我國(guó)智能化碼頭已具相當(dāng)規(guī)模，即使是信息化技術(shù)極其發(fā)達(dá)的美國(guó)港口，也只能望其項(xiàng)背。在港口全面智能化升級(jí)中，無(wú)人集卡是其中重要一環(huán)，作為自動(dòng)駕駛初級(jí)形式，首個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景，正在加速落地中，在此，結(jié)合我國(guó)港口的情況，對(duì)其落地的成因，發(fā)展的趨勢(shì)，未來(lái)的狀況進(jìn)行分析，不妥之處，敬請(qǐng)指正。

       一、智慧港口，無(wú)人集卡打頭陣

       我國(guó)已建成世界級(jí)港口群，港口規(guī)模穩(wěn)居世界第一，吞吐量逐年上升，有資料表明，2020年我國(guó)港口集裝箱吞吐量已經(jīng)達(dá)到2.5億標(biāo)箱。我國(guó)港航業(yè)積極擁抱創(chuàng)新，勇于求變，天津港c段智能化集裝箱碼頭多項(xiàng)全球首創(chuàng)的核心技術(shù)為世界港口建設(shè)貢獻(xiàn)了“中國(guó)方案”，凸顯了“中國(guó)智慧”。

　　港口集裝箱的裝卸過(guò)程通常涉及三個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)：貨物通過(guò)岸橋設(shè)備，在碼頭面進(jìn)行裝卸船；貨物通過(guò)水平運(yùn)輸設(shè)備，在碼頭面和堆場(chǎng)之間運(yùn)輸；貨物通過(guò)場(chǎng)橋設(shè)備，在堆場(chǎng)進(jìn)行裝卸箱。對(duì)于碼頭運(yùn)營(yíng)商而言，最大的痛點(diǎn)來(lái)自水平運(yùn)輸，主要是人力成本過(guò)高和人力資源供不應(yīng)求帶來(lái)的壓力。集裝箱卡車在港口承擔(dān)主要的水平運(yùn)輸任務(wù)，截止到2019年，在我國(guó)100萬(wàn)TEU吞吐量以上的集裝箱碼頭，共配置了6,000-8,000 輛內(nèi)集卡，擁有約15,000-20,000名集卡司機(jī)，然而集卡行業(yè)招工門檻高，用人成本高，作業(yè)環(huán)境惡劣，很多港口運(yùn)輸司機(jī)面臨著老齡化問(wèn)題，同時(shí)又很難補(bǔ)充年輕力量。從全球看，現(xiàn)有近2000個(gè)集裝箱港口都面臨效率提升，人力成本增加的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。無(wú)人集卡，顧名思義即無(wú)人駕駛的集裝箱卡車，無(wú)人集卡替代有人集卡，不僅必要，而且重要。無(wú)人集卡依托感知、定位、決策、規(guī)劃等關(guān)鍵技術(shù)支撐作業(yè)，可實(shí)現(xiàn)24小時(shí)運(yùn)營(yíng)，效率較高，為招工難等問(wèn)題的緩解提供可能性。因此，在港口全面智能化升級(jí)中，無(wú)人集卡是其中重要一環(huán)，也是第一步。另外，港口由于作業(yè)繁忙，垂直運(yùn)輸+水平運(yùn)輸同時(shí)進(jìn)行，港內(nèi)各種大型設(shè)備數(shù)量眾多、交叉作業(yè)，因此集卡在港區(qū)行駛面臨的盲區(qū)多、風(fēng)險(xiǎn)高。集卡司機(jī)不得不多班倒，疲于高強(qiáng)高壓滿負(fù)荷工作，容易發(fā)生疲勞駕駛，這又大大增加了發(fā)生事故的概率，造成安全事故隱患多，這都為無(wú)人集卡的運(yùn)行增強(qiáng)了內(nèi)驅(qū)力。其實(shí)，在港口的無(wú)人化方面，落地方案有三種：智能移動(dòng)運(yùn)輸平板車、 無(wú)人跨運(yùn)車ASC，集卡。我們都知道，港用AGV是最早用于港口自動(dòng)化水平運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備，剛開(kāi)始由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)，后采用柴油發(fā)電機(jī)電力驅(qū)動(dòng)，以磁釘導(dǎo)航技術(shù)為主，需鋪設(shè)磁軌配合運(yùn)行，路線固定、不靈活。今天的智能移動(dòng)平板車，是AGV升級(jí)版，是搭載了更多傳感器及人工智能技術(shù)的AGV，與傳統(tǒng)AGV最大區(qū)別在于“自主性”，能自主完成感知、預(yù)測(cè)、重建等業(yè)務(wù)，有IGV、ART、AIGT、IMV等多種不同叫法。智能平板運(yùn)輸車自身結(jié)構(gòu)性能相比集卡更為小巧靈活，但是成本較高，一臺(tái)車要300萬(wàn)-500萬(wàn)元，而無(wú)人集卡通用性比較強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，成本在100萬(wàn)元以內(nèi)，隨著傳感器和線控底盤(pán)等硬件的成本下降，還有進(jìn)一步降本空間。相較智能平板車，集卡的駕駛艙較高，在駕駛艙上布置傳感器可以站得高看得遠(yuǎn)，車輛整體的感知能力會(huì)更強(qiáng)。無(wú)人集卡不管是新建碼頭還是老舊碼頭都能很快投入使用，綜合來(lái)看，無(wú)人集卡無(wú)疑是國(guó)內(nèi)港口水平運(yùn)輸無(wú)人化升級(jí)的主要方向。至于無(wú)人跨運(yùn)車，普遍應(yīng)用于歐美的集裝箱碼頭，國(guó)內(nèi)碼頭場(chǎng)地有限，不適宜運(yùn)用無(wú)人跨運(yùn)車。

　　我國(guó)集裝箱港口所處的智能化初級(jí)階段，使其具備一定的信息化基礎(chǔ)條件和比較成熟的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)，為無(wú)人集卡落地探索準(zhǔn)備了基礎(chǔ)。港口無(wú)人集卡落地的途徑有兩條：一種是全面購(gòu)買無(wú)人集卡及相關(guān)軟件；一種是改造，維持現(xiàn)有設(shè)施設(shè)備，通過(guò)技術(shù)改造現(xiàn)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，后者和前者相比，具有明顯的成本優(yōu)勢(shì)，還可在生產(chǎn)作業(yè)同時(shí)進(jìn)行改裝，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接，減少對(duì)碼頭現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的影響。港口設(shè)備廠商提供車體，無(wú)人駕駛企業(yè)提供自動(dòng)駕駛一體化系統(tǒng)。無(wú)人集卡，以原主機(jī)廠研發(fā)的集裝箱卡車線控底盤(pán)為基礎(chǔ)，加裝激光雷達(dá)、攝像頭、毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)等傳感器，以及GNSS、IMU、輪速、視覺(jué)定位、激光定位等定位模塊，采用智能決策規(guī)劃和控制對(duì)位系統(tǒng)，確保無(wú)人集卡可以自主感知、決策、執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)人化行駛和運(yùn)輸。要注意的是，在無(wú)人集卡的落地過(guò)程中，不是說(shuō)采用的技術(shù)一定有多頂端，但綜合運(yùn)用技術(shù)和其他方法取得了較好的實(shí)效才是正途。隨著技術(shù)的進(jìn)步，無(wú)人集卡的成本也在逐步下降，采用激光雷達(dá)和視覺(jué)等傳感器融合技術(shù)不僅實(shí)現(xiàn)高精定位，還可低成本落地。港口無(wú)人集卡賽道，我國(guó)處于領(lǐng)先地位，國(guó)外港口的無(wú)人駕駛技術(shù)目前主要還停留在AGV階段，與國(guó)內(nèi)相比有技術(shù)代差。

        二、無(wú)人駕駛，商業(yè)落地在港口

        無(wú)人駕駛承載著人們長(zhǎng)久以來(lái)對(duì)未來(lái)世界的經(jīng)典幻想，無(wú)人駕駛汽車想要實(shí)現(xiàn)完全開(kāi)放的道路運(yùn)營(yíng)，還有眾多需要解決的問(wèn)題，需要大量的時(shí)間和資本投入，目前的行業(yè)狀況距離無(wú)人駕駛汽車全面量產(chǎn)預(yù)計(jì)還有較長(zhǎng)一段距離。

　　隨著技術(shù)逐步成熟，如何充分發(fā)揮企業(yè)優(yōu)勢(shì)，將現(xiàn)有產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為商業(yè)訂單是企業(yè)要考慮的關(guān)鍵。無(wú)人駕駛領(lǐng)域，企業(yè)早期是拼技術(shù)，現(xiàn)在是拼收入，營(yíng)收無(wú)疑是橫亙?cè)谒凶詣?dòng)駕駛企業(yè)前面的一道坎，企業(yè)朝著更加務(wù)實(shí)的方向走，要學(xué)會(huì)自我造血，提升業(yè)務(wù)能力。相比較而言，特定場(chǎng)景的無(wú)人駕駛產(chǎn)業(yè)對(duì)技術(shù)要求相對(duì)較低、符合政策法規(guī)的自由度更大，實(shí)現(xiàn)落地運(yùn)營(yíng)更加容易。因此，許多無(wú)人駕駛車企和科技公司從特定領(lǐng)域、特定范圍、特定路線的無(wú)人駕駛需求入手，推動(dòng)整個(gè)行業(yè)前行。無(wú)人駕駛技術(shù)在港口內(nèi)部應(yīng)用有著得天獨(dú)厚的條件：港口內(nèi)部屬于半封閉區(qū)域，道路交通狀況較為單一，參與水平運(yùn)輸?shù)募ㄜ囕v時(shí)速一般不超過(guò)30 km/h。在港口內(nèi)部使用無(wú)人駕駛集卡，對(duì)無(wú)人駕駛系統(tǒng)中環(huán)境感知、決策規(guī)劃、車輛控制等模塊的實(shí)現(xiàn)難度和計(jì)算要求都有所降低。因此，在港口內(nèi)部更易實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛集卡的規(guī)模化應(yīng)用。港口，這個(gè)典型的“封閉場(chǎng)景+低速運(yùn)營(yíng)+標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)”領(lǐng)域，便成為了最早實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛商業(yè)化落地的賽道之一。相比港區(qū)外的高速公路重卡運(yùn)輸，港口碼頭作業(yè)區(qū)具有相對(duì)封閉、可控的特點(diǎn)，成為自動(dòng)駕駛落地的首個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景。港口屬于高度標(biāo)準(zhǔn)化的作業(yè)流程，高度標(biāo)準(zhǔn)化即意味著特別適合進(jìn)行無(wú)人化應(yīng)用。自動(dòng)駕駛這類技術(shù)需逐漸投入到實(shí)際應(yīng)用，對(duì)傳統(tǒng)領(lǐng)域進(jìn)行智慧化改造。在智慧港口升級(jí)大趨勢(shì)下，無(wú)人集卡正在成為自動(dòng)駕駛的新戰(zhàn)場(chǎng)，港口集卡就是自動(dòng)駕駛商業(yè)落地的第一場(chǎng)景，技術(shù)也得到了市場(chǎng)的驗(yàn)證。其實(shí)，無(wú)人駕駛在港口落地，不僅是集卡，還有無(wú)人駕駛起重機(jī)、無(wú)人跨運(yùn)車等設(shè)備的落地，它們共同實(shí)現(xiàn)港口由勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)向智能化、無(wú)人化的升級(jí)轉(zhuǎn)型。無(wú)人駕駛給港口帶來(lái)的價(jià)值明顯：降本、增效、安全，目前在國(guó)內(nèi)批量化落地的多個(gè)訂單也已經(jīng)證明其商業(yè)模式跑得通。另一個(gè)原因是，目前港口無(wú)人集卡的應(yīng)用有一定市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)港口內(nèi)集卡保有量總計(jì)超過(guò)2.5萬(wàn)輛，無(wú)人駕駛的滲透率在2%左右。預(yù)計(jì)到2025年，中國(guó)港口內(nèi)集卡L4級(jí)無(wú)人駕駛滲透率將超過(guò)25%，應(yīng)用規(guī)模將達(dá)到6000-7000輛。港口無(wú)人駕駛集卡的特點(diǎn)是封閉場(chǎng)景+低速行駛，相關(guān)技術(shù)的市場(chǎng)規(guī)模大、落地速度快、復(fù)制能力強(qiáng)，是一個(gè)關(guān)注度很高的新賽道，吸引大量的自動(dòng)駕駛科技公司加入。對(duì)于研發(fā)L4級(jí)別的自動(dòng)駕駛公司來(lái)說(shuō)，無(wú)人集卡是小菜一碟。如元戎啟行這種主做L4級(jí)無(wú)人出租車的公司，也在將自動(dòng)駕駛技術(shù)“下放”到港口領(lǐng)域，推出了無(wú)人集卡。近年來(lái)國(guó)內(nèi)涌現(xiàn)出了包括西井科技、主線科技、斯年智駕等港口無(wú)人集卡公司，三一重工、經(jīng)緯恒潤(rùn)等汽車產(chǎn)業(yè)公司也在積極布局。也就是說(shuō)，港口無(wú)人集卡解決方案的提供者，包括自動(dòng)駕駛科技公司、傳統(tǒng)工程機(jī)械公司、傳統(tǒng)汽車制造公司等等。比亞迪的無(wú)駕駛室無(wú)人駕駛集卡也已下線，用于深圳媽灣智慧港，因此，港口無(wú)人駕駛集卡正處于產(chǎn)業(yè)上升期。

　　同時(shí)要認(rèn)識(shí)到，港口人、車、物交織的復(fù)雜環(huán)境下，對(duì)于無(wú)人駕駛集卡的分辨識(shí)別能力要求更高，可容忍誤差更小，無(wú)人駕駛集卡上配備了激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)、高清攝像頭、衛(wèi)星定位模塊等先進(jìn)技術(shù)，特別是超聲波雷達(dá)可以檢測(cè)到所有物體。港口高濕度、高鹽度、溫差大等環(huán)境，對(duì)港口無(wú)人駕駛集卡的相關(guān)金屬零部件、汽車電子系統(tǒng)、線纜及焊接點(diǎn)等都有較強(qiáng)的腐蝕性，采用耐腐蝕材料及密封性好的系統(tǒng)，對(duì)于保證無(wú)人集卡的安全可靠長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行至關(guān)重要。對(duì)于自動(dòng)駕駛企業(yè)來(lái)說(shuō)，無(wú)人集卡在港口的落地，是不斷訓(xùn)練算法、積累數(shù)據(jù)、打磨產(chǎn)品，也是形成自我輸血的重要步驟。其發(fā)展路徑可以這樣規(guī)劃：深耕“封閉場(chǎng)景”的港口無(wú)人駕駛——拓展至港口周邊“半開(kāi)放場(chǎng)景”的短途無(wú)人集卡運(yùn)輸——進(jìn)軍“開(kāi)放場(chǎng)景”下的干線物流市場(chǎng)，這是一種漸進(jìn)式的發(fā)展策略，既不冒進(jìn)，也不會(huì)踏步不前。在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域商業(yè)化落地方面，港口無(wú)人駕駛集卡可謂是最先得到應(yīng)用的領(lǐng)域，近年，隨著無(wú)人駕駛集卡在港口的商業(yè)化落地，自動(dòng)駕駛公司在軟件的迭代算法能力、硬件的工程化能力上都有了很深的積累，并且部分企業(yè)在無(wú)人集卡上實(shí)行了盈利。相對(duì)于港口智能小車，港口無(wú)人集卡由于底盤(pán)相同、場(chǎng)景類似、軟硬件方案一致、產(chǎn)品化和工程化技術(shù)類同，眾多封閉場(chǎng)景的無(wú)人駕駛賽道當(dāng)中，最終能成功突圍成長(zhǎng)到干線物流場(chǎng)景的，肯定是無(wú)人集卡。

　　港口賽道是最有潛質(zhì)的，無(wú)人集卡可以較容易地走向半開(kāi)放、開(kāi)放場(chǎng)景，未來(lái)整個(gè)市場(chǎng)容量巨大。2020-2023這三年，其實(shí)是港口無(wú)人駕駛技術(shù)從不能用到能用的發(fā)展階段，2023年后，港口無(wú)人駕駛將從能用向好用邁進(jìn)。

      三、5G加持，挑戰(zhàn)很多須努力

       港口很多作業(yè)場(chǎng)景對(duì)網(wǎng)絡(luò)要求是比較嚴(yán)苛的，以往港口自動(dòng)化主要采用的是4G、光纖和WiFi等通信方式，存在建設(shè)和運(yùn)維成本高、穩(wěn)定性和可靠性差等問(wèn)題，無(wú)法解決港口的核心痛點(diǎn)，無(wú)人集卡的遠(yuǎn)程控制就是其中之一。

　　5G技術(shù)與港口的核心需求十分切合，港口無(wú)人集卡是5G重要的應(yīng)用場(chǎng)景之一，港口高危險(xiǎn)環(huán)境下作業(yè)的無(wú)人集卡,對(duì)帶寬、時(shí)延、可靠性要求較高，5G的大帶寬、低時(shí)延、高可靠和廣連接特性，同時(shí)結(jié)合高精度定位與車路協(xié)同等技術(shù)實(shí)現(xiàn)集卡無(wú)人駕駛以及實(shí)時(shí)路況回傳，對(duì)集卡的位置、姿態(tài)、電量、載重等數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，并實(shí)時(shí)查看車輛的感知與規(guī)劃信息。5G技術(shù)為港口提供高清監(jiān)控高精度定位、智能網(wǎng)聯(lián)駕駛等場(chǎng)景化應(yīng)用的整體解決方案，對(duì)集卡實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，結(jié)合邊緣計(jì)算+AI能力以及高精度定位等技術(shù)，幫助港口設(shè)備和生產(chǎn)系統(tǒng)同步協(xié)調(diào)。5G為港口集卡無(wú)人駕駛應(yīng)用提供更好的網(wǎng)絡(luò)支持，國(guó)內(nèi)港口無(wú)人駕駛集卡基本都采用了基于5G網(wǎng)絡(luò)及V2X技術(shù)，使車端、路端的協(xié)同感知能力不斷加強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人駕駛集卡與港區(qū)自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備、系統(tǒng)的互聯(lián)互通。從技術(shù)角度來(lái)說(shuō)，應(yīng)用最廣的無(wú)人集卡在港口的落地依然面臨著不少挑戰(zhàn)：比如厘米級(jí)的精準(zhǔn)停位要求、大型設(shè)備的識(shí)別與交互，更重要的一點(diǎn)是，穩(wěn)定性和可靠性，碼頭是不允許“試錯(cuò)”的，一旦發(fā)生故障，很有可能導(dǎo)致整個(gè)碼頭生產(chǎn)癱瘓。北斗與5G在碼頭無(wú)人集卡上的賦能，使這些痛點(diǎn)得到部分解決。北斗系統(tǒng)具有更加準(zhǔn)確的定位精度和更加安全的操作環(huán)境，對(duì)于我國(guó)港口無(wú)人集卡的應(yīng)用升級(jí)有極大的促進(jìn)作用。無(wú)人集卡所裝備的北斗導(dǎo)航定位設(shè)備，利用地基增強(qiáng)系統(tǒng)，通過(guò)5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，接受北斗網(wǎng)絡(luò)RTK信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)的高精度定位；無(wú)人集卡上更配備北斗雙天線，利用雙天線的各自位置以及方向關(guān)系，可以準(zhǔn)確的估計(jì)出無(wú)人集卡的航向角，在定位的基礎(chǔ)上又增加了定向的功能。推動(dòng)包括5G高中低頻立體組網(wǎng)、無(wú)人集卡開(kāi)放場(chǎng)景混合運(yùn)行、北斗高精定位與多傳感融合、基于5G的港機(jī)遠(yuǎn)控改造等關(guān)鍵技術(shù)系統(tǒng)性提升，實(shí)現(xiàn)智慧港口商業(yè)化運(yùn)營(yíng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和5G通訊技術(shù)，使高精度的導(dǎo)航和更加快捷的通訊方式成為可能，給集裝箱和集卡安裝北斗終端，利用北斗系統(tǒng)精準(zhǔn)地完成集裝箱裝卸及集卡行駛工作。武漢花山港運(yùn)營(yíng)的5G智能無(wú)人集卡使用北斗系統(tǒng)來(lái)獲取港口的高精度時(shí)空信息，通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，賦以集卡更加智慧的“大腦”，使集卡能夠感知200米以內(nèi)的各類物體，停車定位精度控制在5厘米的范圍內(nèi)。不僅北斗系統(tǒng)，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、智能控制等新一代信息技術(shù)與港口各領(lǐng)域深度融合，將持續(xù)推動(dòng)無(wú)人集卡在智慧港口的應(yīng)用。但是，無(wú)人集卡的落地應(yīng)用也面臨著挑戰(zhàn)：面向港口的無(wú)人集卡需要放在港口智慧化升級(jí)的整體趨勢(shì)中來(lái)布局，要真正為客戶創(chuàng)造價(jià)值；只有單車能力的無(wú)人集卡并不能滿足碼頭的實(shí)際需求，需要的是從上層調(diào)度和中臺(tái)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)車隊(duì)級(jí)別的無(wú)人集裝箱運(yùn)輸服務(wù)；只有將港口碼頭的現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中多套用戶設(shè)備與無(wú)人系統(tǒng)之間的聯(lián)合打通，才能最終實(shí)現(xiàn)一個(gè)真正的無(wú)人智能碼頭。無(wú)人化在港口落地，不僅是集卡，還有無(wú)人駕駛起重機(jī)、無(wú)人智能小車等設(shè)備的落地，它們共同實(shí)現(xiàn)港口由勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)向智能化、無(wú)人化的升級(jí)轉(zhuǎn)型。無(wú)人集卡，要對(duì)接現(xiàn)有港機(jī)系統(tǒng)，在原有生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)間架起一個(gè)橋梁，將兩個(gè)系統(tǒng)很好的銜接起來(lái)，進(jìn)而提升整體的作業(yè)效率。

　　另外，純電動(dòng)無(wú)人集卡還可顯著降低碼頭水平運(yùn)輸設(shè)備的燃油成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著，并能實(shí)現(xiàn)車輛尾氣零排放，符合國(guó)家提出的綠色港口建設(shè)方向。結(jié)語(yǔ)：其實(shí)，港口無(wú)人集卡賽道自身市場(chǎng)容量有限，今后2-3年就要往半開(kāi)放場(chǎng)景拓展，否則容易觸及天花板，港口是最好的訓(xùn)練場(chǎng)，但并非最終歸宿，無(wú)人集卡的星辰大?？隙ㄟ€是開(kāi)放場(chǎng)景下那萬(wàn)億級(jí)的市場(chǎng)，這是打造新的增長(zhǎng)曲線的企業(yè)發(fā)展壯大必然要考慮的問(wèn)題，無(wú)人駕駛企業(yè)的發(fā)展始于港口，但不會(huì)終于港口。