5G智慧港口解決方案.pptx
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2024-10-10
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1、5G+智慧港口解決方案2行業洞察01全球供全球供應鏈總視應鏈總視圖圖 3口岸口岸貨貨站站口岸口岸貨貨站站目的機目的機場場始始發發機機場場發貨發貨方方1收收貨貨方方1倉庫倉庫收收貨貨方方2發貨發貨方方2倉庫倉庫啟運港啟運港到到貨貨港港集裝箱集裝箱貨貨站站集裝箱集裝箱貨貨站站貨代多式聯運訂單管理計劃路由倉儲倉儲終端運輸計費結算集貨運能計劃進出口作業單證處理拆箱分撥轉運進出口作業干線運輸o 海運;航空;公路專線;鐵路機場/港口/站點作業物流、物流、資資金流、信息流、商流的金流、信息流、商流的統統一一當前我國以海運港口當前我國以海運港口為為主主,一,一帶帶一路一路提提 出新出新戰戰略、略、帶帶來新機來2、新機遇遇 在機遇與挑在機遇與挑戰戰面前,我國面前,我國諸諸多大型港口將加快步伐推多大型港口將加快步伐推進進智慧智慧 港口的建港口的建設設,以,以滿滿足港口信息足港口信息監監控、物流控、物流對對接、接、港港務務管理、管理、安防安防應應急等能力的要求和挑急等能力的要求和挑戰戰,“智慧港口智慧港口”將將 成成為為我國我國港口的港口的發發展目展目標標共享共享經濟經濟,實現實現生生產產要素的社會化,提高存量要素的社會化,提高存量 資產資產的使用效率的使用效率產業鏈產業鏈上下游企上下游企業協業協同,減少交易成本同,減少交易成本 經經營營理念,從理念,從“所有所有權權”向向“使用使用權權”,向,向“共享共共3、享共贏贏”轉變轉變信息精準匹配,供需信息信息精準匹配,供需信息實現實時實現實時、精準的高效匹、精準的高效匹 配。配。4港港口口的的貨貨運運量量增增加加,將將對對港港口口的的服服務務能能力力提提出出新新要要求求 港港口口將將從從傳傳統統業業務務向向貿貿易易加加工工保保稅稅綜綜合合物物流流服服務務轉轉型型 港口的信息系港口的信息系統統建建設設、智能化建、智能化建設設等將提出更高要求等將提出更高要求環環渤海港口群渤海港口群遼東半島、山東半島、京津翼為主的環渤海經濟帶包括15個沿海港口和多個內河港長長三角港口群三角港口群蘇浙滬毗鄰地區17市組成的都市 群包括6個沿海港口和多個內河港口珠三角港口群珠三角4、港口群以廣東省內為主的10個城市組 成大珠三角包括廣東、香港和澳 門廣東省內包括7個沿海港口和分 部廣闊的內河港東東南沿海港口群南沿海港口群以福建省為主體,連接南北長三 角和珠三角包括福州、廈門和泉州港西南沿海港口群西南沿海港口群廣西北部灣經濟區,由南 寧、北海、欽州、防城港 四市、玉林、崇左組成包括北海、欽州、防城等 沿海港口當前我國沿海當前我國沿海5大港口群分布和吞吐量占比大港口群分布和吞吐量占比一一帶帶一路一路戰戰略加速港口供略加速港口供應鏈應鏈上下游整合上下游整合全球全球貿貿易易總總量量 航運是承航運是承載載全球全球90%貿貿易量易量航運是國際物流中最主要的運輸方式,占運輸總量的90%5、,占 國際貿易 額的70%;港口是航運;港口是航運貿貿易易的的重重要集要集散散地;地;中國港口規模全球第一,2019年全國集裝箱吞吐量2.6億TEU,同比增長4.4%;中國海運量世界第一:全球占比26%;全球吞吐量前20大港口,中國占16個;個;全球六大河港,中國占5個個。1981-2020全國港口集裝箱吞吐量全國港口集裝箱吞吐量中國港口中國港口規規模全球第一,模全球第一,港港口主體口主體是是勞動勞動密密集型集型規模:中國港港口口數量數量200+,集裝箱港口約1/6;貨運港口總數145個(海 港55,河港90);全國港口泊位24000個(沿海港口泊位5700個,河港泊位18300個);萬噸級及6、以上泊位2444個(沿海港口2000,河港444個),20%的沿海 吞吐量;港口主體是港口主體是勞動勞動密集型密集型,需要大量人力的傳統作業方式的港口。港口完成全國2/3的32.521.510.505我國我國傳傳統統港港口口占比占比很很高高,人人力成力成本本高企高企,智慧港口改造是持智慧港口改造是持續續的的需需求求 傳統碼頭岸橋、場橋以及物流運輸車都有司機,而全自動化碼頭能 實現自動化遠程操控,減少人力成本七七成成以上,且提升效率和安全 行業概述:全球港口4300+,34個自動化碼頭/中國4個(上海洋 山/廈門遠海/青島/廣州港)以國內某港以國內某港為為例:例:550臺臺輪輪胎吊和胎吊和2007、0臺內集卡,全部臺內集卡,全部實現遠實現遠控后可控后可節節省司機數省司機數7,149,年,年節節省省14.3億億人力成本人力成本以年吞吐量以年吞吐量500萬集裝箱國內某港區萬集裝箱國內某港區為為例,人力成本例,人力成本節節省省1.75億億元元人力是港口最大成本,人力是港口最大成本,有有降成降成本本迫切迫切需需求求智慧港口智慧港口帶帶來效率、安全雙提升來效率、安全雙提升344300全球傳統碼頭占99.2%自動化碼頭傳統碼頭33%33%15%15%港口成本分析:人力33%設備折舊人工勞務費燃料、材料、修理6類別類別人力成本人力成本節節省省輪胎吊93臺4,180萬(一人一吊-一人4吊)內集卡225輛8、13,300(一人一車-無人集卡)安全風險改善環境,降低安全風險類別類別現現有有 臺數臺數改造前改造前 司機數司機數改造后改造后 司機人數司機人數節節省省 司機數司機數年年節節省人力省人力 成本(萬¥)成本(萬¥)輪輪胎吊胎吊5501,6504131,23824,751內集卡內集卡2,0006,000895,911118,223小小結結7,6505017,149142,974全全國國 5G智慧港口智慧港口發發展展現現狀狀總結總結和和建建議議 7港機港機遠遠控控業業務務與與5G結結合合度度高高,最最契契合合港港口口生生產產作作業業需需要,要,海海港港場場景景下下已已充充分分驗驗證證可可商商用用,9、建建議議河河港港、化化工工碼碼頭頭可可規規模模復復制制場場景景說說明明集裝集裝箱箱碼頭碼頭散散貨貨碼碼頭頭場場景景特點特點5GtoB應應用用場場景及景及當當前前進進展展1、龍門龍門吊吊遠遠控控:多個港口已投入常態化生產,如廈門港、寧波港、天津港等2、AGV/IGV無人集無人集卡卡:AGV可復制,IGV配合驗證,如唐山港、天津港、廈門港等3、智智能能理理貨貨:場景復制階段,已通過商用穩定性測試,目前已開始在多家港口商用復制,如廈門港、深圳招商港、福州港、廣西防城港等;4、無無線視線視頻監頻監控控:場景復制階段,屬于成熟解決方案,根據港口需求、按需部署。標標準化程度高準化程度高,以集裝箱運 輸為主10、,碼頭間差異小自自動動化水平高化水平高,港機輔助作 業功能完善,目前全國僅有 的三個自動化碼頭均為集裝 箱碼頭標標準準化化程程度度不不高高,散貨碼、頭裝卸 貨物多樣,鐵礦石、煤炭、鋼材、水泥自自動動化化水水平平不不高高,全部依 賴人工本 地操作,港機服 役時間較長(15年 左右)1、裝船機裝船機/斗斗輪輪機機遠遠控控:商用規模小,已有碼頭處于改造階段,如安徽海螺水泥、廣西華 潤水泥裝船碼頭;2、無無線視頻線視頻監監控控:場景復制階段,屬于成熟解決方案,根據港口需求、按需部署;3、車輛車輛定位定位:外部及內部運輸車輛5G設備定位。石化石化碼碼頭頭1、設備遠設備遠程程監監控控:5G設備不具備相關化11、工品園區應用資質,多數化工碼頭仍未使用5G遠 程控制;2、無無線視頻線視頻監監控控:成熟解決方案,根據港口需求、按需部署;但設備成本高是阻礙大 范圍使用的障礙;3、危化品危化品環環境境監測監測:通過物聯網方式監控罐區、氣體、消防等高危作業區;4、無人自無人自動動巡巡檢檢:機器人在線遠程自動巡檢。安全要求高,安全要求高,化工碼頭由于操作的 特殊性,對安全要求高監監管管力力度度不不高,高,全部依賴人工操作,操作規范依賴人員監管,自動化監 控力度不足5G助力港口行助力港口行業業智能、智能、高高效、效、協協同同市市場場空空間間:中國港口吞吐量全球第一,我國規模以上港口數量超過300多個。近年一帶一路和12、新基建帶動智慧港口發展新機遇,港口行業信息 化投資大幅增加到90億元以上設備遠設備遠控控智能理智能理貨貨低時延:支撐遠程控制智能理貨:提高一線作業標準大帶寬:并發多路高清視頻無人無人車車運運輸輸港區安防港區安防5G港口港口應應用用場場景景5G智慧港口解決方案智慧港口解決方案港口行港口行業業痛點痛點生生產產:流程性強、作業效率低、自動化水平低網網絡絡:多制式接入、網絡條件差、帶寬不足協協同同:上下游企業信息壁壘、內部企業數據鏈不通5G商商業業價價值值1、5G港口港口專專網網3、智慧港口平臺、智慧港口平臺2、云、云、邊邊、端、端協協同同應應用部署用部署港口用港口用戶戶內網內網IaaSMEC硬件UP13、F MEP5G應應用用 AgentIEF5G基站基站5G終終端端交換機核心網核心網5G 核心網核心網 管理面管理面管理平臺管理平臺 5G應應用用能力組件PaaS云平臺云平臺交換機/防火墻公眾用公眾用戶戶專專網用網用戶戶提提質質:降本:降本:增效:增效:自動化設備代替人工作業,充分利用港口資源,實現“一人多線程”提升效率;滿足移動化業務需求,減少線纜布放;標準化作業流程,智慧化參與釋放人力,避免人員操作失誤;數據實時顯示、統一管控、集中展示,實現數據驅動業務;現場無人作業,提升港口安全、降低安全隱患大連接:視頻邊緣計算5G智慧港口整體架智慧港口整體架構構 數據數據接入接入云云資資源源港口港口Pa14、aS港口港口 應應用用無人機巡檢智能理貨遠程控制5G智慧智慧應應用用數據治理實時分析歷史趨勢數據建模船舶管理 貨運管理綜合管理平臺財務管理港區港區業務業務管理管理9商務管理地磅管理數據大屏港區配套服港區配套服務務智慧路燈智能安防業務指南設備設備管控管控港口智慧中臺港口智慧中臺堆場作業理貨分析 合同管理可視化流流 程程自動控制 智能聯動 設備巡檢生生 產產設備管理物流信息船舶作業調度管理管管理理商務管理綜合管理財務管理費收管理安安 全全安全方案應急救援 AI分析分析數據采集狀態跟蹤流程指導過程監督遠程指揮AR云網云網服服務務私有云私有云公有云公有云混合云混合云計算存儲網絡計算存儲網絡計算存儲網絡15、港口港口資資源源通通訊協議訊協議HSMSMod-BusMQTT通通訊協議訊協議HSMSNB-IOTUWB5G岸橋RTG裝卸船機集裝箱礦石煤炭糧食流動機械作作業業安全安全主機主機 安全安全數據數據 交互安全交互安全安全安全 態勢態勢感知感知調試調試設備設備管控管控港口港口 安全安全智慧港口智慧港口對對 5G需求需求較較多多,首批首批優優先先選選擇擇5 大大應應用用場場景景 自自動動化化AGV/IGV21吊機吊機/裝船機裝船機/斗斗輪輪機機遠遠控控全全場場景智能景智能理理貨貨3安全生安全生產產 視頻監視頻監控控45G港口港口應應用從成熟度和需求價用從成熟度和需求價值值分分為為三個批次三個批次首推首16、推5個個較較成熟成熟場場景景應應用用智慧能源智慧能源510應應用用場場景景 1-1:港機港機(輪輪胎胎吊吊)遠遠控控場場景景 方案和價方案和價值值 三個三個時時延需求:平均延需求:平均時時延,抖延,抖動時動時延,最大延,最大時時延延穩穩定定較較低低時時延延:平均網絡時延工控機心跳16ms(工控 機每隔16ms一次心跳檢測),抖動時延要小(量化指標 暫無),最大時延建議分階段實現:可用可用標標準準:時延272ms(16*17,17次心跳),通信中斷1次/天。標準理由:保障不出安全事故 好好用用標標準準(比定制WiFi好):時延100ms(16*6),通 信中斷1次/月。標準理由:人感知操作時延217、70ms,保 障遠控司機的PLC無時延感。愛愛用用標標準準(對齊光纖標準):時延48ms(16*3),通信中斷1次/年。標準理由:人感知操作時延270ms,視頻 監控的編解碼等應用時間需150-200ms,所以網絡時延要 控制在50ms內,保障司機的PLC和視頻監控都沒有時延感18路攝像頭:每路分辨率480-1080P不等,根據不 同需求而定某一時刻會選8-12路視頻同時回傳到中控室,20-30Mbps總帶寬需求遠遠控架構及上行控架構及上行帶寬帶寬需求需求30Mbps輪胎吊上攝像頭分布圖11應應用用場場景景 1-2:內河內河散散貨貨港港機機(斗斗輪輪機機、裝船機)裝船機)遠遠控控場場景景 作業18、機器頻繁移動導致光纖極易磨損斷裂,取料機在固定軌道移動,能夠通過旋轉調整懸臂方向;自建wifi不穩定,時延較大,視頻卡頓;DTU設備不能實現自維護和故障的快速定位分析;希望通過高清視頻回傳,實現實時監控并遠程控制取料機 作業(遠程控制系統為港口自行改裝)裝船機碼頭裝船機負責將港口內堆場散貨經由卡車送到裝船機皮帶后再通過裝船機移動控制來將貨物裝載到船艙的合理倉位 和位置。避免因為裝載問題導致船舶傾覆等重大事故。港口希望通過借助5G+AI實現:實現遠程操控,操作流程簡化。通過AI分析提供裝載建議,實現效率提升。斗斗輪輪機需要機需要5G解決光解決光纖纖磨磨損損、WiFi不不穩穩定定問題問題裝船機借助19、裝船機借助5G+AI實現實現安全生安全生產產,生,生產產效率提升效率提升12應應用用場場景景 2:AGV調調度度類類和和IGV輔輔助助駕駕 駛駛兩個兩個場場景景 AGV調調度:度:對對網網絡絡是是剛剛需,但需,但帶寬時帶寬時延要求不高延要求不高AGV典型運行流程 AGV車輛等待集裝箱裝載 AGV車輛按照調度路線行駛 AGV車輛將集裝箱運入支架 區(供場橋吊吊入堆場區)AGV調度對網網絡絡要求不高要求不高,eLTE可滿足使用要求,規模部 署依賴5G終端/模組的價格下降 帶寬:100kbps。時延:ping包時延不超不超過過50ms(多用戶正常情況),最大時延不允 許超過200ms,否則會出現掉線20、停車IGV輔輔助助駕駛駕駛:對對網網絡帶寬時絡帶寬時延要求高延要求高IGV利用高精度地圖和定位 自主運行控制中心監控IGV的位置、姿態、電量、載重等,下 發車輛規劃信息IGV發生故障或需前往非固 定作業區域時,即可切換 遠程接管,保障其運輸、駕駛安全;1人管理多車網絡要求:35路監控視頻 上行帶寬需要520M,時 延50ms13應應用用場場景景 3:5G智能理智能理貨貨方案方案和和價價值值業務場業務場景景 港口橋吊船到貨,系統智能理貨場 景,提高港口作業效率5G網網絡絡 單橋吊上行帶寬:6-8路智能理貨 的實時視頻,20Mbps5G NR港區MEC(UPF+MEP)5G CPE橋吊機器視覺 攝21、像機理貨大樓港區平臺 服務器3個價個價值值:14 環境改善:由惡劣碼頭現場到舒適辦公室遠程 效率提升:工作效率由“一人一路岸橋”提升 為“一一人人多多路路岸岸橋橋”,預估大部分港口節省人 力成本大概1700萬/年 識別率提升:高清圖像結合基于AI的機器視覺,能對破損箱號實現95%以上的識別率運資格)紅外攝像頭傳感器導航/定位控制中心應應用用場場景景 4:5G定制網定制網+AI實現實現港港口口安安 全生全生產產“4 化化”建建設設 未戴安全帽 動作不規范預警作業區打電話抽煙預警流程不規范預警不穿安全服預警專業人員身份識別 疲勞分神作業預警.無人作業區人工闖入高清攝像頭5G基站MEC巡巡檢檢無人化22、無人化監監控全天化控全天化視頻視頻高清化高清化分析智能化分析智能化15應應用用場場景景 5:智慧港口智慧港口能能源管源管理理為為企企業業開啟立體化、數字化的管理手段,開啟立體化、數字化的管理手段,對對生生產車間產車間、綜綜 合能源、重點用能合能源、重點用能設備設備、各型管網、危化品、各型管網、危化品儲儲存、安全存、安全環環保保 等等進進行一窗式的管理。行一窗式的管理。實現實現工廠關工廠關鍵節鍵節點、核心要素、重大點、核心要素、重大 危危險險源點等的一站式源點等的一站式實時監實時監控與控與預預警。通警。通過過3D數字港口,數字港口,實現實現企企業業各型數據的各型數據的實時實時展示,展示,強強化企23、化企業業管理手段;管理手段;實現實現企企 業業管理空管理空間間與與時間時間的深度融合;的深度融合;實現實現管理管理對對數據的數據的實時實時反反饋饋 及數據及數據對對管理的管理的實時驅動實時驅動。通通過項過項目三目三維維數數字字化港口,化港口,為為企企業業管管理理提供提供線線上港口上港口巡巡檢檢、設備設備巡巡檢檢、用能信息、用能信息查詢查詢、運行信息、運行信息查詢查詢、危、危險險源點管控等源點管控等 管理手段,管理手段,實實現現多多車車間間、多、多設備設備、多多要要素素一站式一站式監測監測、預預警、警、管理平臺。管理平臺。16港口作為交通運輸的樞紐,在促進國際貿易和地區發展中起著舉足輕重的 作用24、,全球貿易中約90%的貿易由海運業承載,作業效率對于港口至關重要。在“工業4.0”、“互聯網+”大發展的時代背景下,港口也在進行數字化、全自動的轉型升級。“智慧港口”對通信連接有低時延、大帶寬、高可靠性的嚴苛要求,自 動化碼頭的大型特種作業設備的通訊系統要滿足控制信息、多路視頻信息等 高效、可靠傳輸。利用5G推動港口信信息化息化、數字數字化化、智、智能能化升化升級級,打造,打造“綠綠色、色、環環保、高效保、高效”的的智慧智慧港港口口,為港口解決好自動化設備的通訊問題提 供了全新方案,為“智慧港口”建設注入新動力。5G賦賦能港口推能港口推動動港區智港區智慧慧化化進進程程 高速率高速率10X(1025、Gbps)低低時時延延1/10(1ms)大大連連接接10X(1M/km2)17港港區區 5G基站基站鋪設鋪設港口服港口服務務方方案案 城域ER省級ER5GC CECN2網網比比鄰鄰模模式式:UPF(用戶端口管理)下沉到港區的邊緣機房,港區內數據交互無需經過運營商大網,直接傳輸到客戶的內網服務器/數據中心,保障 數據不出港區,實現業務安全隔離;港區端到端交互時延減少,并提供一定的QoS保障。同時,對于大帶寬、時延敏感的計算工作,可依托邊緣 MEC執行,提升總體效率5G定制定制專專網網“比比鄰鄰”架構架構總覽總覽運運營營商網商網絡絡省級ER5GC CE匯匯聚聚層層5GC城域ER163網網UPF M26、EC基站基站IPRAN/裸纖園區數據中心接入接入層層核心核心層層5G 接入接入設備設備5G CPE工業 交換機港口港口設備設備園區內光纖客客戶戶機房機房客戶業務承載(有線)客戶業務承載(無線)公網業務承載 說明5G工工業業網關網關15G基站基站電電信運信運 營營機房機房港口港外網港口港外網2345612可提供5G雙發選收提 高可靠性并降低切換 時延*當前華為終端支持可提供增強無線(“QoS調度+RB資 源預留+超級上行”)提升用戶接入,上行 容量和覆蓋深度。可提供基站和機房雙 鏈路備份,提升定制 網系統鏈路可靠性34可提供企業專用UPF出 口,提供獨享數據通 道,保障數據安全可提供企業專用ME27、C 支持流量管理、安全 和行業應用部署平臺由大網5GC負責管理 和監控服務,提供 4/5G互訪、私網/公網635客戶園區內網港口港內網港口港內網協同,語音呼叫能力185G應應用網用網絡絡全全視視圖圖 195G設備設備(RTG)遠遠控屬于港口核心控屬于港口核心業務業務,對對網網絡帶寬絡帶寬、低延、低延時時及及時時延延穩穩定性要求高,需通定性要求高,需通過過技技術術手段重點手段重點保保障,否障,否則則影響港影響港口口正常作正常作業業中國中國電電信信規規劃劃5G網網絡絡基基站站單單小區小區性性能指能指標為標為:最大上行最大上行:300 Mbps最大下行最大下行:1 Gbps 最低最低時時延:延:1028、0 ms場場景分景分類類整體需求整體需求時時延延帶寬帶寬難難易程度易程度業務業務落地落地優優先先級級RTG遠控下行傳控制信號,低時延上行傳視頻信號,大帶寬堆場內大約15臺龍門吊,1/3同時工作20ms上行:2030Mbps,整個堆場容量需求 100M150Mbps下行:1MbpsAGV/IGV輔助駕駛低時延、高可靠、多客戶 端、信號有遮擋、大范圍 運動20ms上行:5-20Mbsp視頻監控上行大帶寬 20ms20M-100M港區智能理港區智能理貨貨 船舶泊岸車輛進港掃描車牌號,獲取 車輛和任務信息獲取船舶信息和任 務信息自動上傳稱重數據上傳任務執行情況 和數據后臺實時獲取作業 指令,業務流程自 動流轉到下一流程58前沿理貨/前沿調度/堆場理貨等現場作業人員通過APP自動獲取計劃和任務信息,并在作業過程中隨時隨地上報作業情 況和數據,全程線上化無紙化作業,提升作業效率和數據的準確性,有效對散雜貨作業環節進行管控和無縫銜接。謝謝!