项目介绍：中国移动充分利用5G和北斗高精度定位两大核心能力，在天津港提供“连接+算力+能力”的港口定制化解决方案。 该项目创造了四大世界第一亮点：建设全球首个2.6GHz和一体化的5G专网； 打造全球首个集高精度定位系统和私有化参考站于一体的5G+北斗高精度定位私有化解决方案； 首个超L4级无人自动驾驶和5G远距离车路协同控制方案； 助力天津港北疆港区C区智能集装箱码头实现无人化、低能耗作业，共同打造全球首个5G人工智能“零碳码头”。 据测算，天津港北疆港区C型码头与传统码头相比，效率提高20%，人员减少60%，能耗降低约17% %。
指导
近日， Labs邀请了中国移动天津港项目组，回顾了天津港5G智慧港口项目的实施过程。 5G智慧港口创意项目不仅对全球传统集装箱码头改造具有标杆意义，也为集装箱码头无人化自动化改造提供了样本，标志着5G专网、北斗高精度定位的应用落地，以及港口场景中的远程驾驶进入可再现性阶段。 1。 传统集装箱码头遭遇困境，引发无人自动化转型
目前，全球港口98%以上的集装箱码头传统上都是人工作业，是典型的劳动密集型行业，人工作业属于劳动密集型。 如何在传统集装箱码头的基础上进行技术升级改造，实现全程无人化自动化，是全球港口面临的世界性难题。 作为世界十大港口之一，天津港2021年集装箱吞吐量将超过2000万标箱，从业人员2万余人，迎难而上、解难。
2020年9月，天津港集团联合中国移动集团政企事业部交通产业发展部、天津移动、中国移动（上海）产业研究院成立智慧港口联合创新机构，重点围绕自动化集装箱码头成本高、能耗高。 自主建设安全高效的5G专网和北斗高精度定位平台，实现终端全要素自动感知和分析； 自主制造智能水平运输机器人ART，率先具备L4级无人驾驶能力； 自主研发智能水平运输系统，实现与TOS系统、工控系统的互联互通，支撑ART车队规模化、常态化、商业化运营。 从软件研发、装备制造到整体集成，全部采用国产技术，核心技术真正做到自主可控。 共形成发明创造76项，解决世界级难题13项。 “自动化码头2.0”计划已全面实施，历时21个月取得成功。 将天津港C区智能集装箱码头建设成为全球首个“智能零碳”码头，以新模式引领世界港口智能化升级和低碳发展。
2. 1+1+1+N模式打造5G智慧港口
如何设计基于5G+北斗+AI的新一代无人自动化集装箱码头？ 据天津移动介绍，项目总体规划采用1+1+1+N模式，建设融合5G产业的专网，提供北斗高精度定位网络，开发智能管控系统，孵化N大应用场景。 通过融合5G专网、北斗高精度定位平台、自动驾驶AI能力，完成5G智慧港口平台建设，提供智能闸机、港机自动化控制、无人水平运输、智能拆开锁站、智慧港口等。理货业务服务。 实现5G和北斗技术在智慧港口的规模化稳定应用，打造真5G、真北斗、真AI融合的全自动化集装箱码头水平运输新模式。
5G网络采用中国移动5G+MEC专属专网解决方案，建设全国首个2.6GHz、一体化全连接5G SA无线网络，实现港口交通要素全面感知、安全自动监控和自动调度，实现客户“数据化”无外观”、“超隔离安全业务”要求。 网络覆盖方面，两个700M基站的深度覆盖能力，可满足无人货车在集装箱堆场、岸桥下接收调度指令的需求； CIC卡15M上行视频和雷达数据传输需求，而5G专网可满足港区设备管控、办公、视频监控和生产等需求，通过网络切片实现业务隔离； 网络可靠性 首先，通过2.6G基站和700M基站双频融合，通过物理线路隔离的传输管道，分别连接终端内外两个互为备份的MEC，满足高可靠性港口生产对网络的要求。
中国移动将在2020年完成全国4000个高精度定位参考站建设，实现全国布网，形成高稳定性、高可用性、高精度的北斗高精度定位网络。 依托中国移动北斗高精度定位网络，结合天津港对定位服务高可靠性和定位数据不出厂的要求，在剖腹产建设了一套本地私有化部署的高精度定位平台天津港码头，以及一个民营的现代化部署的高精度定位参考站，基站接入当地民营的高精度定位平台，与中国移动的高精度定位平台实现实时数据传输。 -上海精密定位平台，更好保障C段终端高精度定位差分数据的可用性和稳定性。 同时，平台通过天津移动在港区建设的5G专网，将高精度定位差分数据广播至集装箱无人水平运输车定位终端，助力无人运输车实现高效调度和避障，同时在通信层面解决港口低时延、高可用、数据中断等痛点。
在该平台建设中，中国移动通过云服务将操作终端与远程控制室连接起来，通过操作终端上报的数据远程监控操作状态，并通过远程终端操作视频、网络延迟等数据进行监控。控制室报告的数据。 通过调度功能实现多终端远程控制模式与无人操作模式的智能切换。
基于5G+北斗高精度定位+车路协同建立新型信息基础设施，打造5G智能闸机、5G港机自动化控制、5G无人水平运输、5G智能拆开锁站、5G智能理货等应用. 5G无人驾驶横向交通场景，基于5G+车路协同+高精度定位等技术，融合人工智能和大数据，实现货车无人驾驶、货车远程驾驶、货车全局感知、全局策略管控.
3、基于5G创新融合，大幅实现降本增效
与传统集装箱码头相比，天津港C区码头码头自动化的核心是打造无人水平运输的自动化流程新模式。 据天津移动介绍，该项目是首个终端云控自动驾驶解决方案。 通过全网云控调度平台、多云融合、车路云协同、移动数据中心车侧大脑，打造全球最大无人集运车，有效解决港口司机短缺问题、疲劳驾驶等问题，实现车辆智能调度，优化车辆运行效率，提高码头作业效率，降低安全风险，助力天津港码头智能运输。
在港口机械5G远程控制方面，相对于传统堆场和岸边起重机的艰苦作业条件，司机需要频繁爬升，集中精力操作设备，容易产生疲劳和安全隐患。 本项目基于5G创新应用打造智能调度中心。 中控室实现5G远程控制，解放人力。 坐在中控室，操作人员可以根据5G传回的高清视频信息和设备状态信息，远程控制龙门吊，发出指令，驱动龙门吊自动操作起重、小车、大车等，实现集装箱的远程装卸。 手术。 一个操作员可以控制3到6台龙门吊，无需人机一一对应。 这不仅提高了作业效率，减少了作业事故，而且极大地解放了人力，改善了驾驶员的作业环境。 通过5G远程控制，港口龙门吊综合作业效率提升30%，单台龙门吊年运营成本可降低约45万元。
在5G云控网关终端方面，结合港区特殊的生产环境和业务能力需求，解决了以下三个问题： 1）适配2.6GHz，融合5G专网，满足3GPP条件标准异频切换楼宇自控系统无人货柜，定制通信模块实现基站冷启动异频动态切换； 2）搭载的5G远程驾驶系统与自动驾驶系统独立运行，多路视频端到端平均时延小于180ms，冗余备份，无缝切换，快速接管，提高集装效率及在港区的通行； 3）满足港口物流运输车辆运行环境要求，工作温度支持-30℃至75℃，独创5G双天线方案，解决港区集装箱堆积和岸桥信号遮挡问题.
2021年10月17日，全球首个“智能零碳”码头——天津港北疆港区C区智能集装箱码头投入运营。 与传统集装箱码头相比，人员减少60%，卸箱环节减少50%。 实现绿色能源供应100%自给，与同海岸线自动化集装箱码头相比投资减少30%，码头能耗降低17%以上。
4、积极推进5G新基建，携手共创数字智能新未来
5G智慧港口创意工程不仅对全球传统港口改造具有标杆意义，也为全球攻克集装箱码头无人化自动化改造提供了样本，标志着5G专网、北斗的落地应用高精度定位，港口远程驾驶。 应用进入轻量级可复制阶段。 对此，天津移动总结并分享了该项目的建设经验和推广思路：
5G商用不断成熟，其大带宽、低时延、大连接等特点在港口行业融合前景广阔。 由于种种原因，需要将大量的机器视觉图像上传至云端，对港口基础设施造成影响。 设施、交通组织模式、监管模式等影响深远。 5G R16版本基本可以支持无人集运车的引导和控制，以及轮胎吊的远程控制。 随着5G上行能力的增强和低时延、高可靠特性的引入，港口自动化应用将有更广泛的应用。
依托自有5G专网和北斗高精度定位能力，中国移动建设了一套完整的本地部署的北斗高精度定位网络，赋能港口集装箱码头无人化自动化改造，实现了利用北斗、国家利器，在港口场景 未来，中国移动将继续推进5G+北斗在智慧港口的复制推广，积极赋能千行百业。
港口无人物流运输场景成功进入大规模复制推广阶段，证明了远程控制在节省劳动力、提高生产效率、保障作业安全方面的价值。 同时，5G智慧港口建设将推动天津港集团数字化转型发展，提升天津港集团港口效率和竞争力，以应对国际经济形势的不确定性和国际市场的诸多不确定性。航运市场，从而促进航运业的全面提升。 效率提升天津港集团在国际航运物流市场的核心竞争力。 后续将以国家政策为导向，立足各行业场景建设，结合5G专网、高精度定位网络、车路协同网络三位一体的能力，建立数字化和智能产业链，服务交通、工业、农业等各行各业，打造云-网-边-端一体化智能运营场景，坚持开拓创新，树立标杆项目。
未来，中国移动将继续携手天津港及全球合作伙伴，积极推进5G智慧港口新基建，融合北斗+高精度定位、人工智能、车路协同新元素，激发口岸新动能。港口行业，助力更多港口联网，升级自动化和智能化，携手打造全球港口行业数字化、智能化新未来。
近年来，我国工业化程度有了显着提高，但与世界制造业强国相比，还有很长的路要走。
面对即将到来的第四次工业技术革命，现阶段的产业规模扩张终究无法实现。
让我国摆脱大而不强的尴尬局面。目前，我国制造业在机械、电气和自动化控制方面
与此同时，美、德、日等国相继提出“再工业化”
“战略”并将先进制造和智能制造纳入国家发展规划，我国人口社会逐步
中国正步入老龄化阶段，人口红利逐渐消失，上述现状迫切需要我国制造业
从劳动密集型向知识密集型转变，提高制造质量。德国提出工业4.0国家战略
随后，我国与德国展开工业4.0合作，提出“中国制造2025”规划，
但由于我国在制造自动化、核技术等方面过度依赖国外技术，我国的工业4.0
促进工作面临着内力不足的困境。因此，我国要想全面促进产业升级，就必须
提高我国制造业自动化、智能化水平，为工业4.0的实施提供技术基础，支撑
深入研究工业4.0关键核心技术。 作为实现工业4.0的关键技术，智能工厂，
其目标是基于物联网、监控技术、绿色制造和智能系统等技术，实现高效的信息化管理。
一个管理和服务的绿色智能数字化工厂。在智能工厂的实施过程中，底层生产
生产线所需的自动化控制器及其控制系统是关键的实施基础。当今世界的每一个制造业
德国、日本、美国等发达国家纷纷采用先进的自动化控制技术，提高自身
制造水平为新一轮工业革命奠定了坚实的技术基础。在此背景下，中国各行各业
行业对自动化设备的功能要求越来越高。 数控机床、工业机械等标准数控设备
由于多年的发展，技术已经成熟，有一套规范设备功能的标准，但需要的人
根据特定需要进行运动控制、远程控制或检测的项目日系楼宇自控系统，如生产线装配、
运输、楼宇划分等工作用标准数控设备难以完成，需要非标自动化设备来实施
现在，在上述场景下，非标自动化控制系统的快速发展，将大大加速我国自动化的发展
过程，提高制造业整体自动化水平，为我国制造业向智能工厂模式转型提供助力。
为了。
非标自动化设备是有别于标准设备的可定制自动化设备。
针对性强，可根据用户实际需要增减功能，定制化强。非标自动化设备如
自动化领域的一个非常重要的方面已经越来越融入各行各业，在加工、
它在装配、测试等方面有着非常广泛的应用。在中国，虽然自动化技术已经日趋成熟，但是
基于标准统一的工业以太网技术，具有模块化特点的开放式绘图系统开发平台，
还处于起步阶段。目前，国外在非标自动化设备的控制系统开发方面有着非常丰富的经验。
经验，西门子、倍福等一些大型跨国公司都有自主研发的控制系统开发平台
台湾，而国内大部分非标自动化控制系统开发平台依赖进口，只有Googo、研华、
凌华科技等少数公司可以提供相对成熟的运动控制器产品，但由于其
在统一管控方面，与国外先进的开发平台还有一定差距，其控制系统用于通信
核心工业以太网技术多受制于国外其他工业以太网协议，
因此，其自主性仍然有限，因此研究基于自主知识产权的工业以太网通信协议
集成车间管控功能的非标自动化控制系统开发平台，将帮助我国摆脱长期依赖技术的局面。
对行业的进一步发展具有重要的现实意义，可以为智能工厂的具体实施提供控制权
系统开发的关键技术支持。
传统的非标自动化控制系统的开发大多基于传统的PLC和各类开关，
传感器等对现场设备进行自动化改造，但由于传统PLC的组网能力和计算能力
与计算机相比，能力还是有一定的局限性，其自身的封闭性越来越难以适应未来。
顺应市场对开放标准化的需求和智能工厂制造模式的发展趋势，符合
-3 国际标准，具有开放结构、灵活的模块化开发、易于组网等特点。
优越的软PLC可以更好地为智能工厂的实施提供一个开放的、可配置的控制系统主体。
体系结构，因此越来越多地应用于现代制造业非标自动化控制系统的开发
国内外各大厂商也致力于开发基于软PLC技术的高度集成化、柔性化的自动控制系统。
国际上，比如德国3S公司的开发环境，科威公司的开发环境
倍福的开发环境，倍福的开发环境，施耐德的开发环境
开发环境将逻辑控制、运动控制和HMI集成到同一个开发环境中。
并且采用6种符合-3标准的编程语言，灵活高效，方便易用，同时也
由瑞士公司推出，也是基于自家的运动控制卡和
编程语言的集成开发环境，如国内雷赛公司提供的SMC集成开发环境
也是基于开发的全集成软PLC开发环境，也提供总线形式
直接插在PC上的运动控制器和运动控制卡，国内研华、固高科技等公司也提供
它提供两种形式的解决方案：运动控制卡和总线运动控制器。
在大学和研究机构方面，加州大学姜万等人实现了
基于模型设计的王业自动化实时嵌入式系统，用于自动化中的高度同步实时操作
运动控制系统的开发，基于 Lee 等人的开源运动控制 IDE。 来自首尔国立大学
（ ，集成开发环境）开发基于
工业以太网总线实时运动控制IDE，实现运动控制和逻辑控制
与HMI高度集成，中国科学院计算机研究所顺德分院
实现了共育控制系统及其制造执行系统，华中科技大学等国内高校基于“PC+
基于“运动控制卡”的开放式运动控制系统开发平台的设计与开发
微软的VC++6.0、本公司等外部强大的软件开发平台。
运动控制实验与开发平台。
但国内企业推出的自动化控制系统开发平台，大多是基于国际的
公司制定的工业实时以太网总线协议标准，因为工业实时通信的核心技术仍然是
在国外企业手里，成本可控性比较差，所以基于自己的工业实时以太网总线协议
拟议的自动化控制系统开发平台的缺失，使得我国智能工厂实现的基础控制水平较低。
缺乏气体。
