5G技術在智慧港口中的創(chuàng)新應用

竇 永，欒文軒

（山東港口煙臺港集團有限公司，山東 煙臺 264000）

1 5G技術在智慧港口建設中的作用

1.1 提升信息傳輸速率

在現(xiàn)代物流中，企業(yè)需要在最短時間內(nèi)獲取大量數(shù)據(jù)并進行分析，以確保物流系統(tǒng)的高效運作。其中，數(shù)據(jù)傳輸速率是一個重要的因素。傳統(tǒng)的移動通信技術，如2G、3G、4G技術等，雖然也能夠完成數(shù)據(jù)傳輸，但傳輸速率相比起5G技術依然存在較大的差距。5G技術具有超高的傳輸速率，能夠讓物流從“物”走向“信息”，帶來革命性的變革。5G技術支持大容量、高速率、低延遲的數(shù)據(jù)傳輸，可以提供穩(wěn)定的網(wǎng)絡連接，使得大規(guī)模數(shù)據(jù)的傳輸更加快捷和穩(wěn)定，極大地提升了物流信息化的水平，進一步降低了物流成本[1]。

1.2 提升智能化水平

5G技術作為萬物互連的核心技術，將為港口物流和運營管理提供更多的數(shù)據(jù)來源和更多的信息技術支持，使得港口運營更加智能、高效、可靠。比如，5G技術可以通過高精度定位，實現(xiàn)貨物的精準定位、跟蹤和監(jiān)管，提升港口運作的效率和安全性。此外，在大規(guī)模的物流場景下5G技術的部署將有助于提升管理智能化程度，例如，可以在全球范圍內(nèi)管理、監(jiān)控、調(diào)度各類物流設施、設備，應用各種優(yōu)化和智能算法，這些技術將使得物流行業(yè)整體效率有了極大的提升[2]。

1.3 實現(xiàn)遠程控制

在智慧港口中，大量機械設備需要對運營人員的指令進行響應和控制。傳統(tǒng)的控制方式一般是應用有線或局域網(wǎng)技術實現(xiàn)控制，但是在某些情況下，這種方式不僅耗費資源且操作不夠靈活。而5G技術作為一種高速率、低時延、高可靠的通信技術，可以實現(xiàn)遠程控制智能化設備，讓設備的狀態(tài)和運行數(shù)據(jù)實時傳輸，提高了港口物流運營的效率。

1.4 驅(qū)動物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展

物聯(lián)網(wǎng)技術作為智慧港口的關鍵技術，已經(jīng)成為應對快速增長的物流需求和可持續(xù)發(fā)展的重要手段。但要實現(xiàn)物流的變革，必須有一個完整的生態(tài)系統(tǒng)來支撐。在這個生態(tài)系統(tǒng)中，5G技術作為智慧港口的核心技術，可以為整個物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供決定性的推動作用。由于5G技術具有高速率、高可靠性和低延遲等優(yōu)勢，因此其可以廣泛應用于智慧物流中，實現(xiàn)無縫連接和整合。隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷普及和發(fā)展，各種終端設備日益增多，而5G技術的介入，將會大大促進物聯(lián)網(wǎng)終端設備的智能化發(fā)展，從而推動智慧港口建設的發(fā)展和智能物流產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[3]。

綜上所述，5G技術在智慧港口中的作用是多重的，包括提升信息傳輸速率、提升智能化水平、實現(xiàn)遠程控制和驅(qū)動物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展等。只有將5G技術作為智慧港口的核心技術，港口運營才能在基礎設施和管理水平上實現(xiàn)整體升級，更好地適應物流市場和經(jīng)濟體制的變化，以達到智慧港口和可持續(xù)發(fā)展的目的。

2 5G技術在智慧港口中應用要面臨的困難

2.1 網(wǎng)絡安全問題

5G技術的應用可以使得智慧港口中的各種終端設備實現(xiàn)高速、低時延地傳輸數(shù)據(jù)，并且可以提供更穩(wěn)定、更可靠的數(shù)據(jù)鏈接。在這樣的發(fā)展背景下，網(wǎng)絡安全問題也日益受到人們的重視[4]。

對于智慧港口而言，一旦網(wǎng)絡安全發(fā)生問題將對整個港口的運行造成嚴重的影響。一些不法分子可能會利用技術手段對港口網(wǎng)絡進行攻擊，嚴重時甚至會導致整個港口系統(tǒng)癱瘓或者數(shù)據(jù)遭受泄露。因此，智慧港口必須加強網(wǎng)絡安全管理，建立完善的網(wǎng)絡安全保障體系，可以從技術安全、管理安全等多方面入手，為智慧港口的安全發(fā)展保障。

港口要加強管理與監(jiān)控。對智慧港口通信網(wǎng)絡需要采用加密、身份驗證以及訪問控制等安全措施，通過網(wǎng)絡協(xié)議和軟件架構保證網(wǎng)絡的機密性、完整性和可用性。應采用登錄、審計、威脅檢測、網(wǎng)絡監(jiān)控等安全措施。還應使用硬件防護方法，如芯片加密、口令加密和數(shù)字簽名等，對終端進行加密保護。此外，應用智能隔離、安全協(xié)議和防火墻等安全技術，確保傳輸信道的安全。

2.2 設備兼容性問題

5G技術的應用需要各種終端設備的支持，這就要求設備在協(xié)議標準、接口、軟件應用等方面兼容，以實現(xiàn)各種系統(tǒng)的協(xié)同工作和互操作。智慧港口中有多種設備，且來自不同的設備廠商，因此設備的兼容性問題較為復雜。

在智慧港口項目實施前，需要對設備進行全面的測試，以便能夠發(fā)現(xiàn)問題并進行針對性的解決。否則，在智慧港口系統(tǒng)運行過程中，可能會存在設備無法兼容、信息無法傳遞等問題，導致整個系統(tǒng)的癱瘓或者數(shù)據(jù)的不準確，從而對港口的運行產(chǎn)生影響[5]。

智慧港口要建立統(tǒng)一的技術標準，增加設備間的互通性。在設備的選型設計時，要有謹慎的態(tài)度，選擇可以與未來的設備兼容的設備。

2.3 成本問題

運用5G技術的需要建設龐大的網(wǎng)絡基礎設施，如基站、小區(qū)核心網(wǎng)等，這些設施的建設和維護都需要巨大的資金支持。對于一些財力有限的港口企業(yè)而言，其智慧港口建設資金有限，難以支撐5G技術建設成本。

對此可以利用開源軟件和硬件來開發(fā)多種智慧港口工業(yè)控制系統(tǒng)，這樣可以顯著降低智慧港口系統(tǒng)的成本。與此同時，還可以建立一個智慧港口應用共享平臺，使不同物流公司能夠共享重量等信息，以減少運輸和貯存所需的時間，并提高港口運輸?shù)耐该鞫群托省?/p>

除了基礎設施成本，5G通信設備也需要更高的制造和維護成本。這導致5G技術的應用對于小型港口企業(yè)來說普及緩慢，大型港口企業(yè)則需要在運營成本上增加更多的投入，對企業(yè)帶來不少的經(jīng)濟負擔。因此，降低成本是智慧港口完善5G技術的重要任務之一，需要在技術應用優(yōu)化、經(jīng)濟合理等方面進行探索[6]。

3 5G技術在智慧港口中的創(chuàng)新應用策略

3.1 5G技術應用于港口物流管理

3.1.1 物流信息追蹤

傳統(tǒng)港口物流信息采集主要依賴傳感器、RFID等技術進行，但這些技術都存在一定的局限性，如傳感器需安裝在貨箱上，且需定時充電，RFID需要刷卡才能進行物品的識別。而5G技術具有高速、高帶寬、低延遲的特點，可以全方位、高精度、實時和無死角的物流信息跟蹤和監(jiān)控。因此，引入5G技術可大幅提高物流信息采集的效率和準確性，進而優(yōu)化物流鏈條，提升整個港口物流管理的效率和效益。

3.1.2 智能倉儲管理

5G技術的高速、高帶寬、低延遲的特點，為港口物流管理提供了更廣闊的發(fā)展空間。在港口的倉儲管理中，應用5G技術可實現(xiàn)對倉儲物品的信息采集、實時監(jiān)控和定位追蹤，增強能效管理、預警和動態(tài)調(diào)度等功能。將5G技術與大數(shù)據(jù)、人工智能相結合，可完善港口的倉儲智能管理系統(tǒng)，提高貨物管理的效率和準確性。

3.2 5G技術應用于港口運輸建設

3.2.1 智慧碼頭裝卸

目前，很多港口的裝卸操作工作仍采用人工操作，效率較低、安全問題較多。而5G技術可為智慧港口的裝卸操作提供智能化方案。例如，利用5G技術和機器視覺技術，可實現(xiàn)自動化的無人值守裝卸作業(yè)和安全監(jiān)控，大幅提高運輸效率，同時減少人為錯誤操作，提高安全性[7]。

3.2.2 路況實時監(jiān)控

港口運輸路段的交通狀況復雜多變，交通擁堵等問題經(jīng)常出現(xiàn)，給港口運輸帶來不便。應用5G技術可實現(xiàn)路況信息的高效采集和實時傳輸，這對于準確把握港口運輸路況、提高運輸效率非常有幫助。利用5G技術實現(xiàn)路況實時監(jiān)控，呈現(xiàn)實時的港口道路交通狀況，為整個港口運輸?shù)恼{(diào)度工作提供重要的信息支持，同時提供更好的出行體驗。

3.3 5G技術應用于港口安全管理

3.3.1 安全監(jiān)控系統(tǒng)

港口作為物流交通樞紐，其安全管理非常關鍵。目前，部分老舊港口在安全監(jiān)控方面存在盲區(qū)和視野死角，而引入5G技術可利用其高帶寬、低延遲的優(yōu)勢，進行寬帶視頻監(jiān)控，將視頻流實時傳輸?shù)奖O(jiān)視中心，提高對港口狀況的實時監(jiān)測，實現(xiàn)港口安全監(jiān)測無縫銜接和遠程操作，以保證貨物和人員的安全，避免發(fā)生意外事件。

應用5G技術可以建立高精度定位系統(tǒng)，實現(xiàn)對港口區(qū)域和港口車輛的精準定位。這不僅有助于追蹤港口的運輸情況，還能及時發(fā)現(xiàn)異常情況和安全隱患。同時，無人駕駛技術也將成為智慧港口建設的重要組成部分。借助5G技術提供的無縫連通信號和智能識別技術的數(shù)據(jù)分析，可以實現(xiàn)對港口區(qū)域內(nèi)不規(guī)則行為的預警和實時監(jiān)控。比如危險品運輸、侵入警戒區(qū)域等情況，這將大大降低港口危險事件的發(fā)生率，保障港口的安全[8]。

3.3.2 智慧災害管理

港口周圍的氣候環(huán)境和海洋氣候變化多端，臺風、海嘯、暴雨等災害隨時可能發(fā)生。而5G技術具有高速通信和實時控制特性，可實現(xiàn)智慧災害管理，為港口的災害疏散和應急救援提供技術支持。

3.4 5G技術應用于港口智慧服務

3.4.1 智能導航服務

由于港口內(nèi)交通復雜、道路寬度不一、標識標線繁雜，容易使駕駛員迷失方向而造成停機時間和成本的浪費。然而，智能導航結合5G技術提供的實時高清地圖和路況實時預警等功能，可以為駕駛員提供實時高溫航行暢通的信息，讓他們準確判斷方向并能夠更快地到達目的地，避免在港口范圍內(nèi)亂轉(zhuǎn)，減少等待時間。

3.4.2 智能客服系統(tǒng)

在逐漸數(shù)字化和智能化的今天，客服不再是喊麥、耳麥等傳統(tǒng)工具的簡單積累，而是通過不斷創(chuàng)新和變革，提供高效、人性化、多元化的服務。當港口物流出現(xiàn)問題時，過去駕駛員、港口工作人員會長時間處于等待狀態(tài)，這不僅浪費了時間，也造成了情緒上的困擾。然而，通過5G技術的及時響應和智能化服務，我們可以為客戶提供智能、人性化的解決方案，提高服務質(zhì)量并改善用戶體驗。這種趨勢將成為未來智慧港口發(fā)展的必然。

4 結束語

總的來說，5G技術的創(chuàng)新應用是未來智慧港口發(fā)展的必要條件。作為一個高度依賴信息科技的行業(yè)，港口需要5G技術，實現(xiàn)更高效的運營、更智能的管理和更安全的保障。同時，5G技術將帶來更多的變革，需要港口企業(yè)不斷學習與創(chuàng)新以適應市場需求，不斷提升港口的競爭力。