港口是實(shí)現海陸物流輸送的樞紐。據統計，全球貿易總額的2/3將經(jīng)過(guò)港口。近年來(lái)，港口吞吐量隨全球經(jīng)濟增長(cháng)逐年增加，為港口帶來(lái)了新的挑戰和壓力，如人力成本攀升、勞動(dòng)力資源短缺等。

以對產(chǎn)業(yè)升級最為迫切的吊車(chē)控制為例，傳統龍門(mén)吊司機是特殊工種，在30～70多米高的司機室工作，條件十分艱苦，容易罹患多種職業(yè)疾病。港口為保證24小時(shí)作業(yè)，每臺龍門(mén)吊配備3名司機輪換，一個(gè)傳統碼頭通常需要配備上百名龍門(mén)吊司機，人力需求量大且因作業(yè)環(huán)境艱苦，招工難問(wèn)題愈趨嚴重。

智慧港口是未來(lái)港口發(fā)展的必然趨勢，通過(guò)遠程控制、自動(dòng)控制、自動(dòng)駕駛、智能監控等技術(shù)以實(shí)現降本增效成為全球港口的共同訴求。同樣以吊車(chē)控制為例，實(shí)現遠程操控后，輪胎吊場(chǎng)景下的操控員的人機比例提高，不僅使勞動(dòng)力需求大幅降低，工作環(huán)境也將得到了大幅改善，從而徹底解決了招工難問(wèn)題。除了吊車(chē)控制之外，港口待實(shí)現的智慧化場(chǎng)景還有高效自動(dòng)駕駛的IGV（用于取代人工駕駛集卡）或基于4G網(wǎng)絡(luò )的AGV（自動(dòng)導引小車(chē)）、機器視覺(jué)智能監控、遠程輔助維修等。這些智慧化場(chǎng)景將進(jìn)一步緩解港口的勞動(dòng)力需求壓力，大幅提高港口作業(yè)效率。

港口智慧化的剛需

港口企業(yè)需構建能夠匹配上述諸多應用需求的通信網(wǎng)絡(luò )，作為其實(shí)現自動(dòng)化、智能化產(chǎn)業(yè)升級的基礎設施。過(guò)去，港口主要采用固定網(wǎng)絡(luò )（光纖、波導管）構建通信基礎設施，部署及運維成本高，移動(dòng)性差，Wi-Fi則存在覆蓋能力弱、穩定性與可靠性差等問(wèn)題。傳統通信技術(shù)的局限性增加了新建港口實(shí)現數字化的成本，降低了應用場(chǎng)景的靈活性，為老港口的轉型升級帶來(lái)了難以克服的障礙。5G的到來(lái)，為全球港口產(chǎn)業(yè)升級帶來(lái)了新的機會(huì )。智慧港口對5G網(wǎng)絡(luò )的訴求可以提煉為如下三大方面。

首先是差異化（Differentiated）。智慧港口中的應用場(chǎng)景豐富，各類(lèi)應用對5G網(wǎng)絡(luò )的訴求各有不同。遠程操控、自動(dòng)駕駛場(chǎng)景要求網(wǎng)絡(luò )提供大帶寬、低時(shí)延能力，視頻監控場(chǎng)景要求高上行帶寬及低時(shí)延的AI分析，智能理貨場(chǎng)景則需求大連接能力。如果仍然沿用2G/3G/4G時(shí)代“一網(wǎng)打天下”的無(wú)區別網(wǎng)絡(luò )能力來(lái)滿(mǎn)足這些訴求，勢必會(huì )造成不必要的資源浪費。而差異化的網(wǎng)絡(luò )能力可以按需匹配應用場(chǎng)景的需要，具有更高的靈活性和性?xún)r(jià)比。

其次是專(zhuān)屬性（Dedicated）。港口企業(yè)特別重視數據安全和網(wǎng)絡(luò )安全，特別是進(jìn)行智能化升級之后，碼頭的正常運營(yíng)都依賴(lài)于網(wǎng)絡(luò )的可靠性，網(wǎng)絡(luò )一旦出現問(wèn)題，將造成碼頭所有設備的停產(chǎn)，這對碼頭來(lái)說(shuō)是不可接受的。同時(shí)，運營(yíng)數據是港口保持競爭力的關(guān)鍵信息資產(chǎn)，因此港口要求保證運營(yíng)數據的絕對安全。這就需要專(zhuān)屬網(wǎng)絡(luò )保證網(wǎng)絡(luò )和數據的隔離，實(shí)現專(zhuān)網(wǎng)專(zhuān)用，數據不出港口。

最后是自助性（DIY）。當前港口通信和控制網(wǎng)絡(luò )存在調測和開(kāi)通周期長(cháng)、網(wǎng)絡(luò )運行情況無(wú)法追蹤等問(wèn)題，需要可DIY的自助網(wǎng)絡(luò )，以響應快速變化的業(yè)務(wù)需求以及滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò )監測的便利性?；诓町惢?、專(zhuān)屬性、自助性這3個(gè)維度構筑的網(wǎng)絡(luò )，正是5G確定性網(wǎng)絡(luò )（5G Deterministic Networking，5GDN）。即

利用5G網(wǎng)絡(luò )資源打造可預期、可規劃、可驗證、有確定性能力的移動(dòng)專(zhuān)網(wǎng)，提供差異化的業(yè)務(wù)體驗。5G確定性網(wǎng)絡(luò )基于行業(yè)需求孕育而生，能夠很好地匹配港口企業(yè)數字化轉型的訴求。

5G確定性網(wǎng)絡(luò )

打造智慧港口應用示范振華重工聯(lián)合中國移動(dòng)、華為公司以及上海港務(wù)集團在上海洋山深水港實(shí)現了5G智慧港口應用示范項目，于2020年完成了輪胎式龍門(mén)吊遠程控制的首批可行性驗證。

上海洋山深水港位于杭州灣口外的崎嶇列島，由小洋山島域、東海大橋、洋山保稅港區組成，是中國大型和特大型深水泊位最多、大型船舶掛靠最多的港口之一。中國移動(dòng)、華為公司通過(guò)5G MEC、切片等技術(shù)為上海洋山港打造5G確定性網(wǎng)絡(luò )，成功為港口中對移動(dòng)性訴求最強烈的輪胎龍門(mén)吊實(shí)現了遠程化控制。具體的實(shí)現方式是通過(guò)在吊車(chē)上安裝高清攝像機，回傳多路1080 P的視頻畫(huà)面到控制中心，遠程操控員再根據這些現場(chǎng)傳回的畫(huà)面對吊車(chē)實(shí)施遠程操控，完成吊具精準移動(dòng)、抓舉集裝箱等操控動(dòng)作。由于吊車(chē)的構造不同，安裝的攝像機數量各有不同，若按平均每臺輪胎吊安裝6臺攝像機，視頻畫(huà)面分辨率為1080P來(lái)計算，單臺吊車(chē)需要大約35Mbit/s的上行帶寬。在時(shí)延方面，為保證操控的精準性，5G網(wǎng)絡(luò )端到端時(shí)延不能超過(guò)30ms；在數據安全性方面，5G確定性網(wǎng)絡(luò )中的5G MEC實(shí)現了視頻流、控制指令等業(yè)務(wù)的本地卸載，確保低時(shí)延能力的同時(shí)還滿(mǎn)足了數據不出港口園區的安全性需求，保障了港口運營(yíng)數據的安全性。

洋山港的成功實(shí)踐證明了5G確定性網(wǎng)絡(luò )能夠滿(mǎn)足港口輪胎龍門(mén)吊遠程操控場(chǎng)景的各項訴求，未來(lái)有望徹底替代固定網(wǎng)絡(luò )，賦予輪胎龍門(mén)吊堪比純人工現場(chǎng)駕駛的高度移動(dòng)性和靈活性，從而提高龍門(mén)吊轉場(chǎng)率，達到更高的使用效率。實(shí)現遠程操控后，人機比例可由純人工操作狀態(tài)下的1:1提升至1:4，不僅操作環(huán)境得到改善還降低了勞保成本，使得綜合人力成本有望下降70%，同時(shí)大大提高了港口無(wú)人化水平，達到了更高的安全性。在寧波港梅山碼頭，振華重工、中國移動(dòng)和華為也合作實(shí)現了基于5G的輪胎吊遠程控制測試，通過(guò)MEC部署，控制信號平均時(shí)延從28ms進(jìn)一步下降到了10ms。

振華重工正攜手華為在更多港口開(kāi)展積極實(shí)踐，以期將在中國獲得的寶貴經(jīng)驗復制到全球。目前，泰國、阿曼的國際貨柜碼頭正在開(kāi)展基于5G確定性網(wǎng)絡(luò )的輪胎吊遠程操控實(shí)踐，全球越來(lái)越多的港口啟動(dòng)了同類(lèi)項目的規劃。除了遠程操控這一對5G確定性網(wǎng)絡(luò )需求最為強烈的應用場(chǎng)景之外，還包括港口中其他（例如IGV通信、視頻監控、機器人/無(wú)人機巡檢、智能理貨等）場(chǎng)景。

未來(lái)，振華重工、華為將攜手全球領(lǐng)先運營(yíng)商，持續幫助港口進(jìn)行自動(dòng)化、智能化升級，利用5G推動(dòng)港口信息化、自動(dòng)化，打造“綠色、環(huán)保、高效”的智慧港口。