近日，中國航天技術(shù)助力“智慧港口”建設(shè)再獲新成果。一項融合中國航天控制科技的全新技術(shù)---“航天智港”機器視覺集卡防吊起系統(tǒng)，在上海港、青島港、香港HIT碼頭等多個重要港口完成了部署應用。這一系統(tǒng)開創(chuàng)性應用了航天AI視覺技術(shù)，可保證龍門吊垂作業(yè)過程中，全面避免吊起集裝箱，系統(tǒng)采用了全要素識別，對作業(yè)關(guān)鍵信息擁有高精度識別能力。
圖：港口部署“航天智港”機器視覺集卡防吊起系統(tǒng)
據(jù)悉，這一技術(shù)來自于北京航天自動控制研究所旗下“航天智港”品牌。北京航天自動控制研究所，隸屬于中國運載火箭技術(shù)研究院，是一家主要從事航天控制與信息領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)研究機構(gòu)，曾圓滿完成“載人航天工程”和“探月工程”為代表的運載火箭系統(tǒng)研制任務。而“航天智港”系統(tǒng)，則是北京航天自動控制研究所結(jié)合自身導航控制與探測方面的優(yōu)勢技術(shù)，應用航天科技與港口工業(yè)場景深度結(jié)合的產(chǎn)物。
圖：“航天智港”為北京航天自動控制研究所旗下品牌
全天候裝卸“雙升級”：效率突破，隱患歸零
港口作為國民經(jīng)濟發(fā)展的“晴雨表”，整體運作效率十分關(guān)鍵。但目前，我國港口裝卸整體水準仍處“自動化、半自動化與人工操作”三者并存狀態(tài)。由于堆場作業(yè)環(huán)境復雜，裝卸工藝按“預設(shè)程序執(zhí)行”，勞動強度大，安全事故時有發(fā)生，嚴重影響港口作業(yè)安全和效率。
圖：集裝箱卡車被吊起的事故案例圖
對此，航天智港經(jīng)理閆濤，向記者重點介紹了“集卡防吊起系統(tǒng)”。此前多數(shù)自動化港口的龍門吊運作，無法完全避免因人員疏忽、結(jié)構(gòu)變形等因素導致的集卡車架被吊起等安全隱患。由此不得不在集卡卸車環(huán)節(jié)介入“人工檢查”，導致整體效率大幅降低。
圖：集裝箱卡車被吊起一定高度后及時停止的案例圖
但“航天智港”解決方案的部署，可以讓港口龍門吊像人一樣會觀測、思考和決策，實現(xiàn)安全和效率雙重提升。通過相機優(yōu)化布局，航天智港系統(tǒng)可對集卡車架區(qū)域?qū)崿F(xiàn)全方位觀測覆蓋，為龍門吊裝上一對“慧眼”。而通過視頻圖像處理分析、人工智能監(jiān)測等技術(shù)，系統(tǒng)可自動判定是否存在集卡吊起情況，并即刻輸出警報信號。龍門吊PLC通過Profibus-DP通訊模式，一經(jīng)接收信號將自動優(yōu)化控制策略控制吊具，從而實現(xiàn)所有集卡類型、所有集裝箱型、所有未解鎖模式的安全保護。
據(jù)悉，該項技術(shù)的識別率優(yōu)于99%，虛警率低于萬分之五。同時，該系統(tǒng)突破了大彈性條件下，集卡類型和吊起模式多樣性識別的樣本完備性等應用關(guān)鍵技術(shù)，成功解決了長期困擾碼頭行業(yè)的集卡卸箱全天時/全天候安全保護難題，顯著提高了作業(yè)效率和安全性。
航天優(yōu)勢技術(shù)加持 助推“智慧港口”轉(zhuǎn)型
歷經(jīng)第一代至第四代發(fā)展，世界港口已進入智慧化發(fā)展階段。此前，我國就曾在包括《“十四五”現(xiàn)代綜合交通運輸體系發(fā)展規(guī)劃》等一系列規(guī)劃中，明確要推動我國港口向更高層次的智慧化轉(zhuǎn)型。
近年，領(lǐng)先的大型龍頭港口企業(yè)已向“智慧港口”建設(shè)大步邁進。而由于在人工智能、AI視覺識別、航天控制和導航等領(lǐng)域，北京航天自動控制研究所本身具備大量應用經(jīng)驗和技術(shù)積累。港口行業(yè)的需求與人工智能技術(shù)特點相輔相成，“航天智港”基于航天視覺技術(shù)，研發(fā)了多種港口智能化解決方案，已成為國內(nèi)“智慧港口”建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)力量。
圖：航天智港系統(tǒng)架構(gòu)圖
事實上，近年“航天智港”持續(xù)向港口導入大量識別技術(shù)。在碼頭裝卸等安全關(guān)鍵環(huán)節(jié)，“航天智港”已先后研發(fā)并部署“輪胎吊自動糾偏與防撞系統(tǒng)、龍門吊自動抓放箱系統(tǒng)、漏摘鎖墊預警系統(tǒng)、岸橋全景智能識別系統(tǒng)、集裝箱卡車自動引導系統(tǒng)”等數(shù)十項視覺技術(shù)，綜合服務于港口系統(tǒng)管控平臺，形成了一整套碼頭智能裝卸解決方案，為港口帶去了全方位安全防護。
近三年間，“航天智港”已獲國家發(fā)明專利授權(quán)8項，實用新型專利1項，發(fā)表論文2篇;榮獲2021年度山東省科學技術(shù)進步獎一等獎、2021年中國航海學會科技進步獎三等獎、北京質(zhì)量協(xié)會第七十八次QC小組示范成果等10項政府/行業(yè)獎項。
圖：北京航天自動控制研究所部分獲獎證書
北京航天自動控制研究所的“航天智港”產(chǎn)業(yè)，目前已經(jīng)參與了上海港、青島剛、香港HIT碼頭、北部灣等全國重要碼頭的關(guān)鍵技術(shù)研制工作，成效卓著。閆經(jīng)理表示，目前已經(jīng)開通了“航天智+”公眾號，歡迎大家持續(xù)關(guān)注航天智港的新技術(shù)與新成果。
未來，隨著“航天智港”繼續(xù)深入貫徹航天技術(shù)應用及服務發(fā)展戰(zhàn)略，依托大量技術(shù)積累和質(zhì)量控制流程，將不斷拓展航天智能控制技術(shù)向港口行業(yè)的遷移轉(zhuǎn)化與工程應用，“航天智港”也將迎來新的發(fā)展高峰。
（中國航天技術(shù)）
