5G技術在智慧港口中的創新應用

竇 永，欒文軒

（山東港口煙臺港集團有限公司，山東 煙臺 264000）

1 5G技術在智慧港口建設中的作用

1.1 提升信息傳輸速率

在現代物流中，企業需要在最短時間內獲取大量數據并進行分析，以確保物流系統的高效運作。其中，數據傳輸速率是一個重要的因素。傳統的移動通信技術，如2G、3G、4G技術等，雖然也能夠完成數據傳輸，但傳輸速率相比起5G技術依然存在較大的差距。5G技術具有超高的傳輸速率，能夠讓物流從“物”走向“信息”，帶來革命性的變革。5G技術支持大容量、高速率、低延遲的數據傳輸，可以提供穩定的網絡連接，使得大規模數據的傳輸更加快捷和穩定，極大地提升了物流信息化的水平，進一步降低了物流成本[1]。

1.2 提升智能化水平

5G技術作為萬物互連的核心技術，將為港口物流和運營管理提供更多的數據來源和更多的信息技術支持，使得港口運營更加智能、高效、可靠。比如，5G技術可以通過高精度定位，實現貨物的精準定位、跟蹤和監管，提升港口運作的效率和安全性。此外，在大規模的物流場景下5G技術的部署將有助于提升管理智能化程度，例如，可以在全球范圍內管理、監控、調度各類物流設施、設備，應用各種優化和智能算法，這些技術將使得物流行業整體效率有了極大的提升[2]。

1.3 實現遠程控制

在智慧港口中，大量機械設備需要對運營人員的指令進行響應和控制。傳統的控制方式一般是應用有線或局域網技術實現控制，但是在某些情況下，這種方式不僅耗費資源且操作不夠靈活。而5G技術作為一種高速率、低時延、高可靠的通信技術，可以實現遠程控制智能化設備，讓設備的狀態和運行數據實時傳輸，提高了港口物流運營的效率。

1.4 驅動物聯網產業發展

物聯網技術作為智慧港口的關鍵技術，已經成為應對快速增長的物流需求和可持續發展的重要手段。但要實現物流的變革，必須有一個完整的生態系統來支撐。在這個生態系統中，5G技術作為智慧港口的核心技術，可以為整個物聯網產業的發展提供決定性的推動作用。由于5G技術具有高速率、高可靠性和低延遲等優勢，因此其可以廣泛應用于智慧物流中，實現無縫連接和整合。隨著物聯網的不斷普及和發展，各種終端設備日益增多，而5G技術的介入，將會大大促進物聯網終端設備的智能化發展，從而推動智慧港口建設的發展和智能物流產業的發展[3]。

綜上所述，5G技術在智慧港口中的作用是多重的，包括提升信息傳輸速率、提升智能化水平、實現遠程控制和驅動物聯網產業發展等。只有將5G技術作為智慧港口的核心技術，港口運營才能在基礎設施和管理水平上實現整體升級，更好地適應物流市場和經濟體制的變化，以達到智慧港口和可持續發展的目的。

2 5G技術在智慧港口中應用要面臨的困難

2.1 網絡安全問題

5G技術的應用可以使得智慧港口中的各種終端設備實現高速、低時延地傳輸數據，并且可以提供更穩定、更可靠的數據鏈接。在這樣的發展背景下，網絡安全問題也日益受到人們的重視[4]。

對于智慧港口而言，一旦網絡安全發生問題將對整個港口的運行造成嚴重的影響。一些不法分子可能會利用技術手段對港口網絡進行攻擊，嚴重時甚至會導致整個港口系統癱瘓或者數據遭受泄露。因此，智慧港口必須加強網絡安全管理，建立完善的網絡安全保障體系，可以從技術安全、管理安全等多方面入手，為智慧港口的安全發展保障。

港口要加強管理與監控。對智慧港口通信網絡需要采用加密、身份驗證以及訪問控制等安全措施，通過網絡協議和軟件架構保證網絡的機密性、完整性和可用性。應采用登錄、審計、威脅檢測、網絡監控等安全措施。還應使用硬件防護方法，如芯片加密、口令加密和數字簽名等，對終端進行加密保護。此外，應用智能隔離、安全協議和防火墻等安全技術，確保傳輸信道的安全。

2.2 設備兼容性問題

5G技術的應用需要各種終端設備的支持，這就要求設備在協議標準、接口、軟件應用等方面兼容，以實現各種系統的協同工作和互操作。智慧港口中有多種設備，且來自不同的設備廠商，因此設備的兼容性問題較為復雜。

在智慧港口項目實施前，需要對設備進行全面的測試，以便能夠發現問題并進行針對性的解決。否則，在智慧港口系統運行過程中，可能會存在設備無法兼容、信息無法傳遞等問題，導致整個系統的癱瘓或者數據的不準確，從而對港口的運行產生影響[5]。

智慧港口要建立統一的技術標準，增加設備間的互通性。在設備的選型設計時，要有謹慎的態度，選擇可以與未來的設備兼容的設備。

2.3 成本問題

運用5G技術的需要建設龐大的網絡基礎設施，如基站、小區核心網等，這些設施的建設和維護都需要巨大的資金支持。對于一些財力有限的港口企業而言，其智慧港口建設資金有限，難以支撐5G技術建設成本。

對此可以利用開源軟件和硬件來開發多種智慧港口工業控制系統，這樣可以顯著降低智慧港口系統的成本。與此同時，還可以建立一個智慧港口應用共享平臺，使不同物流公司能夠共享重量等信息，以減少運輸和貯存所需的時間，并提高港口運輸的透明度和效率。

除了基礎設施成本，5G通信設備也需要更高的制造和維護成本。這導致5G技術的應用對于小型港口企業來說普及緩慢，大型港口企業則需要在運營成本上增加更多的投入，對企業帶來不少的經濟負擔。因此，降低成本是智慧港口完善5G技術的重要任務之一，需要在技術應用優化、經濟合理等方面進行探索[6]。

3 5G技術在智慧港口中的創新應用策略

3.1 5G技術應用于港口物流管理

3.1.1 物流信息追蹤

傳統港口物流信息采集主要依賴傳感器、RFID等技術進行，但這些技術都存在一定的局限性，如傳感器需安裝在貨箱上，且需定時充電，RFID需要刷卡才能進行物品的識別。而5G技術具有高速、高帶寬、低延遲的特點，可以全方位、高精度、實時和無死角的物流信息跟蹤和監控。因此，引入5G技術可大幅提高物流信息采集的效率和準確性，進而優化物流鏈條，提升整個港口物流管理的效率和效益。

3.1.2 智能倉儲管理

5G技術的高速、高帶寬、低延遲的特點，為港口物流管理提供了更廣闊的發展空間。在港口的倉儲管理中，應用5G技術可實現對倉儲物品的信息采集、實時監控和定位追蹤，增強能效管理、預警和動態調度等功能。將5G技術與大數據、人工智能相結合，可完善港口的倉儲智能管理系統，提高貨物管理的效率和準確性。

3.2 5G技術應用于港口運輸建設

3.2.1 智慧碼頭裝卸

目前，很多港口的裝卸操作工作仍采用人工操作，效率較低、安全問題較多。而5G技術可為智慧港口的裝卸操作提供智能化方案。例如，利用5G技術和機器視覺技術，可實現自動化的無人值守裝卸作業和安全監控，大幅提高運輸效率，同時減少人為錯誤操作，提高安全性[7]。

3.2.2 路況實時監控

港口運輸路段的交通狀況復雜多變，交通擁堵等問題經常出現，給港口運輸帶來不便。應用5G技術可實現路況信息的高效采集和實時傳輸，這對于準確把握港口運輸路況、提高運輸效率非常有幫助。利用5G技術實現路況實時監控，呈現實時的港口道路交通狀況，為整個港口運輸的調度工作提供重要的信息支持，同時提供更好的出行體驗。

3.3 5G技術應用于港口安全管理

3.3.1 安全監控系統

港口作為物流交通樞紐，其安全管理非常關鍵。目前，部分老舊港口在安全監控方面存在盲區和視野死角，而引入5G技術可利用其高帶寬、低延遲的優勢，進行寬帶視頻監控，將視頻流實時傳輸到監視中心，提高對港口狀況的實時監測，實現港口安全監測無縫銜接和遠程操作，以保證貨物和人員的安全，避免發生意外事件。

應用5G技術可以建立高精度定位系統，實現對港口區域和港口車輛的精準定位。這不僅有助于追蹤港口的運輸情況，還能及時發現異常情況和安全隱患。同時，無人駕駛技術也將成為智慧港口建設的重要組成部分。借助5G技術提供的無縫連通信號和智能識別技術的數據分析，可以實現對港口區域內不規則行為的預警和實時監控。比如危險品運輸、侵入警戒區域等情況，這將大大降低港口危險事件的發生率，保障港口的安全[8]。

3.3.2 智慧災害管理

港口周圍的氣候環境和海洋氣候變化多端，臺風、海嘯、暴雨等災害隨時可能發生。而5G技術具有高速通信和實時控制特性，可實現智慧災害管理，為港口的災害疏散和應急救援提供技術支持。

3.4 5G技術應用于港口智慧服務

3.4.1 智能導航服務

由于港口內交通復雜、道路寬度不一、標識標線繁雜，容易使駕駛員迷失方向而造成停機時間和成本的浪費。然而，智能導航結合5G技術提供的實時高清地圖和路況實時預警等功能，可以為駕駛員提供實時高溫航行暢通的信息，讓他們準確判斷方向并能夠更快地到達目的地，避免在港口范圍內亂轉，減少等待時間。

3.4.2 智能客服系統

在逐漸數字化和智能化的今天，客服不再是喊麥、耳麥等傳統工具的簡單積累，而是通過不斷創新和變革，提供高效、人性化、多元化的服務。當港口物流出現問題時，過去駕駛員、港口工作人員會長時間處于等待狀態，這不僅浪費了時間，也造成了情緒上的困擾。然而，通過5G技術的及時響應和智能化服務，我們可以為客戶提供智能、人性化的解決方案，提高服務質量并改善用戶體驗。這種趨勢將成為未來智慧港口發展的必然。

4 結束語

總的來說，5G技術的創新應用是未來智慧港口發展的必要條件。作為一個高度依賴信息科技的行業，港口需要5G技術，實現更高效的運營、更智能的管理和更安全的保障。同時，5G技術將帶來更多的變革，需要港口企業不斷學習與創新以適應市場需求，不斷提升港口的競爭力。