氢动力+5G “中国方案”打造绿色智慧港口
2020-01-04 13:38 来源：科技日报
“我们全球首创机器视觉+自动化技术，以AI智能自动识别陆侧外集卡，实现智能、安全、高效作业，明显压缩了车辆在港停留时间，车到了，一刷卡，就自动装卸，改善了服务，平均每作业循环时间减少约25秒，提升堆场作业效率13%。目前外集卡在港周转时间为13分钟，而人工码头最短也需要30分钟，这对减少社会运输车辆运营成本有很大帮助。”山东港口青岛港自动化码头操作部经理李波介绍说。
日前，山东港口青岛港全自动化码头（二期）（以下简称二期码头）投产运营，该工程推出了山东港口自主研发、集成创新的氢动力自动化轨道吊、5G+自动化技术等6项全球首创的科技成果，领军当今最先进的全自动化码头科技水平，以中国“智”造、中国创造向全球港航业奉献了“中国方案”。
据了解，山东港口青岛港全自动化集装箱码头一期（简称一期码头）工程投入商业运营后，设备和系统稳定可靠，自动化程度已超过鹿特丹港等世界级港口。但山东港口青岛港自动化码头二期工程没有选择简单复制一期技术，而是继续选择了自主研发，再一次向着未知的世界自动化码头最高峰发起冲顶。
采用氢动力自动化轨道吊，就意味着要拆掉轨道吊上直径6米、重达约3吨的高压卷盘电缆装置，而这个“大辫子”不仅包含供电电缆，也包含控制电缆，轨道吊行如流水的高效作业都靠它“远程传输”。
如果拆除控制电缆，如何达到精准“远程传输”是实现氢动力自动化吊桥至关重要的前提。“通过各种论证，我们最终选择‘5G+自动化技术’替代了高压卷盘控制电缆装置，解决了这个难题。不过16毫秒的延时有可能造成作业隐患，因此测试马虎不得。”山东港口青岛港自动化码头公司常务副总经理杨杰敏介绍，为了做到分秒不差，他们和厂家一起进行了上万次测试。最终“5G+自动化技术”实现了码头全覆盖，通过5G信号传输的方式成功实现了在5G网络下的岸桥、轨道吊自动控制操作、抓取和运输集装箱及高清视频大数据回传等场景的应用。
解决了“远程传输”问题，氢燃料电池系统的设计应用则是另一座需要跨越的高山。经过前期详尽的分析与设计，氢燃料电池系统安装调试过程中，技术人员按照图纸要求，顶着刺骨的寒风，在半空中的吊笼里蜷缩着身子，上升到高8米的基座上安装调试氢燃料电池系统，精准进行了350个电控接口和软件接口测试，最终成功完成氢动力轨道吊项目。
除了氢动力和“5G+自动化技术”，二期码头的系统设备和软件也实现了全方位升级，智能化程度更高。在全球智慧港口建设中，充分展示了顶级智能科技的“中国方案”“中国智慧”与“中国力量”。
氢动力自动化轨道吊，使用了自主研发的氢燃料电池组为自动化轨道吊提供动力，不仅减轻了设备自重，降低了设备机构复杂度、设备维保量和维修费用，而且发电效率更高。同时，用氢替代石油和煤炭，轨道吊实现完全零排放，对环境保护具有深远的意义。
同济大学智能型新能源汽车协同创新中心主任余卓平教授表示：“氢能源的清洁度高，有利于控制全球变暖；未来氢能来自太阳能、风能等可再生能源，能源利用效率也会提高。而氢动力非常适合在重载、长距离、长时间运行的装备上使用，山东港口青岛港把氢动力用于工作节奏紧张的港口设备，对于推动氢能技术的创新和应用非常重要，为全国做出了好的榜样。”
据测算，堆场每吊运一个集装箱大约要消耗6度电，6度电平均要排放2.1千克二氧化碳，还有粉尘颗粒物、氮氧化合物、二氧化硫等的排放，按一期码头和二期码头实际通货能力300万标准集装箱/年计算，堆场一年总二氧化碳排放量约2.1万吨，二氧化硫排放量690吨。“青岛周边工业副产氢产量很大，目前这些氢被白白排放掉，把它们收集起来用作动力，可以减少煤炭的消耗。二期码头尝试用氢动力进行转型升级，以氢燃料电池加锂电池组的动力模式实现了能量的最优利用。”山东港口青岛港全自动化码头技术部副经理吕向东表示，如果堆场全部使用氢动力，每年需要2100吨氢，可替代10700吨煤炭，减少两万多吨的二氧化碳排放。
面向未来，山东港口将持续开发应用世界一流的新科技成果，致力于氢能、人工智能、5G、大数据、云平台、自动化控制等技术在全自动化码头的应用，建设智慧绿色港口。
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