2020年10月29日，以“物联发展新机遇 数字经济新动能”为主题的“2020浦江创新论坛·新兴技术论坛 I”圆满落幕。邀请国内外致力于智能物联网（AIOT）技术研发及产业化的机构与知名管理者、科学家和研究专家，分享技术最新动态、经典案例和经验，探讨物联网技术的新机遇和新场景。我们将继续刊发演讲报告的精彩内容，本期报告来自上海国际港务（集团）股份有限公司技术中心主任黄秀松。
全球国际贸易的85%以上是由海运物流完成的，港口码头是连接海路的重要枢纽，在整个国民经济发展过程中起到至关重要的作用。
近几年随着媒体的报道，有关港口码头的画面曝光度变高，尤其是2017年习近平总书记在新年贺词中点赞洋山港，吸引了圈内外人士的广泛关注。
港口码头到底是做什么的呢？最主要的就是货物的装卸和缓存，特别是传统装卸。所以在整个集装箱码头，有三大机械来完成整个运输。
从整个业务形态来讲，港口运输包括以下几类：一是国际中转，干线船过来的箱子在码头落地以后，通过另一个干线船送往其他国家，我们称之为国际中转；二是国内中转，例如从日本或新加坡过来的箱子可能最终要去青岛；三是长江的支线中转，包括内河中转、铁路中转。所以中转业务实际上在整个上海港的业务占比中达到50%。其他就是通过门到门的运输方式，把集装箱的货物直接送到客户手上，我们称之为门到门业务。
二、港口码头的自动化建设及其局限性
随着这几年通信技术、人工智能技术、物联网、大数据、云计算等技术的发展，我们在2017年完成了洋山四期的自动化码头建设。
洋山四期是目前全球规模最大、智能化应用程度最早的自动化集装箱码头。
我们完成了从生产的组织、计划，到整个生产的过程控制，再到设备装卸的全自动化。现在随着洋山四期建设的开展，还有一些其他大型港口，比如天津港也在建设之中，宁波港正在进行规划。
但总体来说，自动化码头建设的可复制性、可推广性还很不理想。最主要的原因除了建设周期较长，投资成本较高以外，还受到一些其他局限性的影响。一是在洋山四期这种全新的码头，都是通过垂直布局的，整个作业的装卸区在实现全自动化的同时，还可以做到很安全，所有的无人车辆都封闭在场地之内。二是我们的设备都是全新的，尤其是桥吊，从船上一直到堆场上面都采用了双车，用两个小车做接力，中间接力的过程正好解决了船上面箱子拆装锁钮的问题。这个问题到目前还没有很好地解决，仍没有成功实现自动拆装锁，所以在洋山桥吊上配备了人工拆锁钮的平台。但没有自动拆装锁钮的技术，传统码头的自动化改造就不太可能实现。
三、码头智能化改造的愿景目标
洋山四期今年投入做了传统码头的智能化、自动化改造，意义非常之大，全球还没有一家码头能够成功从传统码头转型成全自动化码头。
如上图所示，对传统码头进行改造的愿景包括：
1.
整个码头是全自动动态的。
2.
在全域过程当中自动化和人工司机能进行混合物理操作。
因为传统码头与洋山四期码头不同，多为平面布局，外集卡（集装箱卡车）需要进到码头的堆场进行作业，不像洋山四期码头是直接通过轨道交付的。但是外集卡的进场势必造成在堆场里既有无人的自动AIV（自主导航车），也有由人开的集卡，进行混用。所以，希望是一种混合作业模式。
3.
生产组织与过程控制的智能化。
4.
解决安全问题与和谐问题。
所谓和谐就是由人开的集卡司机，不会因为看到无人车辆而感到害怕，造成心头恐慌。
5.
整体效率的提升，
要比现有的人工传统码头更高。
6.
能耗要有所降低。
7.
服务水平要有所提高，
包括管理和治理水平。
1.岸桥改造
所谓改造，即对原来设备的升级，而非更新，尤其是主要的装卸机械——岸桥。与洋山四期的双小车不同，传统码头的岸桥是单小车，所以要把单小车岸桥改造成自动化的。之前我们做到的是对船车和集卡车做远程操控，中间过程是做的自动化。我们希望除了船车以外，其他的都能做到全自动。
2.轮胎吊改造
全自控码头都是有轨道吊的，存在一些局限性：一是轨道吊投资较大，成本较高，因为轨道吊对场地的地基要求比较高，就像火车一样不能有沉降，尤其是局部沉降。二是轨道吊的灵活性较差，它只能在轨道吊轨道上走，不像现有传统码头的轮胎吊，可以去任意场地的任意地方。所以，轨道吊的数量要能满足整个生产的需求。
而轮胎吊的改造难度在于，因为是轮胎，所以在大车行走过程中，不仅要做定位，还要做纠偏。稍有偏差，在实际堆场里面有些作业可能就没法实现。所以要把轮胎吊从传统的远程操作改为全自动。
3.水平运输改造
关于水平运输，我们曾在东海大桥上做过一些智能重卡的无人驾驶测试，但是现在的智能重卡上仍得有人，至少要有人监督。这个监督人什么时候能够下来，国外最乐观的估计要到2025年以后。所以我们现在就不用智能重卡，而是直接采用不带车头的无人驾驶装置。
4.拆锁钮装置的自动化改造
5.混用的安全问题
最需要重点解决的难点问题，当属混用的安全问题。如前文所述，在平面布局的码头，外集卡要进场与内部的AIV混用，所以需要车联网技术、车路协同技术，还要系统的联网技术。此外，我们说的混用不光指集卡的混用，还包括AIV混用，有人和无人桥吊的混用等。
从整个数据来说，有船、桥吊，有无人和有人的集卡，有作业的任务箱量。关键问题在于，这个数据并非把所有的物联数据输入到中控，由中控通过计算以后再去处理，因为需要好多边缘计算。比如船在执行过程中，可能需要桥吊的数据，桥吊的数据可能要给AIV用，AIV的数据要给堆场用，相互之间都有数据的获取和数据的共享。所以，实际上所有的数据都是多目标、多约束的计算。
希望通过多目标、多约束的物联数据计算，最终实现协同、高效和安全。
（本文由雷蓉根据黄秀松在2020浦江创新论坛-新兴技术论坛I上的演讲整理，未经演讲者本人审阅
。
）
黄秀松，上海国际港务（集团）股份有限公司技术中心主任，我国规模最大、自动化程度最高的洋山四期集装箱码头管控系统总设计师。
技术赋能智慧城市，一网支撑治理转型
物联、数联、众联-AIoT赋能智慧城市
５Ｇ技术将赋能上海计算，实现“云-边-端”三位一体的计算体系
新技术，让城市更美好——智慧伦敦计划简介
我的科研我做主！上海科改“25条”出台，为科研人员放权赋能！
连接-计算-智能，赋能产业新发展——上海工博会观感
新基建时代中速率无线物联网通信技术-Cat.1
一个智联万物、智联未来的新世界——2020年工博会参观有感
漫谈混合现实（MR）技术之一 ——什么是混合现实（MR）技术
