5G成就青島“無人碼頭”

一艘來自阿姆斯特丹港的貨船緩緩進港停泊靠岸，自動岸橋吊移動到船隻上空，繩索慢慢下降，抓住集裝箱的四個邊角，升起塔吊，再把上百噸重的集裝箱運送到旁邊等候的AGV（無人搬運車），隨後，AGV將集裝箱運送到港記憶體放集裝箱的貨棧，軌道吊把集裝箱吊起，運送到堆場區或者前來接單的集卡車上。這樣一個看似簡單，實際上極其複雜的操作過程，在世界上首個實現全程自動化無人操作的現代化智慧港口——青島港實現了一氣呵成。其背後，中國聯通“5G+工業互聯網”發揮了關鍵作用。

5G為解決傳統行業痛點帶來曙光

傳統港口行業是一個典型的勞動密集型行業。近年來，隨著人工成本逐步提高，企業招工越來越困難，然而港口業務量一直在增加，對勞動力的需求有增無減，對技術的要求也更高。為解決矛盾，青島港開啟了“全面自動化”之路。

實際上，在5G出現之前，青島港通過使用光纜、塔吊、駁車等設備實現了半自動化。光纜的成本很高，高頻率的磨損和移動讓光纜的壽命大大縮短，維護難度大，同時每次起吊操作仍需多人配合，包括操作員、指揮手、理貨員等至少7名現場工作人員，生産現場都是重型設備，存在很大安全隱患，尤其港口經常受到天氣狀況的影響，事故隨時可能發生。此外，故障率高，WiFi網絡抗干擾能力差；工作環境差，傳統碼頭設施陳舊，重型設備難以更新換代等，這些痛點成為制約港口發展的瓶頸。

中國聯通5G創新中心了解到這些情況後，提出在岸橋吊裝卸貨這一場景實現真正的智慧化，首要目標就是解決作業現場的無人化，用無線代替有線，以此來解決人力及無線控制兩大核心痛點問題。他們發現儘管港口業務的指標要求嚴苛，但與5G網絡低時延、高可靠及大頻寬的技術特點匹配度很高，如果能夠深度結合，將5G應用於港口生産的控制中，助力港口逐步實現自動化碼頭的無線化改造以及傳統人工碼頭的半自動化改造，將會大幅降低人工成本，簡化現有網絡架構，實現更靈活的業務組網。

針對移動場景，中國聯通5G創新中心成立了項目組，用5G替代光纖傳輸，降低吊車設備改造成本和光纖損耗、維護費用，相比有線網絡，5G組網還更加靈活。項目組在北京順義專門搭建了臨時實驗室，模擬港口的真實場景，推出了5G港口吊車遠程控制的初步解決方案和工業級5G適配網關産品，為進入現場調試做好了準備。

突破實驗室與工作現場的瓶頸

過去4G網絡無法滿足工業操作所需的低時延、大頻寬的條件。但要解決這一問題，僅有5G網絡是不夠的，還涉及5G網絡和港口工業私有協議之間的適配。中國聯通5G創新中心青島港項目團隊負責人告訴《人民郵電》報記者，歷時一個月，他們模擬了端到端全業務場景，實驗室測試非常成功。

但實驗室無法完全模擬複雜的現場環境，當項目落地的時候，真正的困難浮出水面。由於港口現場環境多變、業務繁雜、大量金屬設備會發生反射，設備安裝部署後信號反射衰減，許多在實驗室測試出的萬無一失的方案，到了現場無論如何都行不通，影響到與客戶實際業務網絡的對接。聯通的技術人員採用最“笨”的方法，一項一項排查問題原因，通過實地考察港口的複雜地形，結合多變的天氣進行多方位網絡佈局。

在青島港，每一個塔吊上都密布著30多個高清攝像頭，這些實時圖像數據要傳輸到控制臺，需要100多兆的上行頻寬，同時，控制臺輸出的信號還要超低時延傳輸到塔吊。在如此密集的數據傳輸的同時還要求時延控制在毫秒級，這就好比“在一段公路上同時並行30多輛（低速）卡車，又要求從對面穿過的信號車時速不低於120邁”。中國聯通5G創新中心項目團隊與業內專家合作研究，根據現場情況進行了5G網絡優化，並通過工業網關設備對業務進行精確調度，滿足了控制類業務的高優先級超低時延要求，各項網絡指標均達到客戶要求。經過幾個月的努力，5G網絡成功應用到青島港，實現了將遠程操控、高清視頻輔助控制以及複雜環境監控用於傳統碼頭的無線化改造和無人化改造。這也是全球首例基於5G網絡在實際港口生産

環境下成功實施遠程吊車操作的實踐，青島港由此成為全球首個“5G智慧碼頭”。

一鉤準，無聲響，輕拿輕放，平穩流暢

2019年11月，工信部印發的《“5G+工業互聯網”512工程推進方案》提出，到2022年，在“5G+工業互聯網”領域打造5個産業公共服務平臺，內網建設改造覆蓋10個重點行業，形成至少20個典型工業應用場景，培育形成5G工業互聯網融合疊加、互促共進、倍增發展的創新態勢。青島港5G智慧港口項目展現了基於5G的典型工業應用場景。

經過5G改造後，青島港二期碼頭實現了真正的“無人碼頭”。現在，只需通過遠程控制臺，就可完成包括岸橋裝卸在內的諸多港口場景任務，“一鉤準，無聲響，輕拿輕放，平穩流暢”是如今青島港的真實寫照。11月28日，青島港全自動化集裝箱碼頭（二期）運營啟動，中國聯通在青島港通過實施5G獨立組網，核心網能力更強，支持5G網絡切片，上行峰值速率提升1倍以上；引入邊緣計算，下沉算力附著點，通過碼頭布設一套邊緣伺服器，實現數據不出港口，業務時延低至14毫秒……中國聯通青島港項目形成了一套全球領先、可複製的5G智慧碼頭整體解決方案。

自從完成無線化和無人化改造後，青島港的裝卸速度多次打破自己保持的世界紀錄，現在的速度已大幅領先國際同行業水準。同時，企業的日常運營成本大幅降低，為港口工人提供了極大安全保障。《人民郵電》報記者了解到，國內多家港口都聯繫到中國聯通5G創新中心，希望複製青島港的模式。青島港5G智慧港口的成功經驗，可能輻射到全球，成為中國的又一張工業名片，我們堅信，“5G+工業互聯網”一定會大有作為。（葉曜坤 方正梁 楊浩楠）（新華網轉載人民郵電報）