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5G賦能讓智慧航運圖景愈加清晰

發(fā)布時間：2020-04-13 10:41:24 中國水運報

日前召開的中共中央政治局常務委員會會議提出“加快5G網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)中心等新基建進度”，“把在疫情防控中催生的新型消費、升級消費培育壯大起來”。要以需求為導向，大力推進5G等新基建，支持數(shù)字經(jīng)濟等新業(yè)態(tài)發(fā)展。

科技創(chuàng)新，向數(shù)字化、智能化轉型升級，是航運企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必由之路，數(shù)字化創(chuàng)新在航運領域的應用也將給行業(yè)帶來質(zhì)的飛躍。未來，5G與現(xiàn)代航運業(yè)尤其是港口和船舶作業(yè)的結合，將為科技助力航運業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供新動能。

探索5G智慧港口場景

中國企業(yè)在5G智慧港口場景應用上的探索早已展開。2019年11月28日，青島港全自動化碼頭二期投產(chǎn)運營，在全球率先完成“5G＋自動化技術”全覆蓋，解決傳統(tǒng)模式下的通信干擾、高時延等問題，大幅提高岸橋、軌道吊和導引車的連續(xù)作業(yè)能力與可靠性，整體提升碼頭運營效率。本次試驗成功實現(xiàn)毫秒級時延的工業(yè)控制信號和高于三十路高清攝像頭視頻數(shù)據(jù)在5G網(wǎng)絡的混合承載，支持實際生產(chǎn)中對自動岸橋吊車的無線控制和視頻回傳，性能表現(xiàn)穩(wěn)定，實地驗證5G網(wǎng)絡在智慧港口場景中的應用及多項關鍵技術。

2019年6月24日，“招商局5G智慧港口創(chuàng)新實驗室”揭牌，開展5G業(yè)務在港口的全面應用試驗，標志著5G智慧港口建設全面啟動。通過應用5G技術、自動控制、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能等先進數(shù)字化技術，海星智慧港將打造成為招商局智慧港口的標桿。

招商局集團副總經(jīng)理鄧仁杰表示，未來招商局港口將引入創(chuàng)新投資基金，以海星集裝箱碼頭改造為契機，利用該碼頭的場景搭建5G技術創(chuàng)新平臺，與各方合作伙伴一起探索5G技術在港口行業(yè)和全球供應鏈的應用，為港口行業(yè)提供示范。助力深圳建設粵港澳大灣區(qū)5G國際科技產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心；發(fā)揮各自優(yōu)勢，在智慧港口、物流和貿(mào)易等領域進行探索研究，共同建設智慧港航應用開發(fā)生態(tài)。

2019年7月28日，廈門移動與廈門遠海集裝箱碼頭簽署《戰(zhàn)略合作協(xié)議》，并發(fā)布廈門首個智慧港口5G應用。這是繼2019年7月19日中遠海運集團與中國移動簽署《戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》后，雙方積極推進戰(zhàn)略合作取得的重大進展。

廈門遠海集裝箱碼頭負責人介紹，有線光纜受制于機械作業(yè)的移動范圍，碼頭沿岸無法充分覆蓋前端生產(chǎn)點位，而4G網(wǎng)絡在時延、帶寬上也無法滿足生產(chǎn)作業(yè)的性能要求。5G技術的加快發(fā)展，給碼頭運營帶來創(chuàng)新的可能。立足合作框架，雙方構建起全球首個5G信號全覆蓋碼頭港口，實現(xiàn)下行超過800Mbps，上行超過60Mbps的預期效果，為現(xiàn)有生產(chǎn)作業(yè)、辦公運營、倉儲物流、對外服務等場所提供優(yōu)質(zhì)的無線通信服務。

同時，雙方進一步打造新一代港區(qū)5G虛擬園區(qū)專網(wǎng)，以5G架起最后一公里的“空中光纖”，有效滿足碼頭專網(wǎng)對網(wǎng)絡通信安全性、私密性、業(yè)務可靠性等方面的需求。此外，借助5G網(wǎng)絡特性，廈門遠海集裝箱碼頭、中遠海運科技、廈門移動還聯(lián)合試點發(fā)布《5G智能司機行為管理應用》，實現(xiàn)運輸車輛司機行為智能分析、記錄及告警，大大提升碼頭運輸?shù)男始鞍踩浴?/span>

下一步，雙方將繼續(xù)響應國家5G戰(zhàn)略工作部署，共同探索港口生產(chǎn)中的自動駕駛、遠程控制、外輪理貨等信息化新應用，全力提升港區(qū)智慧生產(chǎn)作業(yè)能力，助推港口行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

智能航行集裝箱船起航

5G與智能航運的融合在青島起航，有望應用到中國首艘300TEU型智能航行船“智飛”號上。3月16日，青島聯(lián)通與智慧航海（青島）科技簽訂《5G智能航運應用示范項目戰(zhàn)略合作協(xié)議》，共同研發(fā)制定《國家無人遠洋船5G及海上航運衛(wèi)星通信行業(yè)標準》。根據(jù)協(xié)議，雙方聯(lián)合構建以4G、5G及海事衛(wèi)星等為通信手段的沿海港口、近海和遠洋航線的海上移動通信網(wǎng)絡，合力打造5G智能航運青島示范城市。

實現(xiàn)運輸貨船的自主航行，在技術層面上相當復雜，既要有遠程通信、智能化電子海圖、航行環(huán)境實時感知及重構、船舶航行控制等技術，還涉及智能感知與認知、航線自主規(guī)劃、自動靠離泊、動力巡航等技術。而以5G為代表的遠程通信是關鍵技術之一，無論是“船船”“船岸”通信，還是船岸設備間數(shù)據(jù)同步，都需要高質(zhì)量、高速率的通信保障。由于海上難以大量布局5G基站，無人船需要根據(jù)港口、近海和遠洋的不同場景，綜合應用4G、5G和衛(wèi)星等多種通信方式。

衛(wèi)星通信主要解決智能船舶在遠洋航行中的通信需求，但因通信價格較高，只用于應急突發(fā)狀態(tài)；載波通信用于智能船舶近海港口附近遠距離通信需求；4G通信解決近海30海里內(nèi)的通信需求；5G通信解決港口附近超大量數(shù)據(jù)的導出。

目前，港口通信以有線線纜為主，部分場景使用WiFi。隨著港口和船舶的數(shù)字化、自動化、智能化演進，港區(qū)的連接設備將大大增加，數(shù)據(jù)量以TB級計算，傳統(tǒng)的2G、3G、4G及WiFi技術都將解決不了連接需求。

以一艘智能船為例，只考慮單船航行對航行環(huán)境的感知需求，每天數(shù)據(jù)量在1TB左右；如果是在測試場正常運營狀態(tài)下，每天的通信數(shù)據(jù)量可達到數(shù)十TB。青島聯(lián)通即墨分公司王曉光介紹：“無人船運行中的大量數(shù)據(jù)資料，需要發(fā)送到岸上后臺進行分析處理，4G網(wǎng)絡無法應付，用有線傳輸方式既不方便，帶寬也不夠。5G則發(fā)揮高速率、大帶寬、低時延、高可靠的優(yōu)勢?！?/span>

智慧航海（青島）科技總經(jīng)理姜海鷹表示，5G通信將率先用在“智飛”號集裝箱船上，實驗和驗證“基于船岸協(xié)同的船舶智能航行與控制關鍵技術”科研成果。

“智飛”號集裝箱船是國家重點研發(fā)項目“基于船岸協(xié)同的船舶智能航行與控制關鍵技術”科研成果集中應用的示范船。2019年12月，智慧航海（青島）科技與青島造船廠簽訂“智飛”號集裝箱船建造合同，建成后將成為中國首艘具有智能航行能力的面向商業(yè)運營的大型集裝箱船。

作為青島智能航運先行示范區(qū)項目的落地實施應用單位，智慧航海（青島）科技正在加速建設集研發(fā)、示范應用、產(chǎn)業(yè)化為一體的智能航運綜合實驗基地，并利用自身強大的吸附能力，形成智能航運產(chǎn)業(yè)集群。

構建數(shù)字經(jīng)濟新航運模式

3月27日，中共中央政治局會議精神給出明確的政策定調(diào)，即擴大內(nèi)需，啟動新型基礎設施建設（新基建）?！靶禄ā庇兄诜€(wěn)增長、穩(wěn)就業(yè)，釋放中國經(jīng)濟增長潛力，提升長期競爭力。

“新基建”和“新消費”都植根于數(shù)字經(jīng)濟，以5G新基建擴大有效投資，以新消費推動消費提質(zhì)擴容，兩者相互促進，有望成為帶動中國經(jīng)濟“疫”后反彈的“雙引擎”。

5G的發(fā)展對經(jīng)濟新領域和新空間的拓展是“5G+”。5G本身只是一個連接技術，更多的是需要與云計算、大數(shù)據(jù)和人工智能等技術相結合，通過5G這種大的渠道收集數(shù)據(jù)，通過這些新型信息通信技術分析和產(chǎn)生更多新的應用和新的服務，形成一個整體的解決方案；“5G+”是5G與各行各業(yè)結合，特別是產(chǎn)業(yè)數(shù)字化與一二三產(chǎn)業(yè)的結合，以此加速傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡化和智能化的發(fā)展?！?G+”催生更多的需求和服務，加速整個數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展。

3月，5G應用產(chǎn)業(yè)方陣與中國信通院聯(lián)合發(fā)布《疫情防控中的5G應用研究報告》，展示通過5G推動信息消費，特別是在醫(yī)療教育等行業(yè)領域相融合，將對新冠肺炎疫情防控和復工復產(chǎn)發(fā)揮重要的作用。

在“5G+”的應用場景中，與航運業(yè)相關的是智慧港口和智能船舶應用。青島港自動化集裝箱碼頭、廈門遠海集裝箱碼頭等開展智慧港口的場景應用，通過遠程作業(yè)進行自動駕駛，包括集裝箱的操控等，在工作效率、安全性及降低人員成本方面，都得到大大改善。

2019年6月11日，香港船東協(xié)會與E-PORTS聯(lián)合召開國際船東研討會，主題為“智能航運——巨大變革已來”，研討傳統(tǒng)航運企業(yè)如何過渡到智能航運時代，探索新航運時代的船舶服務標準及企業(yè)發(fā)展機遇。

E-PORTS平臺CEO黃啟洲表示，在5G的環(huán)境下應該強調(diào)“船”與“岸”的聯(lián)結，要從管理層面上提升港航一體化和信息化水平，做到可視化跟蹤、標準化節(jié)點把控，讓船舶經(jīng)營管理方可以真正隨時隨地把控船舶在港的所有動態(tài)。

黃啟洲提出，E-PORTS深入整個行業(yè)的痛點和需要，不僅為行業(yè)提供以數(shù)字化為驅動的綜合在港服務解決方案，同時將航運服務落實到行業(yè)的每一端，細化到每一項操作中間，縮短航運產(chǎn)業(yè)鏈的對接環(huán)節(jié)，簡化傳統(tǒng)航運服務的信息傳遞。

黃啟洲希望通過第三方平臺的解決方案，真正實現(xiàn)港口、船舶、管理服務方的信息共享與交互，加強港航企業(yè)間的互聯(lián)互通，并以此提升港航服務的執(zhí)行效率，降低航運產(chǎn)業(yè)服務總成本。

上海國際航運研究中心航運信息化研究室主任徐凱表示，數(shù)字時代的新航運模式，核心將是“大數(shù)據(jù)+航運”，即實現(xiàn)由信息平臺自動進行數(shù)據(jù)挖掘并將得到的新數(shù)據(jù)應用于航運實踐中。

發(fā)展智慧航運，大力推進智能港口、船聯(lián)網(wǎng)、航運電子商務等應用性平臺建設需要三個必要條件，即實現(xiàn)航運數(shù)據(jù)標準化、構建航運信息共享平臺、提供航運大數(shù)據(jù)分析服務。在可以預見的將來，智能航運時代的客戶互動都將逐步趨于線上；航運業(yè)會以提升客戶服務體驗作為未來的競爭方向，客戶會期待全流程線上交易，這也將成為智能航運時代的新行業(yè)標準。隨著數(shù)據(jù)生態(tài)鏈的影響進一步擴大，所有行業(yè)參與者都將逐漸互通互聯(lián)。

面對5G智能化的未來，整個航運業(yè)勢必面臨更多挑戰(zhàn)。航運大數(shù)據(jù)億海藍技術總監(jiān)林書來表示，5G場景應用較早應該在移動通信，需要高速傳輸?shù)念I域，如無人駕駛、虛擬現(xiàn)實等，對航運的影響會是一些應用的直接嫁接；江南造船（集團）技術中心主任胡可一指出，建立單一數(shù)據(jù)源、電子模型，這是無人船智能船的基礎，控制需要通訊，5G可以大大提高響應速度?？梢哉f5G的商用進程將加速智能船時代的來臨。

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5G新基建搶占制高點

5G即第5代移動通訊技術，與4G相比，5G在用戶體驗速率、連接設備數(shù)量和時延方面具備明顯優(yōu)勢。速率上，5G基站峰值速率和用戶體驗速率分別達到20Gbps和100Mbps，分別為4G的20倍和10倍；連接設備數(shù)量可達100萬終端/km3，為4G的10倍；網(wǎng)絡時延可由4G時代的10ms降至1ms。

移動通訊技術每十年更新一代，經(jīng)過1-4G的演化，正式向5G邁進。5G網(wǎng)絡具有低時延、廣連接、大帶寬三大特點，后續(xù)將會促進物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實（VR）、增強現(xiàn)實（AR）等應用場景的不斷成熟，推動社會進步和人類生活方式的變革。

在數(shù)字經(jīng)濟浪潮下，5G如同“信息高速公路”，為龐大數(shù)據(jù)量和信息量的傳遞提供高速傳輸信道，補齊制約人工智能、大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等在信息傳輸、連接規(guī)模、通信質(zhì)量上的短板；人工智能如同“云端大腦”，依靠“高速公路”傳來的信息學習和演化，完成機器智能化進程；工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)如同“橋梁”，依靠“高速公路”連接人機物，推動制造走向智造。5G使萬物互聯(lián)變成可能，將推動整個社會生產(chǎn)方式的改進和生產(chǎn)力的發(fā)展。

中國正在用改革創(chuàng)新的方式加快推動5G等新基建，一是進一步放開基建投資領域的市場準入，尤其是為民營企業(yè)參與基建投資拓展渠道、消除限制；二是對新基建給予專門的財政、金融、產(chǎn)業(yè)等配套政策支持；三是推動產(chǎn)學研結合，完善5G產(chǎn)業(yè)生態(tài)、促進融合發(fā)展，發(fā)揮5G技術的賦能作用；四是做好科學統(tǒng)籌規(guī)劃，防止“一擁而上”造成無效投資、產(chǎn)能過剩等。

新基建應該“重其質(zhì)，輕其量”。新基建服務于當前經(jīng)濟轉型發(fā)展的需要，有助于推動經(jīng)濟格局和經(jīng)濟結構（數(shù)字經(jīng)濟）的優(yōu)化。