港口是實現海陸物流輸送的樞紐。據統計，全球貿易總額的2/3將經過港口。近年來，港口吞吐量隨全球經濟增長逐年增加，為(wei) 港口帶來了新的挑戰和壓力，如人力成本攀升、勞動力資源短缺等。

以對產(chan) 業(ye) 升級最為(wei) 迫切的吊車控製為(wei) 例，傳(chuan) 統龍門吊司機是特殊工種，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(ye) 疾病。港口為(wei) 保證24小時作業(ye) ，每台龍門吊配備3名司機輪換，一個(ge) 傳(chuan) 統碼頭通常需要配備上百名龍門吊司機，人力需求量大且因作業(ye) 環境艱苦，招工難問題愈趨嚴(yan) 重。

智慧港口是未來港口發展的必然趨勢，通過遠程控製、自動控製、自動駕駛、智能監控等技術以實現降本增效成為(wei) 全球港口的共同訴求。同樣以吊車控製為(wei) 例，實現遠程操控後，輪胎吊場景下的操控員的人機比例提高，不僅(jin) 使勞動力需求大幅降低，工作環境也將得到了大幅改善，從(cong) 而徹底解決(jue) 了招工難問題。除了吊車控製之外，港口待實現的智慧化場景還有高效自動駕駛的IGV（用於(yu) 取代人工駕駛集卡）或基於(yu) 4G網絡的AGV（自動導引小車）、機器視覺智能監控、遠程輔助維修等。這些智慧化場景將進一步緩解港口的勞動力需求壓力，大幅提高港口作業(ye) 效率。

港口智慧化的剛需

港口企業(ye) 需構建能夠匹配上述諸多應用需求的通信網絡，作為(wei) 其實現自動化、智能化產(chan) 業(ye) 升級的基礎設施。過去，港口主要采用固定網絡（光纖、波導管）構建通信基礎設施，部署及運維成本高，移動性差，Wi-Fi則存在覆蓋能力弱、穩定性與(yu) 可靠性差等問題。傳(chuan) 統通信技術的局限性增加了新建港口實現數字化的成本，降低了應用場景的靈活性，為(wei) 老港口的轉型升級帶來了難以克服的障礙。5G的到來，為(wei) 全球港口產(chan) 業(ye) 升級帶來了新的機會(hui) 。智慧港口對5G網絡的訴求可以提煉為(wei) 如下三大方麵。

首先是差異化（Differentiated）。智慧港口中的應用場景豐(feng) 富，各類應用對5G網絡的訴求各有不同。遠程操控、自動駕駛場景要求網絡提供大帶寬、低時延能力，視頻監控場景要求高上行帶寬及低時延的AI分析，智能理貨場景則需求大連接能力。如果仍然沿用2G/3G/4G時代“一網打天下”的無區別網絡能力來滿足這些訴求，勢必會(hui) 造成不必要的資源浪費。而差異化的網絡能力可以按需匹配應用場景的需要，具有更高的靈活性和性價(jia) 比。

其次是專(zhuan) 屬性（Dedicated）。港口企業(ye) 特別重視數據安全和網絡安全，特別是進行智能化升級之後，碼頭的正常運營都依賴於(yu) 網絡的可靠性，網絡一旦出現問題，將造成碼頭所有設備的停產(chan) ，這對碼頭來說是不可接受的。同時，運營數據是港口保持競爭(zheng) 力的關(guan) 鍵信息資產(chan) ，因此港口要求保證運營數據的絕對安全。這就需要專(zhuan) 屬網絡保證網絡和數據的隔離，實現專(zhuan) 網專(zhuan) 用，數據不出港口。

最後是自助性（DIY）。當前港口通信和控製網絡存在調測和開通周期長、網絡運行情況無法追蹤等問題，需要可DIY的自助網絡，以響應快速變化的業(ye) 務需求以及滿足網絡監測的便利性。基於(yu) 差異化、專(zhuan) 屬性、自助性這3個(ge) 維度構築的網絡，正是5G確定性網絡（5G Deterministic Networking，5GDN）。即

利用5G網絡資源打造可預期、可規劃、可驗證、有確定性能力的移動專(zhuan) 網，提供差異化的業(ye) 務體(ti) 驗。5G確定性網絡基於(yu) 行業(ye) 需求孕育而生，能夠很好地匹配港口企業(ye) 數字化轉型的訴求。

5G確定性網絡

打造智慧港口應用示範振華重工聯合中國移動、華為(wei) 公司以及上海港務集團在上海洋山深水港實現了5G智慧港口應用示範項目，於(yu) 2020年完成了輪胎式龍門吊遠程控製的首批可行性驗證。

上海洋山深水港位於(yu) 杭州灣口外的崎嶇列島，由小洋山島域、東(dong) 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、華為(wei) 公司通過5G MEC、切片等技術為(wei) 上海洋山港打造5G確定性網絡，成功為(wei) 港口中對移動性訴求最強烈的輪胎龍門吊實現了遠程化控製。具體(ti) 的實現方式是通過在吊車上安裝高清攝像機，回傳(chuan) 多路1080 P的視頻畫麵到控製中心，遠程操控員再根據這些現場傳(chuan) 回的畫麵對吊車實施遠程操控，完成吊具精準移動、抓舉(ju) 集裝箱等操控動作。由於(yu) 吊車的構造不同，安裝的攝像機數量各有不同，若按平均每台輪胎吊安裝6台攝像機，視頻畫麵分辨率為(wei) 1080P來計算，單台吊車需要大約35Mbit/s的上行帶寬。在時延方麵，為(wei) 保證操控的精準性，5G網絡端到端時延不能超過30ms；在數據安全性方麵，5G確定性網絡中的5G MEC實現了視頻流、控製指令等業(ye) 務的本地卸載，確保低時延能力的同時還滿足了數據不出港口園區的安全性需求，保障了港口運營數據的安全性。

洋山港的成功實踐證明了5G確定性網絡能夠滿足港口輪胎龍門吊遠程操控場景的各項訴求，未來有望徹底替代固定網絡，賦予輪胎龍門吊堪比純人工現場駕駛的高度移動性和靈活性，從(cong) 而提高龍門吊轉場率，達到更高的使用效率。實現遠程操控後，人機比例可由純人工操作狀態下的1:1提升至1:4，不僅(jin) 操作環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%，同時大大提高了港口無人化水平，達到了更高的安全性。在寧波港梅山碼頭，振華重工、中國移動和華為(wei) 也合作實現了基於(yu) 5G的輪胎吊遠程控製測試，通過MEC部署，控製信號平均時延從(cong) 28ms進一步下降到了10ms。

振華重工正攜手華為(wei) 在更多港口開展積極實踐，以期將在中國獲得的寶貴經驗複製到全球。目前，泰國、阿曼的國際貨櫃碼頭正在開展基於(yu) 5G確定性網絡的輪胎吊遠程操控實踐，全球越來越多的港口啟動了同類項目的規劃。除了遠程操控這一對5G確定性網絡需求最為(wei) 強烈的應用場景之外，還包括港口中其他（例如IGV通信、視頻監控、機器人/無人機巡檢、智能理貨等）場景。

未來，振華重工、華為(wei) 將攜手全球領先運營商，持續幫助港口進行自動化、智能化升級，利用5G推動港口信息化、自動化，打造“綠色、環保、高效”的智慧港口。

（作者係上海振華重工智慧產(chan) 業(ye) 集團技術研發中心總經理）