智能內(nèi)河碼頭自動化與信息化建設(shè)

邱志超 南京港龍?zhí)都b箱有限公司

當(dāng)前在我國社會經(jīng)濟高速增長的時代背景下，內(nèi)河航運憑借具有荷載量大、能耗低、占地少等特點，得到較大的發(fā)展，碼頭吞吐量逐年提升。為更進一步適應(yīng)現(xiàn)代內(nèi)河航運的要求，為船舶停靠和貨物運輸提供便利條件，越來越注重智能化建設(shè)，通過提升內(nèi)河碼頭的自動化和信息化能力，切實發(fā)揮內(nèi)河水運優(yōu)勢、完善物流運輸網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)航道、港口、輪船、主要干線、支路等協(xié)同發(fā)展。由此，在新時代下，為驅(qū)動高質(zhì)量經(jīng)濟發(fā)展，應(yīng)當(dāng)對內(nèi)河碼頭進行自動化和信息化建設(shè)改造，提高智能運作水平，提升航運整體運作效率。

1.當(dāng)前智能內(nèi)河碼頭建設(shè)發(fā)展現(xiàn)狀

目前階段，國內(nèi)外均對智能內(nèi)河碼頭的認識有所提升，均按照當(dāng)?shù)靥攸c和碼頭要求，采用先進的裝卸技術(shù)以及設(shè)備對資源進行優(yōu)化配置，提升碼頭作業(yè)效率和質(zhì)量。在國外發(fā)展進程中，主要是打造自動化集裝箱碼頭，選擇現(xiàn)代自動導(dǎo)引車、跨運車等運輸設(shè)備，科學(xué)規(guī)劃和控制車輛路徑，提升碼頭貨運整體效率，比如巴塞南歐碼頭是現(xiàn)階段較為典型的智能內(nèi)河碼頭，其利用跨運車實施集裝箱搬運作業(yè)，可達到24自然箱每小時的效率，極大的節(jié)省了碼頭運行的人力和資金成本，提升港口運輸和通過能力，同時有利于降低設(shè)備和能源消耗，產(chǎn)生大量經(jīng)濟效益。

而我國對于智能碼頭的建設(shè)起步較晚，但發(fā)展速度較快，圍繞“智慧航運”的目標(biāo)，加速對傳統(tǒng)內(nèi)河碼頭的改進，注重與互聯(lián)網(wǎng)進行融合，以此實現(xiàn)路線規(guī)劃、碼頭綜合運力展示、價格公示等功能，推動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。同時，我國作為水運大國，內(nèi)河航運是一項重要貨運方式。而港口碼頭在內(nèi)河航運中扮演重要角色，能夠起到中轉(zhuǎn)樞紐和上下游產(chǎn)業(yè)延伸的作用，并也是現(xiàn)階段供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革的主線任務(wù)。從我國整體發(fā)展層面上來看，很多內(nèi)河碼頭均面臨轉(zhuǎn)型、重新整合等問題，還有部分規(guī)模較小、設(shè)備落后、運輸中轉(zhuǎn)滯后的碼頭，逐漸出現(xiàn)停用等現(xiàn)象，為此開展智能內(nèi)河碼頭建設(shè)，提升自動化和信息化水平至關(guān)重要。近年，我國基于科技發(fā)展創(chuàng)新，出現(xiàn)多個內(nèi)河航運智慧碼頭解決方案，為相關(guān)實踐提供了重要的經(jīng)驗和參考，以船旺云港為例，其針對傳統(tǒng)碼頭落后作業(yè)模式，打造智慧掌上平臺，解決航運碼頭存在的信息孤島、數(shù)據(jù)交互困難、業(yè)務(wù)辦理多點觸發(fā)等問題，利用云計算技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、5G技術(shù)、AI技術(shù)等，為內(nèi)河碼頭提供平臺化商業(yè)運營服務(wù)，滿足多用戶和多層次服務(wù)需求，為智能內(nèi)河碼頭建設(shè)提供強有力支持[1]。

2.內(nèi)河碼頭建設(shè)發(fā)展期間出現(xiàn)的問題

2.1 內(nèi)河碼頭功能單一

結(jié)合我國目前內(nèi)河碼頭建設(shè)實際情況，其主要存在的問題則是碼頭功能較為落后，比如大部分現(xiàn)有碼頭的功能較為單一化，僅能夠滿足貨物的裝卸要求，與其他運輸方式存在一定的脫節(jié)。常見表現(xiàn)為內(nèi)河碼頭基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不完善，阻礙內(nèi)河碼頭發(fā)展建設(shè)的進度。同時碼頭內(nèi)專用泊位的各種噸位和功能結(jié)構(gòu)存在不合理的情況，缺乏較大的散貨碼頭專用泊位?，F(xiàn)有泊位的占用空間比例過大，對于小型港口而言，其泊位能力不足。除此，部分港口碼頭的專業(yè)性大型集裝箱、散貨碼頭等泊位較為薄弱，能力欠缺，導(dǎo)致整體作業(yè)效率較低，運輸單箱貨物的成本較大。

2.2 碼頭服務(wù)能力不高

內(nèi)河航運碼頭的服務(wù)能力不高是當(dāng)前限制其建設(shè)發(fā)展的重要因素，其主要原因是人為作業(yè)環(huán)節(jié)多，比如對于碼頭?？康难b卸船理貨作業(yè)，往往是采用目測和手工記錄方式，嚴重阻礙裝卸船效率，很容易出現(xiàn)錯漏等情況。然后在采用拖車等設(shè)備，將集裝箱送進場地內(nèi)，針對卸船的集裝箱在進入碼頭堆位后，大多是運用人工安排形式，無法做出有效計劃，對集裝箱未來流向缺乏優(yōu)化。另外一方面，內(nèi)河航運碼頭的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能滯后，比如很多業(yè)務(wù)必須要到碼頭進行辦理，遞交資料和繳納費用效率較難，尚未實現(xiàn)自助辦單、網(wǎng)上辦單、繳費等，影響實際服務(wù)質(zhì)量。

2.3 場地規(guī)劃不合理

當(dāng)前大部分碼頭雖然在場地內(nèi)設(shè)置集裝箱堆場和倉庫，但在日常操作中，很容易出現(xiàn)操作混亂等局面，嚴重影響裝卸操作和交通流的運行，致使閘口通過效率較低，不利于海關(guān)等部門開展監(jiān)管。除此，內(nèi)河碼頭大多位于河流沿岸，對場地缺乏長期規(guī)劃，在城市建設(shè)發(fā)展的背景下，很容易出現(xiàn)場地分割、生產(chǎn)用地減少等現(xiàn)象。為滿足碼頭規(guī)模發(fā)展，通常采用設(shè)立外堆場的方式，進而導(dǎo)致閘口數(shù)量多、管理難度大等突出問題。

2.4 環(huán)境污染問題突出

由于內(nèi)河碼頭臨近水資源，在貨運操作作業(yè)中，很容易出現(xiàn)環(huán)境污染問題。比如碼頭建設(shè)發(fā)展與貨物貿(mào)易量增加，為滿足各項需求需要開展相應(yīng)的修筑和運營活動，這一過程將會對周圍環(huán)境造成較為嚴重的影響。除此，碼頭經(jīng)營者在利益驅(qū)使下，對于綠色環(huán)保理念落實不到位，沒有制定完善的可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃，導(dǎo)致水資源污染問題加劇。而且我國現(xiàn)階段對于綠色碼頭開發(fā)的規(guī)范、制度和政策等尚未完善，缺乏相應(yīng)的建設(shè)指導(dǎo)，進而導(dǎo)致污染問題解決難度較大[2]。

3.智能內(nèi)河碼頭自動化與信息化建設(shè)建議

3.1 自動化建設(shè)

針對智能內(nèi)河碼頭的自動化建設(shè)，應(yīng)當(dāng)利用先進的科學(xué)技術(shù)，改善人工操作的現(xiàn)狀。比如可利用AGV場內(nèi)拖車、遠程控制碼頭技術(shù)、AI技術(shù)、REID技術(shù)、箱身驗收認證技術(shù)等，改進傳統(tǒng)閘口設(shè)備，提升通過能力，構(gòu)建完善的智能碼頭。在具體建設(shè)過程中，可從以下幾個方面出發(fā)。

（1）AGV場內(nèi)無人駕駛拖車。該設(shè)備是指自動裝載導(dǎo)引貨物小車，其是采用自動化或人工運輸方式，對指定貨物進行自動裝載，嚴格按照實現(xiàn)設(shè)定的貨物運輸?shù)攸c路線，實現(xiàn)自動駕駛，也可采用手動牽引等方式，將貨物運載到規(guī)定地點。同時借助自動化設(shè)備進行貨物裝卸。運用該項技術(shù)能夠有效改善傳統(tǒng)拖車的弊端，利用多媒體拖車傳感器技術(shù)開展人機融合，有利于穩(wěn)定、可靠、準確的自動識別周圍拖車環(huán)境，如精確識別障礙物、拖車標(biāo)線等?；谌斯ぶ悄芡宪囆酒蜎Q策分析算法，能夠有效處理減速、剎車、加速繞行等場景決策，保證碼頭貨物運輸路線最優(yōu)，提升作業(yè)效率。

（2）智能化遠程操控技術(shù)。在智能內(nèi)河碼頭建設(shè)中，運用先進的網(wǎng)絡(luò)、視頻、傳感器以及控制技術(shù)等，能夠直接從堆場管理系統(tǒng)中獲得相應(yīng)指令，在借助算法分析，明確堆場的具體位置坐標(biāo)，再將其轉(zhuǎn)化為信息發(fā)送到指令執(zhí)行設(shè)備中。比如碼頭橋吊司機僅需要根據(jù)控制系統(tǒng)屏幕的信息顯示內(nèi)容，同時操作三四臺機器從事作業(yè)。所以通過利用智能遠程控制系統(tǒng)，有助于提升起重設(shè)備在堆場內(nèi)的使用效率和作用效率，進而改善碼頭操作環(huán)境。

（3）REID技術(shù)。由于內(nèi)河碼頭主要作業(yè)內(nèi)容即是對集裝箱進行裝卸和運輸，為保障作業(yè)精確性，可利用REID技術(shù)。其是指射頻自動識別信號技術(shù)，能夠獲取目標(biāo)工作對象的信息，再通過識別分析，準確定位目標(biāo)，從而實現(xiàn)相應(yīng)的作業(yè)。該項技術(shù)的運用無需人工干預(yù)，可在各種惡劣環(huán)境下開展有序動作。同時REID技術(shù)不僅能夠自動識別用戶高速移動的多個物體，還能夠聯(lián)合IC數(shù)據(jù)卡，在數(shù)據(jù)交換的基礎(chǔ)上，將貨物準確裝卸到對應(yīng)的運輸設(shè)備，同時對各項讀取信息進行儲存和傳輸，有利于簡化作業(yè)人員錄入運輸資料的操作流程，縮短集裝箱卡機在運輸通道上的停留時間[3]。

（4）AI技術(shù)。人工智能技術(shù)在內(nèi)河碼頭建設(shè)中具有重要意義，比如通過AI視頻識別技術(shù)可通過圖像采集、圖像預(yù)處理、特征提取、設(shè)計分類器、決策分類等實現(xiàn)作業(yè)優(yōu)化。比如在進行圖像數(shù)據(jù)采集時，為有效應(yīng)對碰撞、磨損、掉漆等事故，防范出現(xiàn)號碼字符殘損和缺失等情況，需提升辨認率。并可附加外加光源，盡可能減少天氣和光線對辨認結(jié)果的干擾，有效改善系統(tǒng)預(yù)處理和箱號辨認精度。再經(jīng)過去噪、平滑以及變換等圖像處理操作，進而凸顯圖像重要信息和特征。最后，對分類其進行設(shè)計，按照程序制定科學(xué)的識別規(guī)則，按照相應(yīng)規(guī)律進行圖像識別，以此提升辨識率，確定圖像目標(biāo)。在建設(shè)過程中為避免圖像成像出現(xiàn)噪聲，應(yīng)當(dāng)針對其出現(xiàn)不同濾波采用相應(yīng)處理方式，在采用二值化處理，將字符與背景進行分離，再利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，有效訓(xùn)練和辨認字母及數(shù)碼，可發(fā)揮AI技術(shù)優(yōu)勢，自動處理碼頭作業(yè)任務(wù)，減少人工干預(yù)，提升整體運行效率。

（5）智能導(dǎo)航技術(shù)。在內(nèi)河碼頭作業(yè)過程中，如貨物運輸司機不熟悉場地內(nèi)道路，很容易出現(xiàn)行車路線錯誤的問題，不僅影響作業(yè)效率，還有可能出現(xiàn)安全事故。因此在自動化建設(shè)期間，可利用智能導(dǎo)航技術(shù)，為貨運司機提供清晰的路線引導(dǎo)，提高港區(qū)內(nèi)部安全系數(shù)和通行效率，并能夠解決道路擁堵等問題。其主要是采用北斗技術(shù)，基于糾偏研究以及復(fù)雜道路算法處理等，針對內(nèi)河碼頭建立內(nèi)部導(dǎo)航系統(tǒng)，引導(dǎo)貨運司機準確到達場地指定位置。同時也可自動接受各項作業(yè)任務(wù)信息，加快信息傳遞，保證貨運效率得到大幅提升[4]。

3.2 信息化建設(shè)

智能內(nèi)河碼頭的建設(shè)，需要提高信息化水平，通過建立信息共享平臺，構(gòu)建碼頭操作系統(tǒng)，有利于接受并按照通關(guān)需求生成相應(yīng)的單證，便于貨主進行申報和政府部門審批，提升碼頭單位操作效率。同時在信息化技術(shù)的支持下，能夠全面匯總物流信息，為相關(guān)物流鏈路上的所有單位及人員等提供快捷的查詢服務(wù)。比如利用EDI技術(shù)，有效對參與貿(mào)易各方的商業(yè)文件數(shù)據(jù)進行處理和分析，其可參考國際上公認的EDI標(biāo)準報文格式，借助專用計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息的傳遞、接受和處理，全程由計算機自動化操作，無需人為干預(yù)。同時EDI技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)交接和自主辦單等業(yè)務(wù)，相關(guān)人員借助互聯(lián)網(wǎng)、移動小程序技術(shù)為客戶提供辦單服務(wù)，并實現(xiàn)交提箱拖車作業(yè)指令分撥、自助安排作業(yè)任務(wù)車隊，保證閘口和場地內(nèi)辦公無紙化。除此，EDI技術(shù)能夠作為連接內(nèi)部和外部客戶的紐帶，接受客戶委托、協(xié)調(diào)內(nèi)部運作、統(tǒng)籌現(xiàn)場作業(yè)等。而且有利于通過EDI對接方式，將企業(yè)內(nèi)部系統(tǒng)的進出口業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，發(fā)送到客戶服務(wù)模塊中，實現(xiàn)自助辦單，有助于為客戶提供全流程跟蹤、信息監(jiān)控等服務(wù)，提升內(nèi)河碼頭信息化水平，形成一站式服務(wù)[5]。

4.未來智能內(nèi)河碼頭的發(fā)展方向

在未來發(fā)展階段，針對智能內(nèi)河碼頭建設(shè)發(fā)展，除了提升自動化和信息化水平外，還將注重綠色化建設(shè)，其是今后實踐中的重要方向。尤其是在內(nèi)河水運事業(yè)不斷發(fā)展、對生態(tài)環(huán)境質(zhì)量要求越來越高的趨勢下，內(nèi)河碼頭綠色化建設(shè)需求日益增加。因此，智能內(nèi)河碼頭建設(shè)將會圍繞可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，強調(diào)節(jié)能環(huán)保，在雙碳政策引導(dǎo)下，合理規(guī)劃碼頭場地，與自然環(huán)境形成協(xié)調(diào)關(guān)系。并側(cè)重對不可再生的岸線資源實施科學(xué)規(guī)劃，落實保護控制措施。比如在未來發(fā)展進程中，內(nèi)河碼頭針對節(jié)能減排將探索使用岸電、天然氣等清潔化能源，大力推廣太陽能、水能、風(fēng)能等可再生資源。對于碼頭裝卸的揚塵問題，將引進防風(fēng)抑塵網(wǎng)技術(shù)、綠化生態(tài)抑塵技術(shù)等，避免粉塵擴散。另外，我國將會針對內(nèi)河碼頭建設(shè)，加快對相關(guān)節(jié)能減排、綠色低碳和環(huán)境保護戰(zhàn)略的制定，積極強化頂層設(shè)計，構(gòu)建完善的綠色水運標(biāo)準化體系，推動智能內(nèi)河碼頭的健康發(fā)展。

5.結(jié)語

綜上所述，基于當(dāng)前我國內(nèi)河航運事業(yè)以及物流運輸體系的發(fā)展，內(nèi)河碼頭的吞吐量逐漸上漲，為有效提升作業(yè)效率，實現(xiàn)資源優(yōu)化和高效利用，則必須推進智能內(nèi)河碼頭建設(shè)，通過利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)加強自動化和信息化水準，切實提升管理能力，助力地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展。由此在內(nèi)河碼頭建設(shè)中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合其現(xiàn)存的問題，積極借鑒國內(nèi)外發(fā)展經(jīng)驗，科學(xué)運用各項自動化技術(shù)和信息化手段，構(gòu)建完善的智能運行系統(tǒng)，以此提升碼頭綜合競爭能力，并不斷趨向綠色化發(fā)展，實現(xiàn)可持續(xù)目標(biāo)。