大廳的大屏幕上，天津港集裝箱碼頭有限公司北區(qū)碼頭的港口自動(dòng)化駕駛示范區(qū)內(nèi)，一排排無人駕駛電動(dòng)集卡魚貫而出，?？吭诎哆呏付ㄎ恢?。

在劉啟等人的遠(yuǎn)程監(jiān)控、協(xié)助操控下，岸橋吊裝設(shè)備準(zhǔn)確地抓起靠岸船舶上的集裝箱，穩(wěn)穩(wěn)將其放到無人駕駛卡車上。

裝載集裝箱后，無人駕駛卡車根據(jù)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)指引，按照實(shí)時(shí)測算的最優(yōu)行駛線路，有序行駛至智能解鎖站。

解鎖站里，經(jīng)激光視覺掃描系統(tǒng)掃描，確定集裝箱所使用的鎖具類型，計(jì)算機(jī)迅速調(diào)出解鎖方式，指揮機(jī)械臂完成解鎖。

解鎖后，無人駕駛卡車再次啟動(dòng)，行駛至指定堆場。軌道橋吊裝設(shè)備“自動(dòng)”卸載集裝箱后，將其擺放在預(yù)定位置。

全部流程，一氣呵成。而碼頭現(xiàn)場，卻看不到一名工作人員的身影。

“自動(dòng)化岸橋+無人駕駛電動(dòng)集卡+地面智能解鎖站+自動(dòng)化軌道橋”的全流程自動(dòng)化作業(yè)新路徑，就是天津港集團(tuán)兩年來多個(gè)突破和創(chuàng)新成果之一。

據(jù)了解，天津港集團(tuán)將“智慧港口”建設(shè)作為港口高質(zhì)量發(fā)展的新動(dòng)能，推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)與港口各領(lǐng)域的深度融合。通過“邊生產(chǎn)、邊改造、邊調(diào)試、邊投產(chǎn)”的實(shí)施方式，天津港于今年1月實(shí)現(xiàn)全球首創(chuàng)的傳統(tǒng)集裝箱碼頭全流程自動(dòng)化升級改造。

以集裝箱智能解鎖站為例。記者了解到，在海上運(yùn)輸?shù)倪^程中，為了避免風(fēng)浪造成集裝箱出現(xiàn)掉落的情況，需要在集裝箱之間安裝鎖具來進(jìn)行固定。而集裝箱下船之后，為方便運(yùn)輸和堆放，需要把鎖具卸下來。

這樣一道工序，之前世界各大港口都希望能夠通過機(jī)械操作去完成，但是卻始終沒能實(shí)現(xiàn)。原因就在鎖具的種類多，結(jié)構(gòu)存在著很大的差異，導(dǎo)致開鎖的方式千差萬別，很難用一個(gè)簡單的操作去完成。

如今，在天津港，這個(gè)問題得到了突破——通過激光視覺掃描系統(tǒng)掃描確定集裝箱鎖具類型，再確定解鎖方式，指揮機(jī)械臂來完成裝卸。

之前，兩名工人一起裝卸需要一分鐘左右時(shí)間。智能化升級后，無需一人便可在二三十秒內(nèi)完成。

而這樣的智能化升級背后，是一個(gè)個(gè)自主創(chuàng)新。像這樣，隨著智能加解鎖以及防搖防扭、無人駕駛集卡引導(dǎo)等關(guān)鍵技術(shù)的攻破，自動(dòng)化碼頭升級改造的“堵點(diǎn)”被一個(gè)個(gè)打通。

“現(xiàn)在，司機(jī)坐在辦公室里，用兩個(gè)手柄和按鍵就能進(jìn)行控制操作，一些設(shè)備甚至可以完全達(dá)到自動(dòng)化。”天津港集裝箱碼頭有限公司黨委書記劉杰強(qiáng)說，隨著傳統(tǒng)集裝箱碼頭全流程自動(dòng)化升級改造項(xiàng)目全面運(yùn)營，操作系統(tǒng)智能化的發(fā)揮使天津港整體作業(yè)效率和集疏運(yùn)能力大幅提升。

如今的天津港集裝箱碼頭成了名副其實(shí)的“無人碼頭”。相比之前的傳統(tǒng)碼頭，因?yàn)閻毫犹鞖獾挠绊?，或者是操作人員的疲勞導(dǎo)致效率降低的情況，不會(huì)再出現(xiàn)，這里已成為一個(gè)24小時(shí)不間斷“營業(yè)”的碼頭。

從這里出發(fā)，沿著海岸線，向北再走4公里，來到北疆港區(qū)，一臺(tái)臺(tái)七彩元素涂裝的自動(dòng)化軌道橋和岸橋讓人眼前一亮，這便是天津港正在打造的新一代智慧碼頭——C段智能集裝箱碼頭。

在天津港(集團(tuán))有限公司黨委書記、董事長褚斌看來，傳統(tǒng)集裝箱碼頭自動(dòng)化改造是天津港智慧港口建設(shè)1.0版，C段智能集裝箱碼頭則是2.0版。

據(jù)了解，C段智能化集裝箱碼頭建設(shè)一共是3個(gè)泊位，1100米岸線，總共有12臺(tái)岸橋、42臺(tái)自動(dòng)化軌道吊，76臺(tái)水平運(yùn)輸設(shè)備?！澳壳埃瑢?shí)驗(yàn)室仿真環(huán)境下已經(jīng)完成3個(gè)泊位3條船并行作業(yè)的場景模擬，實(shí)現(xiàn)全設(shè)備、全要素和全流程順利跑通，正在基于全工況進(jìn)行持續(xù)的功能優(yōu)化?！碧旖蚋鄣诙b箱碼頭有限公司信息部副經(jīng)理劉喜旺告訴記者，這意味著，整個(gè)C段碼頭“智慧大腦”系統(tǒng)已經(jīng)完成主要功能開發(fā)和驗(yàn)證，為現(xiàn)場的聯(lián)調(diào)聯(lián)試及投產(chǎn)運(yùn)營打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

這里，將成為一個(gè)依托5G、人工智能等技術(shù)，智慧程度最高、建設(shè)周期最短、運(yùn)營效率最優(yōu)、綠色發(fā)展最佳的全球領(lǐng)先智能化集裝箱碼頭。

高效便捷 減少人工60%，整體作業(yè)效率提升20%

傳統(tǒng)碼頭的智能化升級改造，使得原來相對落后的生產(chǎn)能力向更加強(qiáng)大的生產(chǎn)能力轉(zhuǎn)變，同時(shí)帶來更大的作業(yè)效率提升。

“自動(dòng)化碼頭各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到世界領(lǐng)先水平，減少人工60%以上，單箱能耗下降20%，整體作業(yè)效率提升近20%?！闭劦絺鹘y(tǒng)集裝箱碼頭自動(dòng)化改造后的變化時(shí)，褚斌說。

不僅如此，智能導(dǎo)航、智能響應(yīng)等智能客響服務(wù)，以及集疏運(yùn)一體化系統(tǒng)、全國ETC系統(tǒng)等智能通關(guān)方案，也讓外部來港客戶在體驗(yàn)碼頭自動(dòng)化作業(yè)的同時(shí)，更感受到高效便捷的服務(wù)。

“以前提落(集裝)箱，最快也要一個(gè)小時(shí)，現(xiàn)在幾分鐘或者是十幾分鐘就完活了?！碧旖蚣b箱物流司機(jī)孫勝宇感觸頗深。

與孫勝宇有著相同感受的，不在少數(shù)。以往，找不準(zhǔn)碼頭場位，到位后排隊(duì)耽誤活兒，一直以來是困擾外集卡司機(jī)的焦點(diǎn)問題。對此，集裝箱公司設(shè)計(jì)了全國自動(dòng)化集裝箱碼頭首個(gè)外集卡全路徑引導(dǎo)系統(tǒng)，運(yùn)用北斗導(dǎo)航、智能RFID識(shí)別、云計(jì)算等技術(shù)，幫助集卡司機(jī)跟隨導(dǎo)航到達(dá)碼頭指定點(diǎn)位，實(shí)現(xiàn)了立即作業(yè)“無等候”。集卡司機(jī)只需通過手機(jī)“點(diǎn)一點(diǎn)”，便能對場地情況及安全要求一目了然，實(shí)現(xiàn)一秒定位、精準(zhǔn)到達(dá)。

該系統(tǒng)投入運(yùn)行以來，集卡場內(nèi)運(yùn)行時(shí)間縮短了20%，自動(dòng)化軌道橋連續(xù)作業(yè)率提升15%。與此同時(shí)，該系統(tǒng)的應(yīng)用還提升了碼頭安全管控水平，有效避免了由于司機(jī)對場地不熟悉而引發(fā)的險(xiǎn)肇和安全事故，減少了車輛繞路期間的尾氣排放，降低了能源消耗。

唐先生，某物流公司的一名拖車司機(jī)。多年來，他的工作便是在天津港各集裝箱碼頭堆場與公司堆場之間進(jìn)行集裝箱“倒短”作業(yè)。他算了這樣一筆賬：由于碼頭提箱效率提升，過去平均每天能夠“倒短”六到七趟，現(xiàn)在每天十四五趟不成問題。多勞多得，自己的月收入也有了顯著提高?！斑@可是實(shí)實(shí)在在落在口袋里的‘實(shí)惠’。我們拖車司機(jī)都是如此，船公司、貨主、企業(yè)自然更不用說!”

智慧港口建設(shè)推動(dòng)效率之變，也激發(fā)出港口活力。今年上半年，天津港集團(tuán)集裝箱吞吐量就已突破1000萬標(biāo)準(zhǔn)箱，同比增長20%以上，比去年提前一個(gè)月完成千萬箱突破，也創(chuàng)下歷史最好成績。

綠色環(huán)保 零污染、零排放，打造全球首個(gè)“零碳碼頭”

以前，郵輪?？看a頭后還要繼續(xù)燃油維持運(yùn)轉(zhuǎn)，不僅噪音大、味道嗆，船體還會(huì)有震動(dòng)，乘客體驗(yàn)很不好。如今，在我國北方第一個(gè)郵輪母港——天津港東疆港區(qū)南端的國際郵輪母港，這一狀況正在發(fā)生改變：游輪靠岸后，便可使用岸基供電設(shè)備充電來維持其運(yùn)轉(zhuǎn)，讓碼頭變得安靜，讓乘客獲得舒適的體驗(yàn)，更讓港口的生態(tài)環(huán)境得到改善。

有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，船舶靠泊期間由其輔機(jī)發(fā)電所產(chǎn)生的碳排量約占港口總排碳量的40%以上，是影響港口及所在城市空氣質(zhì)量的重要因素之一。推廣靠港船舶使用岸電，是改善城市空氣質(zhì)量、打造綠色港口的重要舉措。

這一變化不僅發(fā)生在國際郵輪母港。近年來，天津港積極推進(jìn)船舶岸電系統(tǒng)建設(shè)，目前已有33個(gè)泊位實(shí)現(xiàn)岸電覆蓋，全部自有港口作業(yè)船舶靠泊保持岸電使用率100%，年岸基供電量累計(jì)達(dá)200萬千瓦時(shí)。

以拖輪為例。在天津港，拖輪接用岸電的年均用電量超過120萬千瓦時(shí)，減少燃油消耗達(dá)300余噸。不僅如此，天津港集團(tuán)在輪駁行業(yè)開創(chuàng)“智慧”先河的“智慧拖輪”也是真正的降排能手。與傳統(tǒng)拖輪相比，“智慧拖輪”所有照明燈均采用LED，主海水泵采用溫度、變頻控制降低能耗75%以上，可有效降低碳污染排放量。

這只是天津港集團(tuán)著力打造綠色港口的一個(gè)縮影。

在生產(chǎn)模式、運(yùn)輸方式上，天津港也更加“綠色”。據(jù)天津港集團(tuán)有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，在全國率先實(shí)現(xiàn)煤焦100%鐵路運(yùn)輸?shù)幕A(chǔ)上，他們還推進(jìn)礦石與煤炭雙重“鐘擺式”運(yùn)輸，打造“公轉(zhuǎn)鐵+散改集”雙示范港口，2020年全年鐵礦石鐵路運(yùn)輸占比達(dá)62.7%，“散改集”完成170萬標(biāo)準(zhǔn)箱，同比增長80%。

工藝流程的升級也為綠色生產(chǎn)“添磚加瓦”，天津港遠(yuǎn)航碼頭公司升級“正面吊”模式，成功實(shí)現(xiàn)裝載機(jī)車上直接裝箱，平均每列裝車時(shí)間縮減1.25小時(shí)。

新舊動(dòng)能不斷迭代更新、風(fēng)光發(fā)電助力低碳能源結(jié)構(gòu)。天津港聯(lián)盟國際公司運(yùn)用能量回饋技術(shù)平均每年可節(jié)約電能84萬千瓦時(shí)，場橋全部“油改電”，實(shí)現(xiàn)“零污染”“零排放”;分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)日平均發(fā)電時(shí)長約達(dá)13小時(shí)，自2015年投入使用以來總發(fā)電量已達(dá)29.5萬余千瓦時(shí)，減排二氧化碳105噸。加快實(shí)施港口機(jī)械清潔化改造，LNG等清潔能源被廣泛應(yīng)用，僅以集裝箱公司為例，74輛LNG集卡每年就可減少碳排放1960噸。全國自動(dòng)化集裝箱碼頭首個(gè)外集卡全路徑引導(dǎo)系統(tǒng)，減少車輛繞路期間的尾氣排放，降低能源消耗……

即將投入使用的北疆港區(qū)C段智能集裝箱碼頭，則有望成為全球首個(gè)“零碳碼頭”：全場設(shè)備全部使用清潔能源，智慧樓宇、七彩廊道全部采取光伏發(fā)電，港口資源節(jié)約循環(huán)利用水平明顯提升。與傳統(tǒng)作業(yè)模式相比，在作業(yè)效率持平的情況下，建設(shè)投入降低30%以上，能耗降低20%以上，運(yùn)營成本降低25%。

“通過光伏發(fā)電等清潔能源生產(chǎn)，‘北疆C段’將不僅實(shí)現(xiàn)岸基供電，讓?？康拇啊闩欧拧?，還能給周邊供電，真正成為綠色港口。”天津港第二集裝箱碼頭有限公司總經(jīng)理?xiàng)顦s說。