智能內河碼頭自動化與信息化建設

邱志超 南京港龍潭集裝箱有限公司

當前在我國社會經濟高速增長的時代背景下，內河航運憑借具有荷載量大、能耗低、占地少等特點，得到較大的發展，碼頭吞吐量逐年提升。為更進一步適應現代內河航運的要求，為船舶停靠和貨物運輸提供便利條件，越來越注重智能化建設，通過提升內河碼頭的自動化和信息化能力，切實發揮內河水運優勢、完善物流運輸網絡，實現航道、港口、輪船、主要干線、支路等協同發展。由此，在新時代下，為驅動高質量經濟發展，應當對內河碼頭進行自動化和信息化建設改造，提高智能運作水平，提升航運整體運作效率。

1.當前智能內河碼頭建設發展現狀

目前階段，國內外均對智能內河碼頭的認識有所提升，均按照當地特點和碼頭要求，采用先進的裝卸技術以及設備對資源進行優化配置，提升碼頭作業效率和質量。在國外發展進程中，主要是打造自動化集裝箱碼頭，選擇現代自動導引車、跨運車等運輸設備，科學規劃和控制車輛路徑，提升碼頭貨運整體效率，比如巴塞南歐碼頭是現階段較為典型的智能內河碼頭，其利用跨運車實施集裝箱搬運作業，可達到24自然箱每小時的效率，極大的節省了碼頭運行的人力和資金成本，提升港口運輸和通過能力，同時有利于降低設備和能源消耗，產生大量經濟效益。

而我國對于智能碼頭的建設起步較晚，但發展速度較快，圍繞“智慧航運”的目標，加速對傳統內河碼頭的改進，注重與互聯網進行融合，以此實現路線規劃、碼頭綜合運力展示、價格公示等功能，推動產業轉型升級。同時，我國作為水運大國，內河航運是一項重要貨運方式。而港口碼頭在內河航運中扮演重要角色，能夠起到中轉樞紐和上下游產業延伸的作用，并也是現階段供給側結構改革的主線任務。從我國整體發展層面上來看，很多內河碼頭均面臨轉型、重新整合等問題，還有部分規模較小、設備落后、運輸中轉滯后的碼頭，逐漸出現停用等現象，為此開展智能內河碼頭建設，提升自動化和信息化水平至關重要。近年，我國基于科技發展創新，出現多個內河航運智慧碼頭解決方案，為相關實踐提供了重要的經驗和參考，以船旺云港為例，其針對傳統碼頭落后作業模式，打造智慧掌上平臺，解決航運碼頭存在的信息孤島、數據交互困難、業務辦理多點觸發等問題，利用云計算技術、大數據技術、5G技術、AI技術等，為內河碼頭提供平臺化商業運營服務，滿足多用戶和多層次服務需求，為智能內河碼頭建設提供強有力支持[1]。

2.內河碼頭建設發展期間出現的問題

2.1 內河碼頭功能單一

結合我國目前內河碼頭建設實際情況，其主要存在的問題則是碼頭功能較為落后，比如大部分現有碼頭的功能較為單一化，僅能夠滿足貨物的裝卸要求，與其他運輸方式存在一定的脫節。常見表現為內河碼頭基礎設施建設不完善，阻礙內河碼頭發展建設的進度。同時碼頭內專用泊位的各種噸位和功能結構存在不合理的情況，缺乏較大的散貨碼頭專用泊位。現有泊位的占用空間比例過大，對于小型港口而言，其泊位能力不足。除此，部分港口碼頭的專業性大型集裝箱、散貨碼頭等泊位較為薄弱，能力欠缺，導致整體作業效率較低，運輸單箱貨物的成本較大。

2.2 碼頭服務能力不高

內河航運碼頭的服務能力不高是當前限制其建設發展的重要因素，其主要原因是人為作業環節多，比如對于碼頭停靠的裝卸船理貨作業，往往是采用目測和手工記錄方式，嚴重阻礙裝卸船效率，很容易出現錯漏等情況。然后在采用拖車等設備，將集裝箱送進場地內，針對卸船的集裝箱在進入碼頭堆位后，大多是運用人工安排形式，無法做出有效計劃，對集裝箱未來流向缺乏優化。另外一方面，內河航運碼頭的網絡服務功能滯后，比如很多業務必須要到碼頭進行辦理，遞交資料和繳納費用效率較難，尚未實現自助辦單、網上辦單、繳費等，影響實際服務質量。

2.3 場地規劃不合理

當前大部分碼頭雖然在場地內設置集裝箱堆場和倉庫，但在日常操作中，很容易出現操作混亂等局面，嚴重影響裝卸操作和交通流的運行，致使閘口通過效率較低，不利于海關等部門開展監管。除此，內河碼頭大多位于河流沿岸，對場地缺乏長期規劃，在城市建設發展的背景下，很容易出現場地分割、生產用地減少等現象。為滿足碼頭規模發展，通常采用設立外堆場的方式，進而導致閘口數量多、管理難度大等突出問題。

2.4 環境污染問題突出

由于內河碼頭臨近水資源，在貨運操作作業中，很容易出現環境污染問題。比如碼頭建設發展與貨物貿易量增加，為滿足各項需求需要開展相應的修筑和運營活動，這一過程將會對周圍環境造成較為嚴重的影響。除此，碼頭經營者在利益驅使下，對于綠色環保理念落實不到位，沒有制定完善的可持續發展規劃，導致水資源污染問題加劇。而且我國現階段對于綠色碼頭開發的規范、制度和政策等尚未完善，缺乏相應的建設指導，進而導致污染問題解決難度較大[2]。

3.智能內河碼頭自動化與信息化建設建議

3.1 自動化建設

針對智能內河碼頭的自動化建設，應當利用先進的科學技術，改善人工操作的現狀。比如可利用AGV場內拖車、遠程控制碼頭技術、AI技術、REID技術、箱身驗收認證技術等，改進傳統閘口設備，提升通過能力，構建完善的智能碼頭。在具體建設過程中，可從以下幾個方面出發。

（1）AGV場內無人駕駛拖車。該設備是指自動裝載導引貨物小車，其是采用自動化或人工運輸方式，對指定貨物進行自動裝載，嚴格按照實現設定的貨物運輸地點路線，實現自動駕駛，也可采用手動牽引等方式，將貨物運載到規定地點。同時借助自動化設備進行貨物裝卸。運用該項技術能夠有效改善傳統拖車的弊端，利用多媒體拖車傳感器技術開展人機融合，有利于穩定、可靠、準確的自動識別周圍拖車環境，如精確識別障礙物、拖車標線等。基于人工智能拖車芯片和決策分析算法，能夠有效處理減速、剎車、加速繞行等場景決策，保證碼頭貨物運輸路線最優，提升作業效率。

（2）智能化遠程操控技術。在智能內河碼頭建設中，運用先進的網絡、視頻、傳感器以及控制技術等，能夠直接從堆場管理系統中獲得相應指令，在借助算法分析，明確堆場的具體位置坐標，再將其轉化為信息發送到指令執行設備中。比如碼頭橋吊司機僅需要根據控制系統屏幕的信息顯示內容，同時操作三四臺機器從事作業。所以通過利用智能遠程控制系統，有助于提升起重設備在堆場內的使用效率和作用效率，進而改善碼頭操作環境。

（3）REID技術。由于內河碼頭主要作業內容即是對集裝箱進行裝卸和運輸，為保障作業精確性，可利用REID技術。其是指射頻自動識別信號技術，能夠獲取目標工作對象的信息，再通過識別分析，準確定位目標，從而實現相應的作業。該項技術的運用無需人工干預，可在各種惡劣環境下開展有序動作。同時REID技術不僅能夠自動識別用戶高速移動的多個物體，還能夠聯合IC數據卡，在數據交換的基礎上，將貨物準確裝卸到對應的運輸設備，同時對各項讀取信息進行儲存和傳輸，有利于簡化作業人員錄入運輸資料的操作流程，縮短集裝箱卡機在運輸通道上的停留時間[3]。

（4）AI技術。人工智能技術在內河碼頭建設中具有重要意義，比如通過AI視頻識別技術可通過圖像采集、圖像預處理、特征提取、設計分類器、決策分類等實現作業優化。比如在進行圖像數據采集時，為有效應對碰撞、磨損、掉漆等事故，防范出現號碼字符殘損和缺失等情況，需提升辨認率。并可附加外加光源，盡可能減少天氣和光線對辨認結果的干擾，有效改善系統預處理和箱號辨認精度。再經過去噪、平滑以及變換等圖像處理操作，進而凸顯圖像重要信息和特征。最后，對分類其進行設計，按照程序制定科學的識別規則，按照相應規律進行圖像識別，以此提升辨識率，確定圖像目標。在建設過程中為避免圖像成像出現噪聲，應當針對其出現不同濾波采用相應處理方式，在采用二值化處理，將字符與背景進行分離，再利用神經網絡，有效訓練和辨認字母及數碼，可發揮AI技術優勢，自動處理碼頭作業任務，減少人工干預，提升整體運行效率。

（5）智能導航技術。在內河碼頭作業過程中，如貨物運輸司機不熟悉場地內道路，很容易出現行車路線錯誤的問題，不僅影響作業效率，還有可能出現安全事故。因此在自動化建設期間，可利用智能導航技術，為貨運司機提供清晰的路線引導，提高港區內部安全系數和通行效率，并能夠解決道路擁堵等問題。其主要是采用北斗技術，基于糾偏研究以及復雜道路算法處理等，針對內河碼頭建立內部導航系統，引導貨運司機準確到達場地指定位置。同時也可自動接受各項作業任務信息，加快信息傳遞，保證貨運效率得到大幅提升[4]。

3.2 信息化建設

智能內河碼頭的建設，需要提高信息化水平，通過建立信息共享平臺，構建碼頭操作系統，有利于接受并按照通關需求生成相應的單證，便于貨主進行申報和政府部門審批，提升碼頭單位操作效率。同時在信息化技術的支持下，能夠全面匯總物流信息，為相關物流鏈路上的所有單位及人員等提供快捷的查詢服務。比如利用EDI技術，有效對參與貿易各方的商業文件數據進行處理和分析，其可參考國際上公認的EDI標準報文格式，借助專用計算機網絡實現信息的傳遞、接受和處理，全程由計算機自動化操作，無需人為干預。同時EDI技術能夠實現數據交接和自主辦單等業務，相關人員借助互聯網、移動小程序技術為客戶提供辦單服務，并實現交提箱拖車作業指令分撥、自助安排作業任務車隊，保證閘口和場地內辦公無紙化。除此，EDI技術能夠作為連接內部和外部客戶的紐帶，接受客戶委托、協調內部運作、統籌現場作業等。而且有利于通過EDI對接方式，將企業內部系統的進出口業務數據，發送到客戶服務模塊中，實現自助辦單，有助于為客戶提供全流程跟蹤、信息監控等服務，提升內河碼頭信息化水平，形成一站式服務[5]。

4.未來智能內河碼頭的發展方向

在未來發展階段，針對智能內河碼頭建設發展，除了提升自動化和信息化水平外，還將注重綠色化建設，其是今后實踐中的重要方向。尤其是在內河水運事業不斷發展、對生態環境質量要求越來越高的趨勢下，內河碼頭綠色化建設需求日益增加。因此，智能內河碼頭建設將會圍繞可持續發展目標，強調節能環保，在雙碳政策引導下，合理規劃碼頭場地，與自然環境形成協調關系。并側重對不可再生的岸線資源實施科學規劃，落實保護控制措施。比如在未來發展進程中，內河碼頭針對節能減排將探索使用岸電、天然氣等清潔化能源，大力推廣太陽能、水能、風能等可再生資源。對于碼頭裝卸的揚塵問題，將引進防風抑塵網技術、綠化生態抑塵技術等，避免粉塵擴散。另外，我國將會針對內河碼頭建設，加快對相關節能減排、綠色低碳和環境保護戰略的制定，積極強化頂層設計，構建完善的綠色水運標準化體系，推動智能內河碼頭的健康發展。

5.結語

綜上所述，基于當前我國內河航運事業以及物流運輸體系的發展，內河碼頭的吞吐量逐漸上漲，為有效提升作業效率，實現資源優化和高效利用，則必須推進智能內河碼頭建設，通過利用現代科學技術加強自動化和信息化水準，切實提升管理能力，助力地區經濟發展。由此在內河碼頭建設中，應當結合其現存的問題，積極借鑒國內外發展經驗，科學運用各項自動化技術和信息化手段，構建完善的智能運行系統，以此提升碼頭綜合競爭能力，并不斷趨向綠色化發展，實現可持續目標。