人工智能加速港口“智慧”升級

宋杰

全球10大港口中國占7個

2016年全球排名前十的港口中有7個位于中國，上海港拔得頭籌，深圳港、寧波—舟山港分列第三、四位。而根據交通部2月發布的數據，若以貨物吞吐量計算，寧波—舟山港2016年預計的貨物吞吐量達91777萬噸，位列國內首位。

2013年我國成為世界第一貨物貿易大國，海運貨物貿易額占我國對外貿易總額的65%左右，且90%以上的外貿貨物通過海運完成。作為交通和物流樞紐，港口正在“一帶一路”戰略中扮演著重要角色，加快港口轉型升級與協調發展勢在必行。

據《中國經濟周刊》記者了解，中國港口正掀起人工智能碼頭改造的熱潮，2月初，交通部曾發布《關于開展智慧港口示范工程的通知》，而一批中國科技創新企業正以人工智能為切入點參與其中。

港口如何變得智能？

從識別集裝箱號做起

上海西井科技（下稱“西井科技”）作為上海本土的科技型創新企業，也是目前國內唯一運用神經形態工程學（Neuromorphic Engineering）研制類腦智能專用硬件、芯片以及相關落地應用的人工智能公司。所謂神經形態是利用具有模擬電路的超大規模集成電路來模仿人腦的神經系統，最終目標是制造一個仿真人腦的芯片或是電路。而公司產品未來將應用于物聯網、智慧城市及港口、精準醫療、大數據分析、工業4.0等領域。

目前，西井科技已完成全球首套類腦智慧港口系統“WellOcean”，該系統也是全球首套在集成電路領域基于類腦神經形態專用硬件并配合獨有的神經形態人工智能算法的軟硬件一體化服務體系，可以幫助港區分階段實現無人化物流運作，最終達成港口360度全方位智能化。

2016年12月，專注于智慧理貨的WellOcean一期在寧波—舟山港旗下的大榭招商國際碼頭全面投入使用，首次實現了集裝箱碼頭的無人智慧理貨。

識別集裝箱號的難度在于箱號并非標注在平面而是在曲面上，字符區域附近有非常復雜的紋理與噪聲，加上海運露天腐蝕出現油漆脫落等情況，也極大增加了箱號的辨識難度。那么，如何訓練一部機器迅速、準確地讀出上面的箱號呢？

西井科技首席產品官趙楨向《中國經濟周刊》記者介紹說，西井科技正是運用了全球領先的神經形態學技術原理，自主研發出的硬件和算法相結合，通過機器學習得以實現。由于集裝箱的作業通常在露天環境，易受到港口所在地氣候、光線條件等影響，而WellOcean則不懼風雨、光線強弱等自然條件限制。

“根據港口統計，港口理貨人員記錄集裝箱號的平均準確率為92%，而我們接近了100%，已經超越了人類的平均準確率。形象的比喻是阿爾法狗學習了圍棋棋譜戰勝了人類，我們的系統學習了識別集裝箱號后超越了理貨人員，并且已經可以適應各種極端情況和復雜環境。”趙楨介紹道。

識別集裝箱號為何如此重要？記者從港口管理人員處了解到，集裝箱號是集裝箱在整個港區進行裝卸船、堆放、驗殘、出關等作業時流轉的依據，整個港口大數據系統正是圍繞集裝箱號展開的。但集裝箱號運用現行技術手段識別準確率僅為80%～85%，還必須提前接入港口數據庫，且難以識別有瑕疵的集裝箱標記，因此各港口還要配備大量的理貨人員專門記錄集裝箱號再人工錄入系統。這不僅導致人力成本上升，而且會為理貨人員帶來安全隱患。

人工智能如何幫助“降成本”？

港口業從機械時代轉向人工智能時代已經成為國內大型港口集團的共識，行業內部也積極行動起來。中國港口協會為了推動會員單位間的技術更新與交流，專門成立了港口科學技術委員會，并設立中國港口科技進步獎和中國港口技術發明獎。在各港口集團會員單位推動下，2016年全國港口在青島召開了首屆集裝箱碼頭自動化推進與技術交流會。

上港集團就在其“十三五”目標中明確提出建設科技引領的智慧港口。“國際航運中心”位列上海建設“四個中心”的目標之列，因此除了有世界級的港口之外，也應有與之相適應的世界級港口智慧系統配套服務商。西井科技正致力于將WellOcean打造成為世界港口智慧化標桿系統，推動類腦智能港口應用的產業化進程。

據介紹，WellOcean一期除了識別集裝箱號外，還可以自主識別裝卸船狀態、港區內卡車頂號、作業車道等，而在雙集裝箱作業時要同步識別兩個不同的集裝箱號、識別集裝箱靠近車頭或車尾等。通過使用這套系統，試點碼頭已將原裝卸船時間大幅縮減，碼頭效率大幅度提升，未來碼頭實現突破原有設計吞吐量成為可能。同時，大幅度降低人力成本，人員投入僅需原來的七分之一，剩下的理貨員主要處理港口臨時計劃改變，不負責集裝箱號錄入工作，并且已不需要在作業現場工作。

趙楨對記者表示，中國的人工智能有很大的可能通過港口行業邁向國際。據了解，目前除了在寧波招商大榭碼頭全面試點外，已經有3到4家大型港口集團與西井科技開始接洽，而且這些港口集團均為全球排名前十的中國港口集團。

2016年5月，西井科技在由工信部主辦的2016中國國際電子信息創客大賽總決賽中獲得三等獎——“云梯獎”。

交通部官網曾刊文對比我國與發達國家企業的物流成本，指出我國企業的物流成本占銷售額的比例高達20%～40%，發達國家僅為9.5%～10%。

談及未來，趙楨表示目前的智慧港口系統只是智慧理貨，緊接著公司將圍繞港口內部作業生態，開發無人智慧閘口、無人吊裝、港區360度智能無人化值守等子系統，不斷豐富類腦智慧港口系統，大幅度降低港口運營和管理成本產生更大的間接經濟效益，推動集裝箱貿易物流鏈各環節成本逐漸下降，打造真正意義上的無人化港口。不僅是港口，隨著WellOcean的功能不斷充實，未來它將不僅應用于沿海港口，中國內陸的眾多集裝箱轉運中心、物流保稅區、海鐵聯運等都可以運用該系統的智慧理貨、無人吊裝、智慧閘口、區內無人車駕駛等子系統，實現集裝箱大物流領域的提效降本，為公司帶來可觀的直接經濟效益，更可以通過降低大物流體系的成本，降低產品制造、貿易等環節成本。