华为助力全球首个水平岸线自动化港口开港运营

2021年10月17日,天津港重新开港69周年之际,在北疆港区C段码头七彩廊道前,隆重举办了天津港第二集装箱码头有限公司暨全球首个智慧零碳码头投产运营仪式。华为作为主要参建单位受邀出席了投产运营仪式。

随着一声长鸣的船笛响彻天际,天津港北疆港区C段智能化集装箱码头正式投入运营。该码头的智能水平运输系统由天津港集团联合华为、中国移动等公司,成立创新联合体,共同摸索前进,历经一年多打造而成。

 

 

 

 

 

天津港C段码头投产运营仪式

投产运营仪式由天津港(集团)有限公司总裁焦广军主持,天津港(集团)有限公司董事长褚斌发表了精彩的致辞演讲。华为公司董事、质量与流程IT管理部总裁陶景文,参加了投产运营仪式,并发表了题为“扬帆起航,打造C段智能化集装箱码头”的致辞演讲。参加本次活动的还有华为海关与港口军团CEO、企业BG副总裁荀速、华为中国区副总裁强华、华为天津代表处总经理曹克乾、华为智能车云领域总经理廖振钦等领导和专家。

 

华为公司董事、质量与流程IT管理部总裁陶景文

在投产运营仪式上致辞演讲

华为公司一直以来非常重视智慧港口的建设,并积极整合公司优质资源和能力,聚合生态伙伴,面向全球港口行业客户创造价值。陶景文表示,“天津港C段码头项目作为双方战略合作协议的实践,这是全球首个智慧零碳码头,也是首次实现了码头核心生产系统的端到端全流程自动化贯通。”

华为结合自身优势,将自动驾驶、5G、人工智能、云计算、物联网等创新技术应用于码头核心业务中。基于车云协同智能驾驶的理念,采用‘自动驾驶车队+FMS智能驾驶车队管理系统’打造了智能水平运输系统。

C段智能化码头项目标杆意义显著

与传统垂直布置端装卸的自动化集装箱码头作业模式相比,这套技术方案具有更灵活的运输调度策略和更大的效率提升空间,未来将进一步支持传统集装箱码头自动化升级。因此,具有更好的可推广性和可演进性,必将成为全流程自动化作业集装箱码头建设的行业趋势,在行业内具有重要的标杆示范意义。


天津港C段智能化码头作业场景

(视频经过加速处理)

联合创新,攻克世界级技术难题

由于TOS系统和岸桥/轨道桥控制系统的智能化、自动化建设起步较早,技术相对成熟,作为三大核心生产系统的智能水平运输系统就成为了实现智慧码头作业全自动化的重点,也是难点。不仅创新涉及到人工智能、自动驾驶、云计算、高精地图、融合感知、高精定位、5G、V2X等广泛的技术领域,还需要将港口的多个作业流端到端的全流程贯穿起来,其技术难度可见一斑。

天津港C段码头智能水平运输系统是一个从无到有的、技术密集型的创新过程。从2020年7月开始智能水平运输系统的高阶设计,到今年1月17日的泊位联调测试,6月的首次实船验证,再到今天的正式开泊运营,历时15个月。天津港用最短的时间迎来了C段码头的运营验收,这离不开创新联合体(天津港、华为以及合作伙伴)的“范佛里特”式的压强投入。其中至关重要的智能驾驶车队管理系统,华为投入了智能车云资深博士团队,全程优化迭代,共同攻克了众多世界级技术难点。

华为与天津港团队联合设计开发智能驾驶车队管理系统,实现了智能驾驶车辆调度与TOS作业计划、垂直和水平运输的协同配合和高效作业;在水平岸线码头里,通过云端多车协同的调度算法,有效管理了迄今为止在港口最大规模的无人驾驶车队。

码头投产运营标志着天津港与华为的合作跨出了实质性一步,陶景文期望后续能“融合双方在港口行业和信息化技术领域的优势,通过持续的探索、研究、创新与实践,围绕智能水平运输、智慧港区、AI调度平台、绿色能源等,孵化智慧港口综合解决方案,持续构建C段码头竞争力。华为愿与天津港携手,志在万里,勇攀高峰,建设世界一流绿色智慧枢纽强港!”

在天津港C段智慧码头建设的创新实践过程中,我们总结了关于港口智能水平运输系统建设的三点关键经验。

一、 实现安全和高效的智能水平运输,不能单单依靠车端自动驾驶

完全依托单车智能的自动驾驶会对港区行车安全带来隐患,同时也很难实现全局效率最优。智能水平运输系统并不是简单实现N辆无人驾驶平板车从Ai点到Bi点的自动驾驶。如果仅仅依据TOS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,频繁的加减速和启停会导致车辆能耗的增加。

二、云端调度算法是影响港口智能水平运输效率的关键要素

智能水平运输系统的核心在于云端的智能驾驶车队管理系统。智能驾驶车队管理系统基于高精地图在云端构建的动态业务地图,汇聚从生产系统中获取到的实时泊位、岸桥、场桥等作业数据信息,以及无人驾驶平板车实时的动态数据信息,基于云端创新的区间路径+速度动态规划算法,实现多车动态路径规划和速度引导,保障多车协同作业时行车轨迹的确定性,降低安全风险,改善车辆能耗,有效预防路径冲突和死锁。同时,基于云端的“上帝视角”还可以达到全局效率最优。

三、生产流程自动化的全链条打通,需要具备强大的外部系统对接能力

智能水平运输系统是一个系统工程,实现端到端、多作业流的互通,需要强大的系统对接、解决方案集成能力和生态合作能力。华为打造的智能驾驶车队管理系统实现了自动驾驶和TOS系统、场桥、岸桥、道闸、充电等周边业务系统的对接和打通,为码头水平运输系统的全流程自动化奠定了基础。

 

智能驾驶车队管理系统和外部系统复杂的对接关系

构建港口智能水平运输系统,需要可信赖的合作伙伴。华为为天津港智能水平运输系统提供了基于车云协同智能驾驶的解决方案,实现了港口场景水平运输的全流程自动驾驶。主要包括了车端的智能驾驶计算平台MDC、OBU、云端的智能驾驶车队管理系统FMS、高精地图采集制图和云服务、自动驾驶监管系统等,以及华为云和5G解决方案。

 

车云协同的码头智能水平运输系统全景图

华为愿与伙伴们携手,在提升港口生产作业效率和安全性、降低运营能耗的道路上,持续摸索、创新和实践,为智慧港口建设全流程自动化作业码头贡献力量。 

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