5G智慧港口解决方案.pptx
下载文档
上传人:地**
编号:1228545
2024-10-10
59页
29.83MB
1、5G+智慧港口解决方案2行业洞察01全球供全球供应链总视应链总视图图 3口岸口岸货货站站口岸口岸货货站站目的机目的机场场始始发发机机场场发货发货方方1收收货货方方1仓库仓库收收货货方方2发货发货方方2仓库仓库启运港启运港到到货货港港集装箱集装箱货货站站集装箱集装箱货货站站货代多式联运订单管理计划路由仓储仓储终端运输计费结算集货运能计划进出口作业单证处理拆箱分拨转运进出口作业干线运输o 海运;航空;公路专线;铁路机场/港口/站点作业物流、物流、资资金流、信息流、商流的金流、信息流、商流的统统一一当前我国以海运港口当前我国以海运港口为为主主,一,一带带一路一路提提 出新出新战战略、略、带带来新机来2、新机遇遇 在机遇与挑在机遇与挑战战面前,我国面前,我国诸诸多大型港口将加快步伐推多大型港口将加快步伐推进进智慧智慧 港口的建港口的建设设,以,以满满足港口信息足港口信息监监控、物流控、物流对对接、接、港港务务管理、管理、安防安防应应急等能力的要求和挑急等能力的要求和挑战战,“智慧港口智慧港口”将将 成成为为我国我国港口的港口的发发展目展目标标共享共享经济经济,实现实现生生产产要素的社会化,提高存量要素的社会化,提高存量 资产资产的使用效率的使用效率产业链产业链上下游企上下游企业协业协同,减少交易成本同,减少交易成本 经经营营理念,从理念,从“所有所有权权”向向“使用使用权权”,向,向“共享共共3、享共赢赢”转变转变信息精准匹配,供需信息信息精准匹配,供需信息实现实时实现实时、精准的高效匹、精准的高效匹 配。配。4港港口口的的货货运运量量增增加加,将将对对港港口口的的服服务务能能力力提提出出新新要要求求 港港口口将将从从传传统统业业务务向向贸贸易易加加工工保保税税综综合合物物流流服服务务转转型型 港口的信息系港口的信息系统统建建设设、智能化建、智能化建设设等将提出更高要求等将提出更高要求环环渤海港口群渤海港口群辽东半岛、山东半岛、京津翼为主的环渤海经济带包括15个沿海港口和多个内河港长长三角港口群三角港口群苏浙沪毗邻地区17市组成的都市 群包括6个沿海港口和多个内河港口珠三角港口群珠三角4、港口群以广东省内为主的10个城市组 成大珠三角包括广东、香港和澳 门广东省内包括7个沿海港口和分 部广阔的内河港东东南沿海港口群南沿海港口群以福建省为主体,连接南北长三 角和珠三角包括福州、厦门和泉州港西南沿海港口群西南沿海港口群广西北部湾经济区,由南 宁、北海、钦州、防城港 四市、玉林、崇左组成包括北海、钦州、防城等 沿海港口当前我国沿海当前我国沿海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带带一路一路战战略加速港口供略加速港口供应链应链上下游整合上下游整合全球全球贸贸易易总总量量 航运是承航运是承载载全球全球90%贸贸易量易量航运是国际物流中最主要的运输方式,占运输总量的90%5、,占 国际贸易 额的70%;港口是航运;港口是航运贸贸易易的的重重要集要集散散地;地;中国港口规模全球第一,2019年全国集装箱吞吐量2.6亿TEU,同比增长4.4%;中国海运量世界第一:全球占比26%;全球吞吐量前20大港口,中国占16个;个;全球六大河港,中国占5个个。1981-2020全国港口集装箱吞吐量全国港口集装箱吞吐量中国港口中国港口规规模全球第一,模全球第一,港港口主体口主体是是劳动劳动密密集型集型规模:中国港港口口数量数量200+,集装箱港口约1/6;货运港口总数145个(海 港55,河港90);全国港口泊位24000个(沿海港口泊位5700个,河港泊位18300个);万吨级及6、以上泊位2444个(沿海港口2000,河港444个),20%的沿海 吞吐量;港口主体是港口主体是劳动劳动密集型密集型,需要大量人力的传统作业方式的港口。港口完成全国2/3的32.521.510.505我国我国传传统统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续续的的需需求求 传统码头岸桥、场桥以及物流运输车都有司机,而全自动化码头能 实现自动化远程操控,减少人力成本七七成成以上,且提升效率和安全 行业概述:全球港口4300+,34个自动化码头/中国4个(上海洋 山/厦门远海/青岛/广州港)以国内某港以国内某港为为例:例:550台台轮轮胎吊和胎吊和2007、0台内集卡,全部台内集卡,全部实现远实现远控后可控后可节节省司机数省司机数7,149,年,年节节省省14.3亿亿人力成本人力成本以年吞吐量以年吞吐量500万集装箱国内某港区万集装箱国内某港区为为例,人力成本例,人力成本节节省省1.75亿亿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带带来效率、安全双提升来效率、安全双提升344300全球传统码头占99.2%自动化码头传统码头33%33%15%15%港口成本分析:人力33%设备折旧人工劳务费燃料、材料、修理6类别类别人力成本人力成本节节省省轮胎吊93台4,180万(一人一吊-一人4吊)内集卡225辆8、13,300(一人一车-无人集卡)安全风险改善环境,降低安全风险类别类别现现有有 台数台数改造前改造前 司机数司机数改造后改造后 司机人数司机人数节节省省 司机数司机数年年节节省人力省人力 成本(万¥)成本(万¥)轮轮胎吊胎吊5501,6504131,23824,751内集卡内集卡2,0006,000895,911118,223小小结结7,6505017,149142,974全全国国 5G智慧港口智慧港口发发展展现现状状总结总结和和建建议议 7港机港机远远控控业业务务与与5G结结合合度度高高,最最契契合合港港口口生生产产作作业业需需要,要,海海港港场场景景下下已已充充分分验验证证可可商商用用,9、建建议议河河港港、化化工工码码头头可可规规模模复复制制场场景景说说明明集装集装箱箱码头码头散散货货码码头头场场景景特点特点5GtoB应应用用场场景及景及当当前前进进展展1、龙门龙门吊吊远远控控:多个港口已投入常态化生产,如厦门港、宁波港、天津港等2、AGV/IGV无人集无人集卡卡:AGV可复制,IGV配合验证,如唐山港、天津港、厦门港等3、智智能能理理货货:场景复制阶段,已通过商用稳定性测试,目前已开始在多家港口商用复制,如厦门港、深圳招商港、福州港、广西防城港等;4、无无线视线视频监频监控控:场景复制阶段,属于成熟解决方案,根据港口需求、按需部署。标标准化程度高准化程度高,以集装箱运 输为主10、,码头间差异小自自动动化水平高化水平高,港机辅助作 业功能完善,目前全国仅有 的三个自动化码头均为集装 箱码头标标准准化化程程度度不不高高,散货码、头装卸 货物多样,铁矿石、煤炭、钢材、水泥自自动动化化水水平平不不高高,全部依 赖人工本 地操作,港机服 役时间较长(15年 左右)1、装船机装船机/斗斗轮轮机机远远控控:商用规模小,已有码头处于改造阶段,如安徽海螺水泥、广西华 润水泥装船码头;2、无无线视频线视频监监控控:场景复制阶段,属于成熟解决方案,根据港口需求、按需部署;3、车辆车辆定位定位:外部及内部运输车辆5G设备定位。石化石化码码头头1、设备远设备远程程监监控控:5G设备不具备相关化11、工品园区应用资质,多数化工码头仍未使用5G远 程控制;2、无无线视频线视频监监控控:成熟解决方案,根据港口需求、按需部署;但设备成本高是阻碍大 范围使用的障碍;3、危化品危化品环环境境监测监测:通过物联网方式监控罐区、气体、消防等高危作业区;4、无人自无人自动动巡巡检检:机器人在线远程自动巡检。安全要求高,安全要求高,化工码头由于操作的 特殊性,对安全要求高监监管管力力度度不不高,高,全部依赖人工操作,操作规范依赖人员监管,自动化监 控力度不足5G助力港口行助力港口行业业智能、智能、高高效、效、协协同同市市场场空空间间:中国港口吞吐量全球第一,我国规模以上港口数量超过300多个。近年一带一路和12、新基建带动智慧港口发展新机遇,港口行业信息 化投资大幅增加到90亿元以上设备远设备远控控智能理智能理货货低时延:支撑远程控制智能理货:提高一线作业标准大带宽:并发多路高清视频无人无人车车运运输输港区安防港区安防5G港口港口应应用用场场景景5G智慧港口解决方案智慧港口解决方案港口行港口行业业痛点痛点生生产产:流程性强、作业效率低、自动化水平低网网络络:多制式接入、网络条件差、带宽不足协协同同:上下游企业信息壁垒、内部企业数据链不通5G商商业业价价值值1、5G港口港口专专网网3、智慧港口平台、智慧港口平台2、云、云、边边、端、端协协同同应应用部署用部署港口用港口用户户内网内网IaaSMEC硬件UP13、F MEP5G应应用用 AgentIEF5G基站基站5G终终端端交换机核心网核心网5G 核心网核心网 管理面管理面管理平台管理平台 5G应应用用能力组件PaaS云平台云平台交换机/防火墙公众用公众用户户专专网用网用户户提提质质:降本:降本:增效:增效:自动化设备代替人工作业,充分利用港口资源,实现“一人多线程”提升效率;满足移动化业务需求,减少线缆布放;标准化作业流程,智慧化参与释放人力,避免人员操作失误;数据实时显示、统一管控、集中展示,实现数据驱动业务;现场无人作业,提升港口安全、降低安全隐患大连接:视频边缘计算5G智慧港口整体架智慧港口整体架构构 数据数据接入接入云云资资源源港口港口Pa14、aS港口港口 应应用用无人机巡检智能理货远程控制5G智慧智慧应应用用数据治理实时分析历史趋势数据建模船舶管理 货运管理综合管理平台财务管理港区港区业务业务管理管理9商务管理地磅管理数据大屏港区配套服港区配套服务务智慧路灯智能安防业务指南设备设备管控管控港口智慧中台港口智慧中台堆场作业理货分析 合同管理可视化流流 程程自动控制 智能联动 设备巡检生生 产产设备管理物流信息船舶作业调度管理管管理理商务管理综合管理财务管理费收管理安安 全全安全方案应急救援 AI分析分析数据采集状态跟踪流程指导过程监督远程指挥AR云网云网服服务务私有云私有云公有云公有云混合云混合云计算存储网络计算存储网络计算存储网络15、港口港口资资源源通通讯协议讯协议HSMSMod-BusMQTT通通讯协议讯协议HSMSNB-IOTUWB5G岸桥RTG装卸船机集装箱矿石煤炭粮食流动机械作作业业安全安全主机主机 安全安全数据数据 交互安全交互安全安全安全 态势态势感知感知调试调试设备设备管控管控港口港口 安全安全智慧港口智慧港口对对 5G需求需求较较多多,首批首批优优先先选选择择5 大大应应用用场场景景 自自动动化化AGV/IGV21吊机吊机/装船机装船机/斗斗轮轮机机远远控控全全场场景智能景智能理理货货3安全生安全生产产 视频监视频监控控45G港口港口应应用从成熟度和需求价用从成熟度和需求价值值分分为为三个批次三个批次首推首16、推5个个较较成熟成熟场场景景应应用用智慧能源智慧能源510应应用用场场景景 1-1:港机港机(轮轮胎胎吊吊)远远控控场场景景 方案和价方案和价值值 三个三个时时延需求:平均延需求:平均时时延,抖延,抖动时动时延,最大延,最大时时延延稳稳定定较较低低时时延延:平均网络时延工控机心跳16ms(工控 机每隔16ms一次心跳检测),抖动时延要小(量化指标 暂无),最大时延建议分阶段实现:可用可用标标准准:时延272ms(16*17,17次心跳),通信中断1次/天。标准理由:保障不出安全事故 好好用用标标准准(比定制WiFi好):时延100ms(16*6),通 信中断1次/月。标准理由:人感知操作时延217、70ms,保 障远控司机的PLC无时延感。爱爱用用标标准准(对齐光纤标准):时延48ms(16*3),通信中断1次/年。标准理由:人感知操作时延270ms,视频 监控的编解码等应用时间需150-200ms,所以网络时延要 控制在50ms内,保障司机的PLC和视频监控都没有时延感18路摄像头:每路分辨率480-1080P不等,根据不 同需求而定某一时刻会选8-12路视频同时回传到中控室,20-30Mbps总带宽需求远远控架构及上行控架构及上行带宽带宽需求需求30Mbps轮胎吊上摄像头分布图11应应用用场场景景 1-2:内河内河散散货货港港机机(斗斗轮轮机机、装船机)装船机)远远控控场场景景 作业18、机器频繁移动导致光纤极易磨损断裂,取料机在固定轨道移动,能够通过旋转调整悬臂方向;自建wifi不稳定,时延较大,视频卡顿;DTU设备不能实现自维护和故障的快速定位分析;希望通过高清视频回传,实现实时监控并远程控制取料机 作业(远程控制系统为港口自行改装)装船机码头装船机负责将港口内堆场散货经由卡车送到装船机皮带后再通过装船机移动控制来将货物装载到船舱的合理仓位 和位置。避免因为装载问题导致船舶倾覆等重大事故。港口希望通过借助5G+AI实现:实现远程操控,操作流程简化。通过AI分析提供装载建议,实现效率提升。斗斗轮轮机需要机需要5G解决光解决光纤纤磨磨损损、WiFi不不稳稳定定问题问题装船机借助19、装船机借助5G+AI实现实现安全生安全生产产,生,生产产效率提升效率提升12应应用用场场景景 2:AGV调调度度类类和和IGV辅辅助助驾驾 驶驶两个两个场场景景 AGV调调度:度:对对网网络络是是刚刚需,但需,但带宽时带宽时延要求不高延要求不高AGV典型运行流程 AGV车辆等待集装箱装载 AGV车辆按照调度路线行驶 AGV车辆将集装箱运入支架 区(供场桥吊吊入堆场区)AGV调度对网网络络要求不高要求不高,eLTE可满足使用要求,规模部 署依赖5G终端/模组的价格下降 带宽:100kbps。时延:ping包时延不超不超过过50ms(多用户正常情况),最大时延不允 许超过200ms,否则会出现掉线20、停车IGV辅辅助助驾驶驾驶:对对网网络带宽时络带宽时延要求高延要求高IGV利用高精度地图和定位 自主运行控制中心监控IGV的位置、姿态、电量、载重等,下 发车辆规划信息IGV发生故障或需前往非固 定作业区域时,即可切换 远程接管,保障其运输、驾驶安全;1人管理多车网络要求:35路监控视频 上行带宽需要520M,时 延50ms13应应用用场场景景 3:5G智能理智能理货货方案方案和和价价值值业务场业务场景景 港口桥吊船到货,系统智能理货场 景,提高港口作业效率5G网网络络 单桥吊上行带宽:6-8路智能理货 的实时视频,20Mbps5G NR港区MEC(UPF+MEP)5G CPE桥吊机器视觉 摄21、像机理货大楼港区平台 服务器3个价个价值值:14 环境改善:由恶劣码头现场到舒适办公室远程 效率提升:工作效率由“一人一路岸桥”提升 为“一一人人多多路路岸岸桥桥”,预估大部分港口节省人 力成本大概1700万/年 识别率提升:高清图像结合基于AI的机器视觉,能对破损箱号实现95%以上的识别率运资格)红外摄像头传感器导航/定位控制中心应应用用场场景景 4:5G定制网定制网+AI实现实现港港口口安安 全生全生产产“4 化化”建建设设 未戴安全帽 动作不规范预警作业区打电话抽烟预警流程不规范预警不穿安全服预警专业人员身份识别 疲劳分神作业预警.无人作业区人工闯入高清摄像头5G基站MEC巡巡检检无人化22、无人化监监控全天化控全天化视频视频高清化高清化分析智能化分析智能化15应应用用场场景景 5:智慧港口智慧港口能能源管源管理理为为企企业业开启立体化、数字化的管理手段,开启立体化、数字化的管理手段,对对生生产车间产车间、综综 合能源、重点用能合能源、重点用能设备设备、各型管网、危化品、各型管网、危化品储储存、安全存、安全环环保保 等等进进行一窗式的管理。行一窗式的管理。实现实现工厂关工厂关键节键节点、核心要素、重大点、核心要素、重大 危危险险源点等的一站式源点等的一站式实时监实时监控与控与预预警。通警。通过过3D数字港口,数字港口,实现实现企企业业各型数据的各型数据的实时实时展示,展示,强强化企23、化企业业管理手段;管理手段;实现实现企企 业业管理空管理空间间与与时间时间的深度融合;的深度融合;实现实现管理管理对对数据的数据的实时实时反反馈馈 及数据及数据对对管理的管理的实时驱动实时驱动。通通过项过项目三目三维维数数字字化港口,化港口,为为企企业业管管理理提供提供线线上港口上港口巡巡检检、设备设备巡巡检检、用能信息、用能信息查询查询、运行信息、运行信息查询查询、危、危险险源点管控等源点管控等 管理手段,管理手段,实实现现多多车车间间、多、多设备设备、多多要要素素一站式一站式监测监测、预预警、警、管理平台。管理平台。16港口作为交通运输的枢纽,在促进国际贸易和地区发展中起着举足轻重的 作用24、,全球贸易中约90%的贸易由海运业承载,作业效率对于港口至关重要。在“工业4.0”、“互联网+”大发展的时代背景下,港口也在进行数字化、全自动的转型升级。“智慧港口”对通信连接有低时延、大带宽、高可靠性的严苛要求,自 动化码头的大型特种作业设备的通讯系统要满足控制信息、多路视频信息等 高效、可靠传输。利用5G推动港口信信息化息化、数字数字化化、智、智能能化升化升级级,打造,打造“绿绿色、色、环环保、高效保、高效”的的智慧智慧港港口口,为港口解决好自动化设备的通讯问题提 供了全新方案,为“智慧港口”建设注入新动力。5G赋赋能港口推能港口推动动港区智港区智慧慧化化进进程程 高速率高速率10X(1025、Gbps)低低时时延延1/10(1ms)大大连连接接10X(1M/km2)17港港区区 5G基站基站铺设铺设港口服港口服务务方方案案 城域ER省级ER5GC CECN2网网比比邻邻模模式式:UPF(用户端口管理)下沉到港区的边缘机房,港区内数据交互无需经过运营商大网,直接传输到客户的内网服务器/数据中心,保障 数据不出港区,实现业务安全隔离;港区端到端交互时延减少,并提供一定的QoS保障。同时,对于大带宽、时延敏感的计算工作,可依托边缘 MEC执行,提升总体效率5G定制定制专专网网“比比邻邻”架构架构总览总览运运营营商网商网络络省级ER5GC CE汇汇聚聚层层5GC城域ER163网网UPF M26、EC基站基站IPRAN/裸纤园区数据中心接入接入层层核心核心层层5G 接入接入设备设备5G CPE工业 交换机港口港口设备设备园区内光纤客客户户机房机房客户业务承载(有线)客户业务承载(无线)公网业务承载 说明5G工工业业网关网关15G基站基站电电信运信运 营营机房机房港口港外网港口港外网2345612可提供5G双发选收提 高可靠性并降低切换 时延*当前华为终端支持可提供增强无线(“QoS调度+RB资 源预留+超级上行”)提升用户接入,上行 容量和覆盖深度。可提供基站和机房双 链路备份,提升定制 网系统链路可靠性34可提供企业专用UPF出 口,提供独享数据通 道,保障数据安全可提供企业专用ME27、C 支持流量管理、安全 和行业应用部署平台由大网5GC负责管理 和监控服务,提供 4/5G互访、私网/公网635客户园区内网港口港内网港口港内网协同,语音呼叫能力185G应应用网用网络络全全视视图图 195G设备设备(RTG)远远控属于港口核心控属于港口核心业务业务,对对网网络带宽络带宽、低延、低延时时及及时时延延稳稳定性要求高,需通定性要求高,需通过过技技术术手段重点手段重点保保障,否障,否则则影响港影响港口口正常作正常作业业中国中国电电信信规规划划5G网网络络基基站站单单小区小区性性能指能指标为标为:最大上行最大上行:300 Mbps最大下行最大下行:1 Gbps 最低最低时时延:延:1028、0 ms场场景分景分类类整体需求整体需求时时延延带宽带宽难难易程度易程度业务业务落地落地优优先先级级RTG远控下行传控制信号,低时延上行传视频信号,大带宽堆场内大约15台龙门吊,1/3同时工作20ms上行:2030Mbps,整个堆场容量需求 100M150Mbps下行:1MbpsAGV/IGV辅助驾驶低时延、高可靠、多客户 端、信号有遮挡、大范围 运动20ms上行:5-20Mbsp视频监控上行大带宽 20ms20M-100M港区智能理港区智能理货货 船舶泊岸车辆进港扫描车牌号,获取 车辆和任务信息获取船舶信息和任 务信息自动上传称重数据上传任务执行情况 和数据后台实时获取作业 指令,业务流程自 动流转到下一流程58前沿理货/前沿调度/堆场理货等现场作业人员通过APP自动获取计划和任务信息,并在作业过程中随时随地上报作业情 况和数据,全程线上化无纸化作业,提升作业效率和数据的准确性,有效对散杂货作业环节进行管控和无缝衔接。谢谢!