“云”上借力 凭“数”转型——智慧港口建设的“威海港方案”
碧海蓝天间，集装箱鳞次栉比；堆场内，轨道吊自动化运行，抓箱、落箱，整个作业流程快速流畅、精准无误；硕大的堆场内除了开着集卡车的司机，不再有其他人工作业……这是5月26日的山东港口威海港集装箱码头全自动化堆场，这样的智能化场景已成为日常。新技术的应用，正不断驱动这座港口变得更加“聪明”，向着智慧港口转型升级。
智慧港口，是以云计算、大数据、物联网等新一代信息技术与港口运输业务深度融合为核心，具有生产智能、管理智慧、保障有力等鲜明特征的现代港口运输新业态。如今，结合数字经济发展建设智慧港口，正成为港口企业提升综合竞争力的突破口。在山东港口“智慧港口”建设大潮中，威海港“云”上借力、凭“数”转型，实现少人化、智能化建设的“多点开花”，有力提升了港口作业效率和发展质量，为中小型港口智慧建设提供了“威海港方案”。
“5G”加持“智能”理货
各要素识别率达98%以上
提起港口，人们不约而同会想起人拉肩扛、劳动号子震天响的场景。如今的山东港口威海港，传统的劳动密集型行业已升级成“无人、少人”的全新场景。
这样的“智慧港口”让人憧憬。但其背后，却是整个港口货物运输和装卸方式的提档升级。
从威海港港丰公司智能理货室电脑屏幕上可以看到，威海港集装箱码头前沿，船舶正有条不紊地进行装卸作业，此时，远程智能理货室内2名理货员，正同时启动3条作业线进行集装箱船舶理货业务，效率较之前至少翻倍提升。
据介绍，港口理货肩负着“进口货第一关，出口货最后一关”的重要职能，而集装箱的箱号作为港区装卸船、堆放等作业时流转的依据，直接影响着理货公正性及整个港口大数据的流转效率。传统港口理货靠的是“一张纸一支笔，一双眼两条腿”，需长年累月人工轮班不停地核对箱号，业内称之为“站位盯箱”。
为推进智慧港口建设，也为了改变这一状态，威海港创新提出“5G港口建设”理念，积极探索5G网络应用于港口生产的使用场景。
“集装箱码头有7台岸桥，每改造一台设备就需50多万元，岸桥旧改网络投资成本高、技术难度大，所以只能‘另辟新路’。”威海港港丰公司工作人员刘洋介绍，为探索新的建设方案，他们重新梳理了生产业务流程和项目技术，其中仅威海港多家业务合作场站的数据梳理，就连续几周加班加点才顺利完成。
去年10月，项目首期实现了威海港集装箱码头全场无线信号覆盖。依托于该专网服务，威海港AI智能理货系统正式在集装箱码头投入运行，成为国内为数不多真正将5G网络运用到生产业务中的港口之一。
“智慧理货主要通过安装在岸桥前端的高清摄像机设备，全天候、不间断采集集装箱岸边作业的视频流信息，再经由5G专用网络回传并结合集装箱业务操作系统，实现实时监控、自动识别、自动匹配、自动放行、遇错自动拦截等。目前各要素识别率均在98%以上。”刘洋介绍，如今，集装箱码头的货物清点、查验、残损检验等工作全部实现智能化识别和记录，理货员不需要前往码头现场作业，从根本上解决了原始的手抄笔记理货情况，实现了作业过程的本质安全。智能理货的“上线”，每年预计可为港口节约人力成本110万元。
不仅如此，随着智慧港口建设不断推进，该系统正在与港口其他业务“融合”。“比如，货物的装卸也需要记录集装箱的箱号、位置等信息，这和理货就有数据重叠，可以进行互通互融。”刘洋说，互通互融后，只需在智能理货系统里将集装箱信息记录并上传，码头堆场那边便可实现数据“共享”，不需再单独派人记录。后续，双方还将进行再次“统一”，将数据汇总成一个“端口”向外对接，进一步提升作业效率和质量，为智慧港口建设提供更多助力。
从“风吹日晒”到“电脑操作”
全自动化堆场提升作业效率39%
走进威海港集装箱码头全自动化堆场，大屏幕全方位、多角度实时显示堆场作业情况，操作员只需待在室内工作台前进行监控，码头前方堆场即已实现集装箱全自动作业。工作人员介绍，以前的集装箱堆场，各个装卸环节都需要人，现在装卸作业基本看不到人，全是自动化操作。
回望过去，无论寒冬酷暑，司机都要在现场驾驶机械，人机配合、机机配合环节多，安全风险高、劳动强度大。现在，司机变身“远程操作员”，只需坐在不同分区的电脑控制屏前，专注盯着监控生产画面，简单操作按钮和手柄就能完成装卸。
从“风吹日晒”到“电脑操作”，正是威海港集装箱码头全自动化堆场项目带来的显著变化。这是山东港口第一个由传统集装箱堆场改造升级而成的全自动化堆场，也是威海市域港口首个实现全自动化作业的集装箱堆场，标志着威海港的智慧码头建设向前迈进了历史性的一大步。
该自动化堆场以山东港口智慧港口顶层设计为指导，结合威海港集装箱码头的堆场布局、工艺流程、业务生态等实际情况，进行了创新性设计、研发，创造了集装箱码头自动化堆场威海港解决方案。“这里实现了系统自动化、流程自动化、作业标准化，不是单纯意义上的设备自动化。”威海港集装箱分公司经理薛强介绍，自动化堆场的指挥、操控全部由电脑程序替代人工操作，不仅实现了更高的安全性，集装箱作业效率也得到显著提升。全自动堆场上线运行后，集装箱装卸速度由每小时23TEU提升至32TEU，作业效率提升39%。
全新的自动化堆场进一步优化了威海港集装箱装卸作业流程，其中门禁系统、拖车导向系统、定位杆等多项技术，均由威海港自主研发，具有独立知识产权。这些技术的应用，可实现场内拖车“前置式定位”，拖车行进动线更加流畅，堆场作业智能化调度更为精准。
“我们自主编程的TOS系统，能够自主派发指令，自动生成作业订单，自动选择流程，无需人工干预，改变了传统‘1对1’的轨道吊作业模式，后期可以实现设备操作1对10、1对N台轨道吊。”威海港集装箱分公司技术部主管于洋说，1对N的设备远程操控模式，在保障生产安全的同时，每年可节省人力成本近200万元。
值得一提的是，该自动化堆场还启用了OCR识别、箱区轮廓扫描系统、箱垛目标位置检测系统、自动智能软着箱、吊具防摇防扭系统等13项安全系统，能够有效避免人工操作时箱碰箱、箱砸车和箱带车吊起等危险隐患，安全保障系数大为提升。
串起全部散杂货业务流程
“智慧大脑”让港口“更聪明”
随着港口向数字化、智能化加速转型，为智慧港口筑牢一个更为安全可靠的数字化“底座”，成为竞争与发展的重要“砝码”。
聚焦平台建设，威海港将5G技术与大数据、物联网等新一代信息技术衔接结合，从港口管理、生产、服务等重点领域和重要节点入手，自主设计研发出涵盖财务、人力、能耗等方面的“全链条”生产管理平台，形成“物联一张网、数据一个池、应用一平台”的智慧管控模式，有力推动了传统港口运营模式向智慧化转型。
“这个平台几乎串起了从船只靠港到货物搬卸，再到货物称重、运输和船只出港等港口业务流程中的大部分环节，基本做到了港口交汇各相关信息和数据的互联互通及共享共用，进而实现各环节的自动化、智能化操作，达到提升港口作业效率和发展质量的目的。”威海港信息中心项目工程师陈方圆说，该平台可以算作整座港口的“智慧大脑”，而港口的智慧化建设涉及各层级、各领域、各业务，是一项极具创新性的复杂系统工程，更是一个长期的动态过程。该平台已经过4次更新升级，年底前还将再次进行迭代。
目前，该平台可实现威海港散杂货业务和集装箱查验业务的自动计费、拖轮的线上派工、各业务单位自动接收指挥中心调度计划等自动化功能，实现散杂货码头作业流程线上全覆盖、作业生产情况可视化等诸多功能。
在该平台的助力下，过往时常拥堵的集卡闸口“摇身一变”，成为最快通行时间只需5秒的智能无人闸口；以往需要人工统计的计件数量工作，升级为自动统计、传输；就连码头大型装卸设备的用电能耗都实现了实时“监控”……威海港集装箱、散杂货以及拖轮拖带等港口主营业务板块纷纷受益。
负责统筹制定港口散杂货生产计划的新港分公司便是“亲历者”之一。“以前我们需要手动记录船舶的航次、吨位和抵港时间，并根据不同部门的职责制定生产计划再电话通知，比较繁琐，也难免会有疏漏的地方。现在只需代理方在系统中填好船舶信息，我们就能实时收到，再通过系统将生产计划下发，不仅简单准确，还实现了‘无纸化’办公。”新港分公司操作部经理刘鹏飞说，以一线操作员在船舶离港后记录的作业票为例，以前需要手动记录并计算各个生产岗位上产生的数据，通常需要2-3个小时，但现在通过这个平台，只需进行核对，基本半小时就能结束，生产效率和准确度都得到很大提升。
“智慧大脑”和5G技术带来的改变，远不止此。“我们码头生产是‘吃设备饭’的。生产管理平台启用后，散杂货码头所有门机设备的能耗都能形成实时回传，跟生产作业票系统一对接，可以查询到不同作业设备、货种的千吨能耗。”威海港新港分公司副经理于德源解释说，这些数据，不仅为生产成本精细化提供有效支撑，还能指导设备进行高效应用，形成不同设备匹配相应货种的最佳作业方案，进一步压降码头作业能耗。此外，通过驾驶同一设备的能耗比对，还可以规范和提升门机司机的操作水平。
“平台没有启用前，每次大船靠岸时，我们都需要登船签署纸质单，有时一条船可能会有十几个作业任务，就需要反复登船十几次，现在只需在系统里推送给对方即可拿到电子签证单。”威海港拖轮分公司“威港拖21”轮船长李秀涛算了一笔账，工作人员登船一次平均耗时15分钟，每天十个作业任务就是150分钟，而拖轮的一次作业时间平均为2个小时左右。仅以单天算，生产管理平台的应用就可使拖轮作业至少增加一次，多创造经济效益6000余元。
智慧化水平的不断提升，为港口高质量发展带来澎湃动能。5月份，威海港各条生产阵线各外繁忙，货物昼夜吞吐量、周吞吐量、单机作业效率等频频刷新。外贸铝矾土突船疏港首次实现7个舱7条线满线作业，船时效率达1373吨/小时；钢板卸船以“装车+落地”作业模式创下40小时卸完2713件的生产高效；石油焦和电煤疏港分别创下595吨/小时和1301吨/小时的效率新纪录；中韩客滚班轮直靠率达到100%；5月13日，在面对8条全集装箱班轮同时在港情况，威海港生产组织高效有序，创下集装箱装卸夜班单班2198TEU、昼夜3608TEU的新纪录。