5G赋能 让智慧航运图景愈加清晰

(原标题:5G赋能 让智慧航运图景愈加清晰)

日前召开的中共中央政治局常务委员会会议提出“加快5G网络、数据中心等新基建进度”,“把在疫情防控中催生的新型消费、升级消费培育壮大起来”。要以需求为导向,大力推进5G等新基建,支持数字经济等新业态发展。

科技创新,向数字化、智能化转型升级,是航运企业高质量发展的必由之路,数字化创新在航运领域的应用也将给行业带来质的飞跃。未来,5G与现代航运业尤其是港口和船舶作业的结合,将为科技助力航运业高质量发展提供新动能。

探索5G智慧港口场景

中国企业在5G智慧港口场景应用上的探索早已展开。2019年11月28日,青岛港全自动化码头二期投产运营,在全球率先完成“5G+自动化技术”全覆盖,解决传统模式下的通信干扰、高时延等问题,大幅提高岸桥、轨道吊和导引车的连续作业能力与可靠性,整体提升码头运营效率。本次试验成功实现毫秒级时延的工业控制信号和高于三十路高清摄像头视频数据在5G网络的混合承载,支持实际生产中对自动岸桥吊车的无线控制和视频回传,性能表现稳定,实地验证5G网络在智慧港口场景中的应用及多项关键技术。

2019年6月24日,“招商局5G智慧港口创新实验室”揭牌,开展5G业务在港口的全面应用试验,标志着5G智慧港口建设全面启动。通过应用5G技术、自动控制、物联网、大数据和人工智能等先进数字化技术,海星智慧港将打造成为招商局智慧港口的标杆。

招商局集团副总经理邓仁杰表示,未来招商局港口将引入创新投资基金,以海星集装箱码头改造为契机,利用该码头的场景搭建5G技术创新平台,与各方合作伙伴一起探索5G技术在港口行业和全球供应链的应用,为港口行业提供示范。助力深圳建设粤港澳大湾区5G国际科技产业创新中心;发挥各自优势,在智慧港口、物流和贸易等领域进行探索研究,共同建设智慧港航应用开发生态。

2019年7月28日,厦门移动与厦门远海集装箱码头签署《战略合作协议》,并发布厦门首个智慧港口5G应用。这是继2019年7月19日中远海运集团与中国移动签署《战略合作框架协议》后,双方积极推进战略合作取得的重大进展。

厦门远海集装箱码头负责人介绍,有线光缆受制于机械作业的移动范围,码头沿岸无法充分覆盖前端生产点位,而4G网络在时延、带宽上也无法满足生产作业的性能要求。5G技术的加快发展,给码头运营带来创新的可能。立足合作框架,双方构建起全球首个5G信号全覆盖码头港口,实现下行超过800Mbps,上行超过60Mbps的预期效果,为现有生产作业、办公运营、仓储物流、对外服务等场所提供优质的无线通信服务。

同时,双方进一步打造新一代港区5G虚拟园区专网,以5G架起最后一公里的“空中光纤”,有效满足码头专网对网络通信安全性、私密性、业务可靠性等方面的需求。此外,借助5G网络特性,厦门远海集装箱码头、中远海运科技、厦门移动还联合试点发布《5G智能司机行为管理应用》,实现运输车辆司机行为智能分析、记录及告警,大大提升码头运输的效率及安全性。

下一步,双方将继续响应国家5G战略工作部署,共同探索港口生产中的自动驾驶、远程控制、外轮理货等信息化新应用,全力提升港区智慧生产作业能力,助推港口行业高质量发展。

智能航行集装箱船起航

5G与智能航运的融合在青岛起航,有望应用到中国首艘300TEU型智能航行船“智飞”号上。3月16日,青岛联通与智慧航海(青岛)科技签订《5G智能航运应用示范项目战略合作协议》,共同研发制定《国家无人远洋船5G及海上航运卫星通信行业标准》。根据协议,双方联合构建以4G、5G及海事卫星等为通信手段的沿海港口、近海和远洋航线的海上移动通信网络,合力打造5G智能航运青岛示范城市。

实现运输货船的自主航行,在技术层面上相当复杂,既要有远程通信、智能化电子海图、航行环境实时感知及重构、船舶航行控制等技术,还涉及智能感知与认知、航线自主规划、自动靠离泊、动力巡航等技术。而以5G为代表的远程通信是关键技术之一,无论是“船船”“船岸”通信,还是船岸设备间数据同步,都需要高质量、高速率的通信保障。由于海上难以大量布局5G基站,无人船需要根据港口、近海和远洋的不同场景,综合应用4G、5G和卫星等多种通信方式。

卫星通信主要解决智能船舶在远洋航行中的通信需求,但因通信价格较高,只用于应急突发状态;载波通信用于智能船舶近海港口附近远距离通信需求;4G通信解决近海30海里内的通信需求;5G通信解决港口附近超大量数据的导出。

目前,港口通信以有线线缆为主,部分场景使用WiFi。随着港口和船舶的数字化、自动化、智能化演进,港区的连接设备将大大增加,数据量以TB级计算,传统的2G、3G、4G及WiFi技术都将解决不了连接需求。

以一艘智能船为例,只考虑单船航行对航行环境的感知需求,每天数据量在1TB左右;如果是在测试场正常运营状态下,每天的通信数据量可达到数十TB。青岛联通即墨分公司王晓光介绍:“无人船运行中的大量数据资料,需要发送到岸上后台进行分析处理,4G网络无法应付,用有线传输方式既不方便,带宽也不够。5G则发挥高速率、大带宽、低时延、高可靠的优势。”

智慧航海(青岛)科技总经理姜海鹰表示,5G通信将率先用在“智飞”号集装箱船上,实验和验证“基于船岸协同的船舶智能航行与控制关键技术”科研成果。

“智飞”号集装箱船是国家重点研发项目“基于船岸协同的船舶智能航行与控制关键技术”科研成果集中应用的示范船。2019年12月,智慧航海(青岛)科技与青岛造船厂签订“智飞”号集装箱船建造合同,建成后将成为中国首艘具有智能航行能力的面向商业运营的大型集装箱船。

作为青岛智能航运先行示范区项目的落地实施应用单位,智慧航海(青岛)科技正在加速建设集研发、示范应用、产业化为一体的智能航运综合实验基地,并利用自身强大的吸附能力,形成智能航运产业集群。

构建数字经济新航运模式

3月27日,中共中央政治局会议精神给出明确的政策定调,即扩大内需,启动新型基础设施建设(新基建)。“新基建”有助于稳增长、稳就业,释放中国经济增长潜力,提升长期竞争力。

“新基建”和“新消费”都植根于数字经济,以5G新基建扩大有效投资,以新消费推动消费提质扩容,两者相互促进,有望成为带动中国经济“疫”后反弹的“双引擎”。

5G的发展对经济新领域和新空间的拓展是“5G+”。5G本身只是一个连接技术,更多的是需要与云计算、大数据和人工智能等技术相结合,通过5G这种大的渠道收集数据,通过这些新型信息通信技术分析和产生更多新的应用和新的服务,形成一个整体的解决方案;“5G+”是5G与各行各业结合,特别是产业数字化与一二三产业的结合,以此加速传统产业网络化和智能化的发展。“5G+”催生更多的需求和服务,加速整个数字经济的发展。

3月,5G应用产业方阵与中国信通院联合发布《疫情防控中的5G应用研究报告》,展示通过5G推动信息消费,特别是在医疗教育等行业领域相融合,将对新冠肺炎疫情防控和复工复产发挥重要的作用。

在“5G+”的应用场景中,与航运业相关的是智慧港口和智能船舶应用。青岛港自动化集装箱码头、厦门远海集装箱码头等开展智慧港口的场景应用,通过远程作业进行自动驾驶,包括集装箱的操控等,在工作效率、安全性及降低人员成本方面,都得到大大改善。

2019年6月11日,香港船东协会与E-PORTS联合召开国际船东研讨会,主题为“智能航运——巨大变革已来”,研讨传统航运企业如何过渡到智能航运时代,探索新航运时代的船舶服务标准及企业发展机遇。

E-PORTS平台CEO黄启洲表示,在5G的环境下应该强调“船”与“岸”的联结,要从管理层面上提升港航一体化和信息化水平,做到可视化跟踪、标准化节点把控,让船舶经营管理方可以真正随时随地把控船舶在港的所有动态。

黄启洲提出,E-PORTS深入整个行业的痛点和需要,不仅为行业提供以数字化为驱动的综合在港服务解决方案,同时将航运服务落实到行业的每一端,细化到每一项操作中间,缩短航运产业链的对接环节,简化传统航运服务的信息传递。

黄启洲希望通过第三方平台的解决方案,真正实现港口、船舶、管理服务方的信息共享与交互,加强港航企业间的互联互通,并以此提升港航服务的执行效率,降低航运产业服务总成本。

上海国际航运研究中心航运信息化研究室主任徐凯表示,数字时代的新航运模式,核心将是“大数据+航运”,即实现由信息平台自动进行数据挖掘并将得到的新数据应用于航运实践中。

发展智慧航运,大力推进智能港口、船联网、航运电子商务等应用性平台建设需要三个必要条件,即实现航运数据标准化、构建航运信息共享平台、提供航运大数据分析服务。在可以预见的将来,智能航运时代的客户互动都将逐步趋于线上;航运业会以提升客户服务体验作为未来的竞争方向,客户会期待全流程线上交易,这也将成为智能航运时代的新行业标准。随着数据生态链的影响进一步扩大,所有行业参与者都将逐渐互通互联。

面对5G智能化的未来,整个航运业势必面临更多挑战。航运大数据亿海蓝技术总监林书来表示,5G场景应用较早应该在移动通信,需要高速传输的领域,如无人驾驶、虚拟现实等,对航运的影响会是一些应用的直接嫁接;江南造船(集团)技术中心主任胡可一指出,建立单一数据源、电子模型,这是无人船智能船的基础,控制需要通讯,5G可以大大提高响应速度。可以说5G的商用进程将加速智能船时代的来临。

5G新基建抢占制高点

5G即第5代移动通讯技术,与4G相比,5G在用户体验速率、连接设备数量和时延方面具备明显优势。速率上,5G基站峰值速率和用户体验速率分别达到20Gbps和100Mbps,分别为4G的20倍和10倍;连接设备数量可达100万终端/km3,为4G的10倍;网络时延可由4G时代的10ms降至1ms。

移动通讯技术每十年更新一代,经过1-4G的演化,正式向5G迈进。5G网络具有低时延、广连接、大带宽三大特点,后续将会促进物联网、车联网、虚拟现实(VR)、增强现实(AR)等应用场景的不断成熟,推动社会进步和人类生活方式的变革。

在数字经济浪潮下,5G如同“信息高速公路”,为庞大数据量和信息量的传递提供高速传输信道,补齐制约人工智能、大数据、工业互联网等在信息传输、连接规模、通信质量上的短板;人工智能如同“云端大脑”,依靠“高速公路”传来的信息学习和演化,完成机器智能化进程;工业互联网如同“桥梁”,依靠“高速公路”连接人机物,推动制造走向智造。5G使万物互联变成可能,将推动整个社会生产方式的改进和生产力的发展。

中国正在用改革创新的方式加快推动5G等新基建,一是进一步放开基建投资领域的市场准入,尤其是为民营企业参与基建投资拓展渠道、消除限制;二是对新基建给予专门的财政、金融、产业等配套政策支持;三是推动产学研结合,完善5G产业生态、促进融合发展,发挥5G技术的赋能作用;四是做好科学统筹规划,防止“一拥而上”造成无效投资、产能过剩等。

新基建应该“重其质,轻其量”。新基建服务于当前经济转型发展的需要,有助于推动经济格局和经济结构(数字经济)的优化。

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