6月29日上午，第八屆（2024）世界交通運輸大會(huì )“新一代航運系統”分論壇在青島舉辦。論壇匯集航運領(lǐng)域的資深專(zhuān)家、高校教授、知名企業(yè)科研人員作專(zhuān)題報告，共同探討“新一代航運系統”最新發(fā)展趨勢和機遇，探究未來(lái)智能航運的新業(yè)態(tài)，分享研究成果和工程實(shí)踐經(jīng)驗，研討新一代航運系統理論體系、技術(shù)框架、實(shí)踐路徑。
論壇由水路交通控制全國重點(diǎn)實(shí)驗室、國家水運安全工程技術(shù)研究中心、智能航運與海事安全國際科技合作基地、智能航運與海事安全學(xué)科創(chuàng )新引智基地主辦，武漢理工大學(xué)交通與船海工程學(xué)部協(xié)辦。
自動(dòng)化是未來(lái)碼頭發(fā)展方向
港口是全球經(jīng)濟發(fā)展的“晴雨表”和重要支撐，然而港口作為傳統行業(yè)本身卻存在一些缺陷，將會(huì )面臨著(zhù)很多風(fēng)險：一個(gè)是勞動(dòng)強度大，港口的作業(yè)需要嚴苛的人力條件，二是作業(yè)環(huán)境艱苦，整個(gè)作業(yè)基本是在露天條件下，受到天氣影響較大，最后就是安全風(fēng)險高，因為在作業(yè)過(guò)程工作人員跟空中的貨物和水平運輸車(chē)輛等方面都存在著(zhù)交互和潛在的風(fēng)險。因此為了消除人身傷害，提升港口的作業(yè)效率，自動(dòng)化碼頭是港口未來(lái)發(fā)展的主要方向。山東省港口集團高級別專(zhuān)家張連鋼表示。
2023年11月，交通運輸部發(fā)布《關(guān)于加快智慧港口和智慧航道建設的意見(jiàn)》提出，到2027年我國將建設一批世界一流的智慧港口。
來(lái)自交通運輸部的最新數據顯示，目前我國已建成的自動(dòng)化集裝箱碼頭有21座，自動(dòng)化干散貨碼頭有28座，已建及在建的自動(dòng)化碼頭數量位居世界首位?；?G技術(shù)的新一代自動(dòng)導引車(chē)、無(wú)人集卡等智能化水平運輸設備率先投入使用，有的已經(jīng)實(shí)現集卡自動(dòng)化長(cháng)距離運輸。
在世界集裝箱第一大港上海港，以前配載一艘船需要4個(gè)小時(shí)，現在隨著(zhù)信息技術(shù)發(fā)展應用，5分鐘左右就可以完成一條船的配載工作，大大節約時(shí)間，提升效率。以前需要人工駕駛運輸車(chē)輛，現在已開(kāi)始規模運用自動(dòng)駕駛車(chē)輛，港口現場(chǎng)操作的人員也會(huì )越來(lái)越少。
我國“北煤南運”的重要港口黃驊港，通過(guò)自主創(chuàng )新，港口實(shí)現了全流程的自動(dòng)化作業(yè)和現場(chǎng)的無(wú)人化作業(yè)，裝船效率顯著(zhù)提升，輔助作業(yè)時(shí)間也大幅壓縮，現在船舶平均在港時(shí)間縮短了2天左右。船舶運行周轉效率的提高，為航運企業(yè)、港口企業(yè)的降本增效都發(fā)揮了很好的作用。
據介紹，我國制定發(fā)布了自動(dòng)化集裝箱碼頭、自動(dòng)化煤炭礦石碼頭設計規范等一系列的行業(yè)技術(shù)標準，充分發(fā)揮標準的引領(lǐng)作用，帶動(dòng)和支撐了智慧港口建設發(fā)展。同時(shí)，也在推動(dòng)相關(guān)技術(shù)和標準“走出去”，中國的自動(dòng)化集裝箱碼頭建設技術(shù)方案已走出國門(mén)，在部分國家港口也得到了很好地應用。
拖輪自主伴航智能化
在自動(dòng)化碼頭上，一艘大船在拖輪伴航下進(jìn)港靠泊，在完成自動(dòng)化裝卸貨之后，大船又在拖輪伴航下離港出海。中國船級社正高級工程師馬吉林用上述場(chǎng)景來(lái)表示拖輪伴航似乎作為整個(gè)航運大版圖的承上啟下的一塊，而實(shí)現拖輪的自主伴航就是航運智能化版圖的關(guān)鍵一步。
馬吉林表示，傳統的拖輪伴航是由拖輪駕駛員操控船舶，操控拖輪安全高效地接近被伴航的大型目標，但整個(gè)過(guò)程會(huì )面臨以下問(wèn)題，一是，隨著(zhù)當前船舶的大型化，船體外板的外飄，導致拖輪駕駛員視覺(jué)盲區越來(lái)越大；二是，當拖輪在伴航過(guò)程中，距離大型的船舶越來(lái)越近時(shí)，船間的效應愈發(fā)明顯，使得拖輪的控制也越來(lái)越困難；三是，大型船舶對拖輪的視覺(jué)壓迫感非常強，拖輪操作員的操作水平、作業(yè)經(jīng)驗、心理素質(zhì)，都可能導致他在作業(yè)過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生安全的隱患，以及作業(yè)效率的下降。而自主伴航技術(shù)的出現，則是為了解決上述問(wèn)題。
馬吉林解釋道，自主伴航的定義就是在有人監控的情況下，憑借著(zhù)先進(jìn)的感知技術(shù)、規控技術(shù)，由系統自主鎖定目標，并自主操控拖輪安全高效地接近目標、伴隨目標，直至并靠的行為。
在完成多項工作以后，拖輪自主伴航有了目前的階段性成果。4月13日—18日，在日照海域歷時(shí)6天進(jìn)行自主伴航功能全流程的測試，這次測試總共進(jìn)行了4類(lèi)試驗共計34項試驗項目。測試的結果顯示目前自主伴航系統的硬件運行是穩定可靠的，安全機制是完整有效的，目標的感知也是準確，并且整個(gè)跟蹤過(guò)程呈現穩定態(tài)勢。馬吉林表示，目前的整個(gè)系統自適應良好且人機對話(huà)交互界面也穩定友好。
馬吉林表示，整個(gè)自主航運系統的發(fā)展是通過(guò)一個(gè)又一個(gè)的應用場(chǎng)景不斷地突破和組合產(chǎn)生的。每一個(gè)應用場(chǎng)景涉及感知、認知、決策、執行過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中需要突破很多的技術(shù)，不僅包括意圖的認知，比如像人類(lèi)駕駛員一樣以一種類(lèi)人的決策能力展示自主航運的能力等等。他表示，在未來(lái)，希望所有共事者都能夠把自主航運每一個(gè)板塊、每一個(gè)環(huán)節都做到不斷地提升，最終實(shí)現自主航運的中國方案。
未來(lái)可能需要“小型化”自動(dòng)化港口
新加坡國立大學(xué)高級講師李浩斌提出了一種觀(guān)點(diǎn)，他認為未來(lái)可以是微型自動(dòng)化港口與小型自主船舶組成的集裝箱集輸運系統，成為衛港星鎮，從而使整個(gè)航運供應鏈更靈活、韌性、可靠。
中國的“一帶一路”的倡議，尤其是21世紀海上絲綢之路的投資建設，為沿線(xiàn)國家的經(jīng)濟發(fā)展，尤其是東南亞臨近海洋的各個(gè)發(fā)展中國家注入了新的活力。然而，值得注意的是海上絲路的沿線(xiàn)國家，大都沒(méi)有一馬平川的平原，人口聚集的地方很多被高山、河流與海洋分割，即便是臨近海岸的地方，也不是都有修建深水碼頭的條件。正如公路和鐵路有不同的等級，機場(chǎng)與車(chē)站有不同的規模。李浩斌認為港口與船舶的運輸形態(tài)也不一定是唯一的，服務(wù)于群島與近岸地區的實(shí)現區域內的貨物運輸，以及航務(wù)及疏運功能的水運系統，可能與今天服務(wù)于區域之間遠洋運輸的海運系統有很大的不同。
李浩斌認為，當船舶制造能力也能像汽車(chē)工業(yè)一樣富足的時(shí)候，集裝箱船舶的設計很有可能會(huì )從大型化轉變?yōu)榇笠幠６⌒突?。小型集裝箱船舶可能會(huì )更加自由地來(lái)往于通航能力較弱的水道，也可以減少等待貨物滿(mǎn)載的時(shí)間，完成時(shí)效性較高的運輸需求。
在李浩斌的設想中，未來(lái)小型船舶可以是智能與高度自動(dòng)化，且動(dòng)力為新能源可以做到凈零排放。
與此同時(shí)，與小型船舶相適配的則是小型集裝箱船舶的港口。李浩斌表示，這些港口可能是垂直泊位，靠船舶的矢量推進(jìn)實(shí)現自動(dòng)靠泊與節約利用岸線(xiàn)資源，它們可能只有一種標準化的單一港機設備，以增強系統的可靠性，可以分別對船、車(chē)、堆場(chǎng)進(jìn)行裝卸操作。如此，這樣的微型港口可以依靠低廉的建設與維護成本，在每個(gè)海上絲路沿岸部署。
（轉載自中國水運網(wǎng)）
