全自動化無人碼頭技術(shù)創(chuàng)新及5G應(yīng)用探索

1、全自動化無人碼頭技術(shù)創(chuàng)新及5G應(yīng)用探索自動化碼頭起源與發(fā)展青島港自動化碼頭技術(shù)創(chuàng)新成果智慧港口5G應(yīng)用探索全自動化碼頭-大洋洲12澳大利亞Partrick碼頭全自動化碼頭-亞洲7中國青島港8中國洋山港9中國廈門遠海自動化碼頭全自動化碼頭-歐洲2荷蘭ECT碼頭3荷蘭Euromax碼頭4漢堡HHLA-CTA碼頭5RWG6馬士基MV II全自動化碼頭-美洲1東方海外LBCT半自動化碼頭1馬士基墨西哥LAZARO碼頭11PSA新加坡碼頭2紐約Global碼頭12印尼第三港務(wù)局碼頭3APMT 弗吉尼亞碼頭13韓國釜山系列碼頭4DPW 倫敦Gateway14臺灣陽明碼頭5DPW比利時澤布魯日碼頭15臺灣臺

2、北碼頭6法國LE HAVRE港SETO-MSC碼頭16香港HIT碼頭7韓進西班牙TTI碼頭17澳大利亞布里斯班和黃碼頭8HPH西班牙BEST碼頭18澳大利亞布里斯班DPW碼頭9DPW阿聯(lián)酋迪拜碼頭19澳大利亞悉尼DPW碼頭10阿聯(lián)酋阿布扎比碼頭自動化碼頭起源與發(fā)展自動化集裝箱碼頭的優(yōu)點安全可靠節(jié)能環(huán)保節(jié)省人工提高效率降低運營成本影響自動化碼頭推廣應(yīng)用的主要因素系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜裝卸效率低建設(shè)成本高建設(shè)周期長等自動化碼頭起源與發(fā)展自動化碼頭起源與發(fā)展自動化碼頭是世界港口未來的發(fā)展方向世界集裝箱 十大港口， 中國占七個5目前國內(nèi)建成投產(chǎn)的全自動化碼頭：青島港全自動化碼頭洋山四期自動化碼頭在建和籌建的自動

3、化碼頭：深圳廣州寧波大連天津自動化碼頭起源與發(fā)展青島港自動化碼頭地理位置平面布局圖規(guī)劃建設(shè)岸線2088米水深20米規(guī)劃泊位6個年通過能力520萬TEU可靠泊24000TEU及以上船舶青島港自動化碼頭青島港自動化碼頭2018年4月21日 創(chuàng)造最高作業(yè)效率42.9自然箱/小時的世界紀錄“中遠希臘”船霧天作業(yè)破紀錄自動化碼頭最佳效率獎關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新成果創(chuàng)新點1系統(tǒng)性構(gòu)建了全自動化集裝箱碼頭信息物理系統(tǒng)（Cyber-Physical System，CPS）一個中心：雙活數(shù)據(jù)中心三套系統(tǒng)：感知系統(tǒng) 調(diào)度系統(tǒng) 控制系統(tǒng)三個平臺:工業(yè)網(wǎng)絡(luò)平臺 生產(chǎn)管理平臺 模擬仿真平臺自動化橋吊自動導引車自動化軌道吊智能閘

4、口交互區(qū)關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新成果碼頭規(guī)劃階段構(gòu)建碼頭模型建模仿真碼頭整體布局方案系統(tǒng)研發(fā)實施階段各系統(tǒng)集成仿真優(yōu)化開發(fā)調(diào)試生產(chǎn)運營階段生產(chǎn)系統(tǒng)仿真參數(shù)與配置調(diào)優(yōu)優(yōu)化運營方案創(chuàng)新點2創(chuàng)建了可編程、易建模的全自動化碼頭系統(tǒng)仿真平臺動態(tài)路徑最短路徑規(guī)劃算法優(yōu)化算法多機器人防死鎖控制策略協(xié)同處理設(shè)計了AGV動態(tài)路徑規(guī)劃算法和防死鎖控制策略研發(fā)了自動化碼頭設(shè)備控制管理軟件岸邊作業(yè)水平作業(yè)堆場作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新成果創(chuàng)新點3關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新成果首創(chuàng)軌道吊“一鍵錨定”自動防風系統(tǒng)創(chuàng)新點401精準定位02控制軟件03錨定裝置無換電站 不離線電池電量 維持在 70%85%自動取電 技術(shù)滑觸線集電器淺充 淺放關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新

5、成果首創(chuàng)了碼頭重載AGV分布式淺充淺放循環(huán)充電模式創(chuàng)新點5智慧港口5G應(yīng)用探索應(yīng)用場景分類序號場景描述5G網(wǎng)絡(luò)需求整體需求描述時延帶寬可靠性控制級通信1起重機遠程操作場景（控制部分）超低時延，高可靠、少遮擋10-20毫秒內(nèi)50-100kbps99.999起重機遠程操作場景（視頻部分）低時延，高可靠 ，大帶寬，少遮擋50-80毫秒內(nèi)30-100Mbps99.92港區(qū)內(nèi)自動集卡的場 景低時延，高可靠，多客戶端，多遮擋， 大范圍運動50毫秒內(nèi)5-20Mbps99.9監(jiān)控級別通信3大數(shù)據(jù)流量監(jiān)控場景帶寬、容量要求高200毫秒內(nèi)2Mbps904低功耗傳感器通信數(shù) 據(jù)采集場景容量要求高盡量保障盡量保障90

6、港口業(yè)務(wù)對5G網(wǎng)絡(luò)的需求高清視頻數(shù)據(jù)現(xiàn)場分析現(xiàn)場視頻實施本地化分析和反饋，滿足控制實時性要 求和港口安全性要求定位和自動駕駛AGV、運輸車的實時定位，結(jié)合定位技術(shù)實現(xiàn)自動駕駛和輔助駕駛環(huán)境及設(shè)備參數(shù)監(jiān)控吊車等設(shè)備控制通過5G承載PLC控制信息，替代光纖通信。要求 高可靠，高實時性高清視頻無線回傳面向裝卸區(qū)、運輸區(qū)的固定、移動攝像機高清視 頻回傳，海面潮汐監(jiān)控船舶集裝箱視頻監(jiān)控人員通信需求智慧港口5G應(yīng)用探索已成功實施全球第一個5G自動化碼頭改造試點switch5G工業(yè)適配網(wǎng)關(guān)（接入端）Eth基站BPUCPE5G網(wǎng)絡(luò)AAUPLC server管理服務(wù)器端VLANBVideo serverVLAN

7、CVLAND5G工業(yè)適配網(wǎng)V關(guān)LANA（控制端）控制 客戶端管理 客戶端控制服務(wù)器端PLC 客戶端高清攝 像頭VLANAVLANBVLANCVLAND試點環(huán)境全自動碼頭107號岸橋?qū)嶋H環(huán)境愛立信5G基站和CPE設(shè)備5G創(chuàng)新中心自研5G工業(yè)適配網(wǎng)關(guān)通信距離30-150米，移動速率200米/分鐘試點效果各項指標滿足要求， PLC長時間可靠運行多協(xié)議，多業(yè)務(wù)并行，PLC+高清視頻回傳+操作+語音，上行穩(wěn)定200mbps通過5G網(wǎng)絡(luò)遠程控制抓取集裝箱成功智慧港口5G應(yīng)用探索青島港5G試點方案后續(xù)將逐步適配GE、施耐德私有工業(yè)協(xié)議，并引入TSN、語音和數(shù)據(jù)分析等能力技術(shù)突破點工業(yè)協(xié)議適配行業(yè)內(nèi)首次適配西門子工業(yè)以太網(wǎng)，實現(xiàn)專有協(xié)議在公網(wǎng)透傳，大幅降低方案成本面向5G的流量優(yōu)化首次針對現(xiàn)場5G空口特性設(shè)計流量整形模版，規(guī)避環(huán)境 干擾，保障關(guān)鍵業(yè)務(wù)指標穩(wěn)定多業(yè)務(wù)并行首次同時承載高可靠低時延業(yè)務(wù)與大帶寬業(yè)務(wù)，滿足港口 真實業(yè)務(wù)需求軟件定義提供云端平臺，實現(xiàn)基于SDN的靈活管理重要意義技術(shù)優(yōu)勢突出，可隨“一帶一路”全球復(fù)制行業(yè)頭部企業(yè)強強聯(lián)合，方案技術(shù)優(yōu)勢突出，5G應(yīng)用示 范作用強，可以迅速在全國、全球復(fù)制解決通用工業(yè)痛點，可移植性強可以作為通用產(chǎn)品，移植到大量其他基于PLC控制的工業(yè)、 交通等場景