港口自动驾驶推广研究|agv|无人驾驶|港口|码头|自动驾驶|集装箱

广告 | 点击查看

摘要：本文围绕港口自动驾驶，特指L3及L4高级别自动驾驶在港口的技术形态及推广现状，研究分析了行业规模、国内外各大港口典型的应用技术类型、当前主要产品形态、推广应用情况，并对未来港口运输自动驾驶的发展态势进行了展望。

关键词：港口、自动驾驶、AGV、DCV、ASC、C-V2X

作者：李小娜于中腾

中信科智联科技有限公司

一

引言

随着人工智能、5G、车联网、大数据、云计算等技术的不断进步，自动驾驶行业快速发展。在北京、深圳、合肥等地，人们已经可以体验自动驾驶的出租车、公交车。在干线物流领域，涌现了赢彻科技、千挂科技、主线科技等一批自动驾驶科技企业，其中赢彻科技的L3级干线自动驾驶营运里程已经超过5000万公里[1]。在城配领域，有新石器、美团、京东的配送小车在城市道路上穿梭，进行着最后一公里配送。在矿山领域，慧拓、主函数的无人驾驶矿卡已经在偏远的矿区代替司机24小时搬运煤矿。在港口领域，由于我国集装箱吞吐量巨大、时效要求高，且具备作业场景封闭、载具标准等特点，成为了自动驾驶推广的最佳场景。天津港、青岛港、上海港等一大批大型港口陆续使用自动驾驶甚至是无人驾驶车辆实现集装箱搬运。

二

我国国内港口分布及吞吐量

根据《2022年交通运输行业发展统计公报》，2022年我国港口完成货物吞吐量156.8亿吨，完成集装箱吞吐量2.96亿标准箱[2]。对照《全球港口发展报告（2022）》，全球港口完成集装箱吞吐量约8.53亿标箱[3] ，我国集装箱吞吐量占全球比例达到34.7%之多。如表1所示，2022年全球港口吞吐量排名TOP 50中，中国就有29个；TOP 10中，中国的港口占据了8家。应该说我国的大型港口在全球港口贸易中占据着举足轻重的地位。

表1 2022 年我国排名全球 TOP 50 的港口

三

港口自动驾驶的主流技术及典型产品形态

港口自动驾驶主要有三种方案，分别是自动导引运输车AGV(Automatic Guided Vehicle)、无人驾驶集卡DCV（ Driverless Container Vehicle）、无人跨运车ASC(Autonomous Straddle Carrier)。这三种方式都已经达到了L3有条件自动驾驶或者L4无人驾驶的级别。

1.自动导引运输车AGV

最早应用到港口的AGV，在技术上通常依靠大量的磁钉进行导航，实现相对固定的线路运输。该技术发展较早，在许多港口也有大量的应用，技术成熟，但是成本较高。通常在有隔离区的新码头投入使用，如图1所示。

图1 AGV 自动导引运输车

在2013年，厦门远海集装箱码头就开始投建AGV。青岛港于2017年安装了4万个磁钉用于几十台AGV导航，经过持续运营优化，运输效率可达到48箱/h[4]。上海洋山港在2017年和2022年分别上线了130台和10台AGV，并依靠6万多个磁钉导航[5]。

由于传统AGV依赖于磁钉的导航，应用限制较大。随着自动驾驶技术的发展，以及雷达、摄像头、高精度定位、地图技术、C-V2X的不断提升，依赖于车辆自身感知、判断、决策的自动驾驶形态逐渐崭露头角。这类集装箱自动搬运车辆统称自动驾驶平板车，具体产品名称较多，包括IGV（Intelligent Guided Vehicle）智能导引车、ART（Artificial Intelligence Robot of Transportation）人工智能运输机器人、AIGT（AI Guided Transporter）无人驾驶集装箱运输车、IMV（Intelligent Mobile Vehicle）智能移动运输平板车。基于此类自动驾驶技术的水平运输车，可以自由穿梭在港口道路上。

2.无人驾驶集卡DCV

DCV本质上就是对集卡进行了自动化升级改造，主要依赖摄像头、毫米波雷达、激光雷达、C-V2X通信技术、北斗高精度定位等实现自动驾驶。不仅在港口内可以与有人驾驶车混行，甚至能行驶到港外的公开道路上，如图2所示。

图2 港外开放道路上行驶的自动驾驶集卡 DCV 编队

其次，集卡编队的形式，在安全性和经济性之间有较好的平衡。DCV单车成本约为120～180万元[6]。

DCV是近些年越来越受到港口青睐的新一代港口自动驾驶形态。从目前各个港口大量的运输集卡数量看，未来DCV有更广阔的前景。目前我国至少有10个港口已经部署了DCV。

海洋山港已经能够实现DCV的5车编队1秒时距的队列自动行驶，全天候往返于洋山港与集疏运中心之间，通过东海大桥全程97公里的社会道路开展点对点集装箱转运业务，部署的车辆规模已经达到200台左右，在全球范围内名列前茅。天津港聚集了西井、主线科技等厂家的DCV，整体数量也接近200台[7]。

3.无人跨运车ASC

ASC集集装箱水平运输、龙门起重机垂直吊装功能于一体，如图3所示。

图3 无人跨运车 ASC

由于跨运车本身高度有限，通常只能满足1~3个集装箱高度的堆放。我国集装箱码头普遍堆场密集，为保证空间利用效率通常会堆放4~5层集装箱，所以无人跨越车ASC在国外港口应用较多。

四

港口自动驾驶发展及应用现状

1.国外港口

从全球范围来看，自动化集装箱码头已经有不错的发展。较早进行港口无人驾驶探索的有荷兰、德国、新加坡、英国等地。

欧洲最早开始自动化码头建设，全球首个第一代自动化集装箱码头是位于荷兰鹿特丹港的欧洲联合码头公司（ECT）的DS集装箱码头，于1993年投入运营。2011年开始，累计从荷兰VDL集团采购了超过150台AGV。在德国汉堡港，Altwenwerder集装箱码头的AGV车，于2023年初就达到将近有100台[8]。

值得关注的是，近些年我国的港口自动驾驶技术以旺盛的生命力得到海外市场的认可。比如：新加坡PSA集装箱码头从2013年开始，陆续部署了振华重工的10台AGV；蒙古国嘎顺苏海图口岸于2023年部署了30台振华重工AGV[9]；2023年，和记港口旗下的菲力斯杜港 Felixstowe与上海西井科技签署了高达100台的无人驾驶卡车合同，旨在英国菲力斯杜港打造迄今为止最大规模的新能源无人驾驶商用车队，并部署绿色智能能源换电服务。

2.国内港口

目前，我国港口自动驾驶技术的推广应用正在一个规模化部署的路上。据不完全统计，截至2023年11月底，全国各港口投入运营的无人驾驶车辆超过1000台。我国港口在全球排名前50的29个港口中，至少有18个港口已经上了自动驾驶运输，占比62%。

从分布上看，沿海港口应用自动驾驶明显多于内河港港口。如图4所示，红色字体所示的港口是通过公开资料可查阅到的已经上线自动驾驶的港口。

图4 我国港口及已上线自动驾驶的港口

据中国港口协会统计，2022年全国主要港口集装箱吞吐量达到约2.3亿标箱。如按港口现有有人驾驶集卡的运营费率15~20元/标箱做测算，2022年的市场规模估计约40亿元。

除了实际作业场景的持续推广应用，我国在标准上也积极推进并具备引领性。相继发布了《自动导引车（AGV）在危险生产环境应用的安全规范》（GB/T 37669-2019）、《自动化集装箱码头设计规范》（JTS/T 174-2019）和《自动化集装箱码头建设指南》（JTS/T 199-2021）等一批国家标准和行业标准。以色列海法港、阿布扎比哈里发港二期等自动化码头在总平面布置、装卸工艺等方面均采用了中国技术标准。[10]

五

总结与展望

通过对全球以及我国港口自动驾驶的应用现状梳理，可以看到从2017年开始，尤其最近两三年，港口自动驾驶的建设进入一个较为旺盛的阶段。随着自动驾驶车辆的运营深入，必然倒逼视觉感知AI技术、雷达、高精度定位、地图技术、C-V2X、边缘计算单元等技术更加成熟、可靠和低成本，从而更加适应大规模部署的需要。从港口的角度看，随着自动驾驶技术的磨合，在安全、效率、经济性上持续提升甚至超越人工驾驶的情况下，港口企业投入自动驾驶升级的意愿也会更加强烈。

未来，我国自动驾驶水平运输车（尤其非磁钉导航类）、自动驾驶集卡将会迎来大发展，港口被认为是自动驾驶能够率先实现商业化规模应用的场景。佐思汽研预计到 2025 年，中国港口内集卡 L4 级自动驾驶渗透率将超过20%，L4 级港口内自动驾驶集卡应用规模达到 6000~7000 辆，中国港口自动驾驶总体市场规模将超过 60 亿元，占全球市场约 30%[11]。在海外市场，随着西井科技的IGV、振华重工AGV等成功出海，在泰国、英国、荷兰等重要港口应用案例的成功落地，港口全自动驾驶会迎来更加广阔的前景和市场。

参考文献:

[1]董童,李源.嬴彻卡车NOA运营超5千万公里推动智能重卡加速发展. [EB/OL].中国经济网,2023-9-1.

[2]综合规划司.2022年交通运输行业发展统计公报.[R/OL].中华人民共和国交通部,2023-6-16.

[3]宋薇萍,谭镕.上海国际航运研究中心报告：2023年全球港口有望温和复苏.[EB/OL].上海证券网,2023-4-13.

[4]省重点新闻网站编辑记者.全自动化码头:地下4万多颗磁钉指引自动导引车精准作业.[EB/OL].中国山东网,2021-05-29.

[5]王雨青.全球最大最智能—酷炫的洋山港四期.[EB/OL].交通运输部,2017-12-12.

[6]刘岸泽.港口物流:无人集卡展风采.[EB/OL],智高点.2021-10-18.

[7]低速无人驾驶编辑部.中国10大港口如何应用无人驾驶技术？.[EB/OL].中物联公路货运分会,2023-2-3.

[8]低速无人驾驶编辑部.盘点:国外8大港口无人驾驶企业.[EB/OL].低速无人驾驶产业联盟,2023-2-28.

[9]低速无人驾驶编辑部.振华重工落地近500台港口AGV/IGV. [EB/OL].低速无人驾驶产业联盟,2023-10-31.

[10]陈正才.港口智能化发展新观察.[EB/OL].交通建设与管理,2023-9-20.

[11]编辑部.港口自动驾驶研究：国内已有13个港口落地自动驾驶集卡.[EB/OL].佐思汽车研究,2021-4-28.