無人駕駛技術在港口機械上的應用

高延邦

摘 要：隨著工業4.0的到來，人工智能的快速發展，我國在許多科研領域有了巨大的進步，其中，比較令人興奮的是無人駕駛技術日益成熟，在國內外已經大量應用，如特斯拉無人駕駛電動汽車、奧迪系列無人駕駛汽車，我國也有不少無人駕駛實驗車輛已經上路行駛，如百度的最新無人駕駛巴士已經于2018年在雄安運行。港口流動機械（掛車、叉車、吊車等）由于工作環境差，工作時間長，易造成駕駛人員疲勞，易產生安全生產事故，給港口的機械管理工作帶來了很大的弊端，同時也可能給港口和員工帶來潛在的危險，而無人駕駛技術和遠程的操作技術在港口機械的應用將大大降低港口機械的安全生產事故的發生，同時也節約大量的人工成本，增大港口的經濟效益。本文就無人駕駛技術在港口機械作業上的應用進行探討。

關鍵詞：無人駕駛;港口機械;應用

中圖分類號：TP29? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2020）11-0087-02

1 無人駕駛技術的發展

無人駕駛是指車輛能自動實現路徑規劃、行為決策和運動規劃等駕駛任務的能力，車輛像機械人那樣依靠自身能力實現自動駕駛，稱為無人式自動駕駛，自動駕駛包括L1級駕駛輔助、L2級部分自動駕駛、L3級有條件自動駕駛、L4級高度自動駕駛和L5級完全自動駕駛，5個級別，美國機動車工程師協會（SAE）制定了美國無人駕駛車輛時間表：2000-2005年實現了L1級輔助自動駕駛，2005-2010年部分實現L2級自動駕駛，2010-2015年實現L3級有條件自動駕駛，2015-2025年實現L4級高度自動駕駛，2025-2032年以后逐步實現L5級完全自動駕駛。從目前無人駕駛的發展情況來看，這個時間表有望提前，如2017年百度采用了長城的WEY車型進行的L4級無人駕駛汽車，進行了路測，取得了不錯的成績。

2 無人駕駛技術在港口裝卸作業的優點

隨著我國成為世界第二大經濟體，我國的港口也得到了飛速發展，現在全世界10大港口之中就有7個在中國，特別是“一帶一路”經濟帶和海鐵聯運的發展，給港口帶來了巨大機遇同時也帶來挑戰，港口的吞吐量連年增加，港口設備也不斷增多，但同時也造成港口機械司機的大量缺乏，經常會出現有設備，但沒有司機作業的尷尬情況發生，而無人駕駛技術的應用將大大解決這一問題，港口機械由于工作環境差、場地單一，容易造成駕駛人員疲勞，造成安全生產事故。所以把無人駕駛技術應用到港口流動機械的作業上來，將大大降低作業工人的勞動強度，減少作業人員，最大限度的減少安全生產事故的發生，也為港口安全生產提供了強有力的保證。

2.1作業環境的的優點

港口機械作業場地相對固定、單一，一次性進行地圖采集就可以滿足無人駕駛的地圖需要，不需要時時進行圖像采集，大大降低無人駕駛在地圖采集上的成本，作業環境相對固定，并進行封閉作業，進行人機分離、沒有外來人員和其它車輛對無人駕駛車輛進行干擾，大大降低無人駕駛的危險性。而且機械設備不需要長距離行駛、相比公路上行駛的無人駕駛車輛，要安全許多，更方便進行無人駕駛的實施。所以在作業環境上，港口機械在無人駕駛方面有著巨大的優勢。

2.2無人駕駛的成本低，應用前景巨大

除了地圖采集的成本低外、現在無人駕駛的的技術越來越成熟，無人駕駛的成本也越來越低，從紅外線攝像頭、熱源傳感器、毫米波雷達、高精度地圖、人工智能學習等等的價格越來越低，無人駕駛設備的成本在整車的成本中所占的比例越來越少。無人駕駛代替了司機進行機械操作，這樣一來大大降低了人工成本，而且不需要任何的培訓就可以進行作業，屬于即插即用型。就以叉車為例，培養一個合格的叉車司機最少需要1年的時間。無人駕駛不需要任何的培訓，輸入相關操作的程序，就能作業。無人駕駛技術一個月單人工成本這一項最少可以節約費用8000-10000元，還可以24小時不間斷作業。因此，無人駕駛機械不僅工作效率高，還具有大大的降低物流和人工成本，無人駕駛是港口機械發展的趨勢。

3 無人駕駛技術在港口的應用

3.1港口應用的定位

由于我國的人口紅利的消失，人工費用持續增加，而港口物流成本中，人工費用占了60%-70%的比例，無人駕駛技術代替機械司機24小時不間斷進行作業，就真正意義上實現了港口機械的無人化作業，將極大的降低人工成本，如上海的洋山港全國最大的集裝箱無人作業碼頭，就真正實現了港口機械的無人化作業，因此全國港口機械進行無人駕駛作業將成為大趨勢，在未來的5-10年的時間必將在全國各個港口逐步實現。

3.2無人駕駛對港口硬件要求

港口作業場地必須進行封閉，沒有作業的工人或作業工人處在機械設備的作業安全范圍之外，保證作業工人的絕對安全，外來的倒運車司機必須離開作業場地，港口機械作業完畢后，外來人員才能進入作業場地。作業場地的地面安裝定位道釘使車輛能進行準確的定位，誤差不超過1厘米、只有這樣保證港口設備的精準定位，從而保證作業安全。在港口的中高空安裝攝像頭并進行聯網對作業場地進行適時監控、在港口的的燈塔上安裝5G基站，實現5G網絡對港區的全覆蓋，港口無人駕駛技術是在5G技術應用的大環境下，適時進行網絡傳輸，不會出現中間掉線、失控狀態，對每一臺設備安裝北斗定位系統，建立數據指揮中心，進行數據匯總，對車輛進行適時監控，防止意外事故的發生。

3.3遠距離的人員操控及平時車輛保養

建立數據控制指揮中心，安排專業技術人員對每一臺作業車輛進行監控， 一旦無人駕駛設備出現駕駛失控的意外情況，設備將會出現報警，進行緊急制動，由控制中心的技術人員進行遠程接管，防止機械設備出現失控造成的人員和物質損失。無人駕駛設備通過攝像頭和傳感器把視頻圖像和數據傳回指揮中心，方便技術人員對車輛故障進行分析，及時排除故障。必要時安排維修人員進行現場設備的維修。這就需要建立一支強大的技術隊伍和維修隊伍，平時車輛沒有作業任務或車輛工作滿12小時以后，都要安排技術人員和維修人員對車間進行日常檢查，包括日常的保養、無人駕駛設備的檢查如：輪胎及各種安全附件。從而保證每一臺無人駕駛設備都能正常進行作業，不會出現由于檢查和保養不到位，造成的機損事故和人員傷害。并將這些檢查記錄輸入每一臺設備的數據檔案中，方便維修人員進行日常檢查。

4 結語

綜上所述，無人駕駛技術現在的發展狀況已經完全滿足港口機械的作業要求并在將來完全代替人工作業，除此之外無人駕駛技術還有靈活性、通用性強和高效的優點，對作業環境和場所沒有太多的要求，如高溫、嚴寒、揚塵、輻射等等場所都能進行作業，大大提高工作效率，應用范圍越來越廣，如礦粉、煤炭、鋁粉、化肥、鋼材、原油、成品油、集裝箱等貨種作業。雖然現在我國在自動駕駛領域的研發起步晚、遠遠落后西方國家，但是通過我們不懈的努力，我國在無人駕駛領域也取得了不錯的成績，如地圖方面：百度地圖和高德地圖都進行對全國縣級以上道路測量的全覆蓋，還有2015年百度和奇瑞汽車合作進行了L3級別自動駕駛路測，2018年百度和比亞迪合作的無人駕駛巴士在雄安新區投入運行;機械工程車輛方面如：合力叉車的無人駕駛叉車、神鋼挖掘機的遠程操控等都代表了我國最新的工程機械方面的成就。雖然無人駕駛技術在港口作業還存在一定的缺陷，但是相信在我國科研人員和技術公司的努力下一定能攻克這些難題，讓無人駕駛技術在港口裝卸上發揮更大的作用。

參考文獻：

[1]張穎.從車聯網到自動駕駛 大陸集團助力汽車走入智能化未來[J].汽車與配件，2015（17）：52-55.

[2]孫寧. 基于多源信息融合的智能汽車環境感知技術研究[D].江蘇大學，2018.