5G、北斗、AI齐上阵无人驾驶车队码头高效装卸集装箱

来源:产品展示    发布时间:2023-12-16 05:19:07

  目前,全球港口95%以上的集装箱码头都是传统人工操作,属于典型的劳动力密集型产业。人工作业劳动强度大且效率越来越难以匹配码头发展需求,如何在传统集装箱码头基础上进行技术升级改造,实现全流程无人自动化作业,是摆在全球港口面前的一道世界性难题。

  我国在破解这道难题的路上走在了世界前列。近日,在2022世界移动通信大会上,由天津港、华为和中国移动联合打造的“5G+智能港口”项目荣获“互联经济最佳移动创新奖”。该项目是基于5G、AI等前沿信息技术的全场景创新应用,实现了全球首个港口无人驾驶和5G远程控制,建立了自动化码头2.0水平运输新形态和新模式,大幅降本增效,促进智慧、绿色、安全港口的全面发展。

  在天津港第二集装箱码头,记者看到多辆智能水平运输机器人(ART)在自动化码头堆场装载集装箱后,依次通过集装箱地面智能解锁站完成加解锁操作,最后到达岸桥下完成精准对位,吊具自动升起将集装箱稳稳地放置轮船上。整一个完整的过程一气呵成,现场没有一名工人,但所有操作都被后台尽在掌握。

  “实现码头全流程自动化,最重要最要解决的问题之一就是水平运输环节的自动化。”第二集装箱码头公司信息部副经理刘喜旺介绍,“智能水平运输系统”并不是简单实现多辆ART两点间的无人驾驶。如果仅仅依据系统对作业时序的要求,交由单车智能自主规划路径,那么在多车自主协商解决路权冲突的过程中,会增加行车轨迹的不确定性,带来安全风险隐患,并可能会造成业务时序的混乱。

  此外,由于单车智能缺乏“上帝视角”,难以实现全局效率最优,也不易保持行驶的平稳性,频繁地加减速和启停会导致车辆能耗的增加。怎么样才能解决各种场景下的车辆冲突、道路死锁问题,实现全场车辆的高效协同,提升码头整体作业效率,成为自动化码头水平运输方案可以有明显效果地落地的关键。

  为解决这个难题,项目首创了全局路径规划和局部精细化引导相结合的新模式。基于多图层融合技术在云端构建的动态业务高精地图,可实时汇集船舶、岸桥、场桥、ART等关键生产要素实时位置,以及充电桩、锁站、道路、围栏、堆场等基础设施地理信息和交通语义,还可通过高速5G网络实现76台ART的统一协管控,保障多车协同作业时行车路线的确定性和安全性,有效解决了基于无人驾驶技术实施集装箱码头全自动化水平运输的关键问题。

  刘喜旺解释,系统内部基于ART运动学特征精准构建云端多车协同驾驶的调度模型,利用高带宽低延时的5G网络,可实时获取车辆的速度、位置及方向,预测关键路口和区域的未来交通态势,对于有几率发生的时空路径抢占,提前通过速度控制进行一一化解,有效预防车辆交互死锁问题。这种时空一致性动态路径规划算法,会按照业务要求合理管控实现76台ART的高效协同。

  “因为和人类驾驶员相比,ART自身的感知、逻辑解决能力还稍有不足,完全靠自身解决能力实现无人驾驶十分艰难。”刘喜旺说,运用精度更高、信息更全的动态感知高精地图,能够为无人驾驶提供高精度定位辅助和车道级导航,增强静态环境感知能力。

  难能可贵的是,该项目是基于传统人工码头边装卸作业工艺的智慧化升级改造,可为全球95%人工码头提供可借鉴、可复制的方案。

  传统集装箱码头场桥岸桥作业条件艰苦,对人力要求极高,司机室30米高,司机需频繁爬高、高度集中精力操控设备,易引起疲劳形成安全隐患。

  “‘智能水平运输系统’还可以协同码头生产操作系统(TOS)、场桥、岸桥、ART、自动锁站、自动充电桩等关键资源,自动得出最优装卸方案并指挥各台设备,实现全局调度最优。”天津港第二集装箱码头有限公司总经理杨荣说,目前在水平岸线码头里,系统有效管理了迄今为止规模最大的无人驾驶车队,达到了76辆。

  解决方案还通过建设智能调度中心,在港口中控室实现了自动化场桥和岸桥的远程控制。操作人员坐在中控室就可以回传高清视频信息和设备状态信息对场桥岸桥进行远程操控,发送指令,驱动场桥岸桥自动运行起升,指挥小车、大车等,辅助开展集装箱的自动化装卸作业。1名操作员可操控6—8台场桥,不再需要人机一一对应。

  2021年10月17日,全球首个“智慧零碳”码头——天津港北疆港区C段智能化集装箱码头正式投产运营。这个码头通过风能、太阳能等清洁能源的使用,实现了绿电功能100%自给自足。而且通过5G、北斗、人工智能的应用,率先全面实现水平布局集装箱码头全流程自动化作业。

  “‘智慧零碳’码头较同等岸线传统自动化集装箱码头投资减少30%,减少集装箱作业倒运环节50%,综合能耗可降低17%以上。同时较同规模传统集装箱码头人员减少60%。”刘喜旺说。

  2022年,国际科学团队完成第一个完整的、无间隙的人类基因组序列。中国科学院院士杨焕明说,现在成本降低后,很多以前舍不得测的基因组类别现在都能测序了,比如疾病基因组、药物基因组等。

  美国国家海洋和大气管理局12日发布的北极年度气候报告数据显示,2023年北极的平均表面气温是自1900年以来第六高,夏季地表气温创有气温记录以来新高。

  中央经济工作会议指出,深入实施国有企业改革深化提升行动,增强核心功能、提高核心竞争力。国有企业特别是中央所属国有企业,一定要加强自主创造新兴事物的能力,紧紧依靠科学技术进步驱动产品创新和产业高质量发展,研发和掌握更多的国之重器,切实维护国家安全利益。

  培养用好青年科学技术人才,对加快实现高水平科技自立自强、建设科技强国和人才强国意义重大。丁冉建议,对一些从事长周期基础研究的青年科学技术人才,应适当放宽博士后进出站的年龄限制。

  统筹不仅限于区域内,更要站在全局的高度,促进要素资源的整合创新在长三角经济版图上,长三角G60科创走廊远近闻名。统筹科学技术创新和产业创新,要从体制机制、要素流动、产业协作等方面实现更高效的协同联动,凝聚促进高水平发展的强大合力。

  大数据、人工智能(AI)和大模型的融合发展,将激活科学研究的创新力和生命力,帮助破解更多科学密码。

  英国伦敦国王学院科学家开展的一项具有里程碑意义的研究表明,使用生物疗法能控制哮喘重症。

  《自然·电子学》12日报告了一种由电子硬件和一个大脑类器官组成的混合计算系统,可执行如语音识别和非线性方程预测等任务。

  (记者刘志强、常钦、郁静娴)粮食丰收,颗粒归仓。今年,在自然灾害多发频发情况下,粮食生产再获丰收,大面积单产提升行动功不可没。减“单”增“双”,湖南省湘乡市棋梓镇普安村农民田学文说:“单季稻改成双季稻,早稻集中育秧每亩补贴100元,流转的2000多亩田多种了一季,增收20万元左右。

  近日,AI与数字化的经济广东省实验室(广州)青年学者、中山大学教授黄凯团队研究开发出一款高度仿生的老鼠机器人NeRmo,相关成果发表于《科学-机器人》。这款机器人的核心创新在于其柔性脊柱的水平摆动设计,大幅度的提高了机器人的运动灵活性和效率。

  据新华社电国家统计局12月11日发布的多个方面数据显示,2023年全国粮食生产再获丰收,全年粮食产量再创历史上最新的记录。据介绍,2023年,全国夏粮产量为2923亿斤,比上年减少25亿斤,下降0.8%;早稻产量为566.7亿斤,比上年增加4.3亿斤,增长0.8%。

  “海上风电是清洁能源建设的兵家必争之地,更是风能产业的科技制高点。”他建议,加强海上风电技术标准体系建设,研制关键共性技术标准,通过标准促进科技成果转化、促进资源循环利用。

  快速发展的5G、人工智能等技术,是充满了许多活力的创新引擎,亦是推动新质生产力加速形成的重要抓手。这些数字都表明,中国将持续推动经济全球化朝着更加开放、包容、普惠、平衡、共赢的方向发展,与世界各国共享科学技术创新带来的福祉。

  国家重大科学技术基础设施高能同步辐射光源(HEPS)储存环最后一台磁铁12月11日安装就位,标志着HEPS储存环主体设施安装闭环。新华社记者 金立旺 摄12月11日,工作人员安装高能同步辐射光源(HEPS)加速器储存环线

  针对当前呼吸道疾病,特别是儿童呼吸道疾病高发形势,国家卫健委10日就冬季呼吸道疾病防治有关情况举行新闻发布会。

  近日,我国航天两大集团公司党组机关报《中国航天报》推出“为建设航天强国不懈奋斗”系列评论,在其中一篇评论中提出,中国航天科技集团有限公司“对标SpaceX,集团公司在发展理念上、科研生产模式上、关键核心技术上、质量效率效益上存在很明显差距和不足,整体上大而不强、大而不优”。

  12月9日,记者从东北农业大学获悉,该校野大麦种子人工扩繁基地喜获丰收。这标志着“野大麦种子扩繁与退化盐碱草地生态修复技术推广与示范项目”达到预期目标。

  记者12月8日获悉,厦门大学海洋与地球学院、近海海洋环境科学国家重点实验室王为磊教授联合国内外研究人员,在海洋生物碳泵研究领域取得最新进展。研究人员介绍,此前,对海洋生物碳泵的直接观测主要利用沉积物采集器,数据极为稀少。