“我們?nèi)蚴讋?chuàng)機(jī)器視覺+自動(dòng)化技術(shù)，以AI智能自動(dòng)識(shí)別陸側(cè)外集卡，實(shí)現(xiàn)智能、安全、高效作業(yè)，明顯壓縮了車輛在港停留時(shí)間，車到了，一刷卡，就自動(dòng)裝卸，改善了服務(wù)，平均每作業(yè)循環(huán)時(shí)間減少約25秒，提升堆場(chǎng)作業(yè)效率13%。目前外集卡在港周轉(zhuǎn)時(shí)間為13分鐘，而人工碼頭最短也需要30分鐘，這對(duì)減少社會(huì)運(yùn)輸車輛運(yùn)營(yíng)成本有很大幫助。”山東港口青島港自動(dòng)化碼頭操作部經(jīng)理李波在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)說。

日前，山東港口青島港全自動(dòng)化碼頭(二期)(以下簡(jiǎn)稱二期碼頭)投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)，該工程推出了山東港口自主研發(fā)、集成創(chuàng)新的氫動(dòng)力自動(dòng)化軌道吊、5G+自動(dòng)化技術(shù)等6項(xiàng)全球首創(chuàng)的科技成果，領(lǐng)軍當(dāng)今最先進(jìn)的全自動(dòng)化碼頭科技水平，以中國(guó)“智”造、中國(guó)創(chuàng)造向全球港航業(yè)奉獻(xiàn)了“中國(guó)方案”。

沖頂世界自動(dòng)化碼頭最高峰

“我們要用氫燃料電池為二期碼頭大型機(jī)械提供動(dòng)力。”一年多前，山東港口青島港自動(dòng)化碼頭總經(jīng)理張連鋼向他的團(tuán)隊(duì)說出了這句話，當(dāng)時(shí)，社會(huì)上有人聽到這個(gè)想法后，都持觀望懷疑的態(tài)度。

山東港口青島港全自動(dòng)化集裝箱碼頭一期(以下簡(jiǎn)稱一期碼頭)工程投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)后，設(shè)備和系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，自動(dòng)化程度已超過鹿特丹港等世界級(jí)港口。但山東港口青島港自動(dòng)化碼頭二期工程沒有選擇簡(jiǎn)單復(fù)制一期技術(shù)，而是繼續(xù)選擇了自主研發(fā)，再一次向著未知的世界自動(dòng)化碼頭最高峰發(fā)起沖頂。

采用氫動(dòng)力自動(dòng)化軌道吊，就意味著要拆掉軌道吊上直徑6米、重達(dá)約3噸的高壓卷盤電纜裝置，而這個(gè)“大辮子”不僅包含供電電纜，也包含控制電纜，軌道吊行如流水的高效作業(yè)都靠它“遠(yuǎn)程傳輸”。

如果拆除控制電纜，如何達(dá)到精準(zhǔn)“遠(yuǎn)程傳輸”是實(shí)現(xiàn)氫動(dòng)力自動(dòng)化吊橋至關(guān)重要的前提。“通過各種論證，我們最終選擇‘5G+自動(dòng)化技術(shù)’替代了高壓卷盤控制電纜裝置，解決了這個(gè)難題。不過16毫秒的延時(shí)有可能造成作業(yè)隱患，因此測(cè)試馬虎不得。”山東港口青島港自動(dòng)化碼頭公司常務(wù)副總經(jīng)理?xiàng)罱苊艚榻B，為了做到分秒不差，他們和廠家一起進(jìn)行了上萬次測(cè)試。最終“5G+自動(dòng)化技術(shù)”實(shí)現(xiàn)了碼頭全覆蓋，通過5G信號(hào)傳輸?shù)姆绞匠晒?shí)現(xiàn)了在5G網(wǎng)絡(luò)下的岸橋、軌道吊自動(dòng)控制操作、抓取和運(yùn)輸集裝箱及高清視頻大數(shù)據(jù)回傳等場(chǎng)景的應(yīng)用。

解決了“遠(yuǎn)程傳輸”問題，氫燃料電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用則是另一座需要跨越的高山。經(jīng)過前期詳盡的分析與設(shè)計(jì)，氫燃料電池系統(tǒng)安裝調(diào)試過程中，技術(shù)人員按照?qǐng)D紙要求，頂著刺骨的寒風(fēng)，在半空中的吊籠里蜷縮著身子，上升到高8米的基座上安裝調(diào)試氫燃料電池系統(tǒng)，精準(zhǔn)進(jìn)行了350個(gè)電控接口和軟件接口測(cè)試，最終成功完成氫動(dòng)力軌道吊項(xiàng)目。

除了氫動(dòng)力和“5G+自動(dòng)化技術(shù)”，二期碼頭的系統(tǒng)設(shè)備和軟件也實(shí)現(xiàn)了全方位升級(jí)，智能化程度更高。在全球智慧港口建設(shè)中，充分展示了頂級(jí)智能科技的“中國(guó)方案”“中國(guó)智慧”與“中國(guó)力量”。

氫動(dòng)力能減排兩萬噸二氧化碳

氫動(dòng)力自動(dòng)化軌道吊，使用了自主研發(fā)的氫燃料電池組為自動(dòng)化軌道吊提供動(dòng)力，不僅減輕了設(shè)備自重，降低了設(shè)備機(jī)構(gòu)復(fù)雜度、設(shè)備維保量和維修費(fèi)用，而且發(fā)電效率更高。同時(shí)，用氫替代石油和煤炭，軌道吊實(shí)現(xiàn)完全零排放，對(duì)環(huán)境保護(hù)具有深遠(yuǎn)的意義。

同濟(jì)大學(xué)智能型新能源汽車協(xié)同創(chuàng)新中心主任余卓平教授表示：“氫能源的清潔度高，有利于控制全球變暖;未來氫能來自太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源，能源利用效率也會(huì)提高。而氫動(dòng)力非常適合在重載、長(zhǎng)距離、長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的裝備上使用，山東港口青島港把氫動(dòng)力用于工作節(jié)奏緊張的港口設(shè)備，對(duì)于推動(dòng)氫能技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用非常重要，為全國(guó)做出了好的榜樣。”

據(jù)測(cè)算，堆場(chǎng)每吊運(yùn)一個(gè)集裝箱大約要消耗6度電，6度電平均要排放2.1千克二氧化碳，還有粉塵顆粒物、氮氧化合物、二氧化硫等的排放，按一期碼頭和二期碼頭實(shí)際通貨能力300萬標(biāo)準(zhǔn)集裝箱/年計(jì)算，堆場(chǎng)一年總二氧化碳排放量約2.1萬噸，二氧化硫排放量690噸。“青島周邊工業(yè)副產(chǎn)氫產(chǎn)量很大，目前這些氫被白白排放掉，把它們收集起來用作動(dòng)力，可以減少煤炭的消耗。二期碼頭嘗試用氫動(dòng)力進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級(jí)，以氫燃料電池加鋰電池組的動(dòng)力模式實(shí)現(xiàn)了能量的最優(yōu)利用。”山東港口青島港全自動(dòng)化碼頭技術(shù)部副經(jīng)理呂向東表示，如果堆場(chǎng)全部使用氫動(dòng)力，每年需要2100噸氫，可替代10700噸煤炭，減少兩萬多噸的二氧化碳排放。

“當(dāng)初為了實(shí)現(xiàn)氫動(dòng)力自動(dòng)化軌道吊使用了5G技術(shù)，其實(shí)布局5G的重要意義遠(yuǎn)不止于此。布局5G為智能港口構(gòu)建了低成本、更便捷的信息高速公路，未來將會(huì)有更多智慧功能搭載5G網(wǎng)絡(luò)。”楊杰敏表示，使用5G網(wǎng)絡(luò)還有一大好處，就是對(duì)傳統(tǒng)的人工碼頭進(jìn)行升級(jí)時(shí)，不用到處挖溝敷設(shè)線纜。碼頭上開一條溝就會(huì)導(dǎo)致半停產(chǎn)，現(xiàn)在可以通過5G直接完成信息和通訊傳輸，在不停產(chǎn)的情況下完成老舊碼頭改造。經(jīng)測(cè)試，二期碼頭大型設(shè)備通訊實(shí)現(xiàn)了低時(shí)延、大帶寬，抗干擾強(qiáng)，頻譜穩(wěn)定5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋，5G為碼頭提供了生產(chǎn)便利和工作支撐。

以工匠精神“精雕細(xì)刻”港口

除了氫動(dòng)力和“5G+自動(dòng)化技術(shù)”以及智能高科技外，山東港口青島港全自動(dòng)化集裝箱碼頭二期工程的建設(shè)也不斷刷新著人們對(duì)中國(guó)“基建狂魔”的認(rèn)知。

全球首創(chuàng)的免維護(hù)堆場(chǎng)是為了解決“堆場(chǎng)不均勻沉降”問題而設(shè)計(jì)的。堆場(chǎng)的“筋骨”是深埋地下、每根長(zhǎng)約36米的8069根PHC管樁，長(zhǎng)度連起來相當(dāng)于37條膠州灣隧道或8條青島海灣大橋的長(zhǎng)度，這些管樁如同一雙雙有力的大手，托舉著總重達(dá)6.35萬噸的箱角梁。只有箱角梁平直，才能保證堆場(chǎng)純平。施工過程中，通過創(chuàng)新箱角梁施工工藝，將相鄰箱角梁頂面標(biāo)高、平整度誤差精準(zhǔn)控制在了±2.5毫米范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了混凝土施工誤差毫米級(jí)控制，比鋼結(jié)構(gòu)安裝精度還高。

山東港口青島港自動(dòng)化碼頭從事碼頭土建工程管理的周兆君表示，堆場(chǎng)打樁和箱角梁方案的改進(jìn)，建設(shè)成本雖然有所增加，但換來的是整個(gè)堆場(chǎng)后期使用真正意義上的免維護(hù)，對(duì)碼頭形成新能力有很大幫助。

“碼頭在節(jié)能減排方面還取得了一個(gè)突破：堆場(chǎng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)了雙箱作業(yè)，一次吊兩個(gè)箱，本來要跑兩趟，現(xiàn)在只需要跑一趟，在能耗上和作業(yè)效率上都得到有效提升，符合集約發(fā)展的要求。”呂向東介紹，可是新增的雙箱吊具功能，對(duì)“大車行走”零件提出了苛刻的精度要求，山東港口青島港創(chuàng)新制作的大車行走臺(tái)車專用加工胎具，精度達(dá)到了不可思議的0.02毫米，比國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)還高0.01毫米。

面向未來，山東港口將持續(xù)開發(fā)應(yīng)用世界一流的新科技成果，致力于氫能、人工智能、5G、大數(shù)據(jù)、云平臺(tái)、自動(dòng)化控制等技術(shù)在全自動(dòng)化碼頭的應(yīng)用，建設(shè)智慧綠色港口。

標(biāo)簽： 氫動(dòng)力+5G 綠色智慧