无人驾驶技术在港口机械上的应用

无人驾驶技术在港口机械上的应用

陈忠伟,崔荣亚,赵培云,项云飞,陈合中

青岛前湾联合集装箱码头有限责任公司  山东青岛266000

摘要：伴随着工业4.0时代的来临，人工智能也得到了飞速发展，我国在很多科学研究领域取得了长足的进展，在这当中，最让人兴奋的就是无人驾驶技术，正变得越来越成熟，在国内外都已经有了大量的应用。目前国内已有多辆无人驾驶试验车投入使用，例如，百度公司最新款的无人驾驶大巴，已于2018年开始在雄安地区试运行。因为工作环境恶劣，港口流动机械（挂车、叉车、起重机等）的工作时间较长，容易引起驾驶员的疲劳和生产安全事故，对港口机器的管理造成很大的不利影响，对港务局及职工也有潜在的危害，而在港口机械中采用无人驾驶技术以及远程操纵技术，可以使港口机械的安全生产事故的发生大大减少，并为港口节省了大量的人力资源，提高了港口的经济效益。文章主要讨论了无人驾驶技术在港口作业中的应用。

关键词：无人驾驶；港口机械；应用

引言

目前，港口事业的发展已经进入到了一个十分关键的时期，要坚持传统的思维方式，不但得不到很好的成果，而且在具体的工作执行中，还会出现比较严重的疏漏，这对港机自动控制系统的完善，产生了很大的影响。在进行具体控制工作的时候，我们应该努力从一个多元化的角度开始，选择专业的方法对 PLC控制技术进行应用，对以后的控制有很大的帮助。

1无人驾驶技术的发展

无人驾驶技术能够自动的完成比较基础的一些驾驶任务，包括路径的规划以及行为的决策等，在无人驾驶技术的支撑下，车辆能够依靠自己的各方面能力实现自动的驾驶，自动驾驶包括L1级、L2级、L3级、L4级和L5级。美国汽车工程学会为美国的无人汽车制订了一份时间表：在2005-2010年期间，L2级别的自动驾驶已经达到了一定程度，在2010至2015年期间，在有条件无人驾驶方面，在2015至2025年期间，在L4至高度无人驾驶方面，从2025到2032年，我们将会逐渐达到5级的无人驾驶水平。从现在的无人驾驶技术来看，这一天的到来将会提前。例如，百度在2017年使用长城 WEY版的L4级别自动驾驶车，并在道路测试中获得了良好的结果。

2无人驾驶技术在港口装卸作业的优点

由于我们国家已成为全球第二大经济大国，我们国家的港口也在迅速发展，目前，世界上十大港口中，有七个都位于中国，尤其是随着“一带一路”经济带的发展，以及海上铁路的快速发展，这些港口既面临着巨大的机会，又面临着巨大的挑战，随着港口的吞吐量逐年增长，港口的设备数量也在逐年增长，但是与此同时，也导致了港口机械工人的严重短缺，常常会出现有设备，但是没有司机操作的尴尬局面，然而，无人机的使用将极大地解决这个问题，港口机械因为工作环境恶劣、场地单一，很容易引起驾驶员的疲劳，从而引发安全生产事故。因此，将无人驾驶技术运用到港口流动机械的操作中来，可以极大地减轻操作工人的劳动强度，同时还可以减少操作人员，将安全生产事故降到最低，同时，也是港口安全生产的有力保障。港口机械的工作地点比较固定和单一，在一次完成地图采集后，就能够满足无人驾驶的地图需求，而不需要一直进行图像采集，大幅减少无人驾驶系统的地图获取成本，有比较固定的工作场所，有封闭式的工作场所，进行人机分离，不受外来人员和其他车辆的影响，极大地减少了无人驾驶的危险。而且，机器设备也不需要跑很远的路，比起公路上的无人车，这样会更安全，也更容易实现无人驾驶。因此，在无人操作的情况下，港口机器具有很大的优势。

3无人驾驶技术在港口的应用

3.1港口应用的定位

随着我们国家人口红利的丧失，劳动力成本不断上升，在港口的物流成本中，人工费占据了60%到七十的比重，用无人驾驶技术取代机器驾驶员24小时全天候工作，才能真正实现无人操作的港口机械，人力成本将会大幅度下降，例如，上海洋山港是国内最大的无人货柜码头，它已经完全做到了无人操作，所以无人驾驶是我国港口发展的必然趋势，在今后5-10年内，我国各港口将逐步实现无人驾驶。

3.2无人驾驶对港口硬件要求

港口操作场所必须进行密闭，不允许操作人员或操作人员在机器操作的安全区域以外，确保工作人员的绝对安全，外方人员应先撤离现场，待港机工作结束后，方可进入现场。在工作地点的地上安装了一个定位螺钉，以便对车辆进行精确的定位，偏差不超过1厘米，只有这样才能保证港口设备的精确定位，才能保证操作的安全。在港口的上空安装摄像头，并将其连接到网络上，对工作地点进行实时监控，在港口的灯塔上安装5 G基站，港口5 G网络全面覆盖，无人驾驶技术是基于5 G技术的广泛应用而产生的，及时地进行网络传输，避免中途掉线和失控的情况发生，将北斗定位系统安装到每一台设备上，构建一个数据指挥中心，并对其进行数据汇总，及时对车辆进行监测，避免出现事故。

3.3远距离的人员操控及平时车辆保养

建立科学完善的数据控制和指挥中心，并且安排专门的人员进行相应的监测工作，当无人驾驶设备发生了车辆失控的意外状况时，它就会发出警报，并在第一时间作出紧急刹车，技术人员能够实现远程的接管，防止出现机器失控而造成严重的损失。无人机将影像及资料透过摄影机及感应器传回至指挥中心，便于技术员对汽车的故障进行分析，并能及时解决问题。如有需要，应安排维修工对现场设备进行维护。这就要求我们要有一支强有力的技术与维护团队，在正常情况下，如果没有车辆的工作任务，那么在一定的时间之后，要由专业的人员进行相应的检查，主要是对无人驾驶的相关设备进行维护和检查的项目，包括轮胎以及其他的配件。科学合理的检查工作，能够保证无人驾驶设备在操作过程中能够实现安全性和可靠性，从而最大限度的降低人员以及机器等方面的事故损伤。检查工作在完成之后，需要把相应的数据录入到具体的档案中，让维护人员可以更好地进行日常的检查。

结束语

总而言之，无人驾驶技术目前得到了很好的发展，未来能够很好的取代人工。此外，无人驾驶技术还具有灵活性、通用性强、效率高等特点，对工作环境和地点的要求不高，在高温以及辐射等恶劣的环境下，也可以进行相应的工作，这样能够使整体的工作效率得到提升。目前我国的无人驾驶技术起步是比较晚的，与西方国家相比较是落后的，但是我国也在不断的发展和努力，并且取得了一定的成绩，比如：百度地图、高德地图等，均在全国范围内完成了县市及县市范围的测绘工作，以及百度与奇瑞公司在2015年展开L3级自动驾驶道路测试，由百度与比亚迪携手打造的2018无人驾驶公共汽车在雄安新区正式运营；在机械和工程装备领域，例如：联合叉车的无人叉车，神钢挖掘机的遥控操作，这些都是我们在工程装备领域的最新成果。尽管港口无人驾驶技术仍有一些不足之处，不过我们相信，通过我们的研究人员和科技企业的共同努力，我们可以解决这些问题，使无人驾驶技术更好地应用于港口装卸。

参考文献：

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