无人驾驶技术在港口机械上的应用

高延邦

摘 要：随着工业4.0的到来，人工智能的快速发展，我国在许多科研领域有了巨大的进步，其中，比较令人兴奋的是无人驾驶技术日益成熟，在国内外已经大量应用，如特斯拉无人驾驶电动汽车、奥迪系列无人驾驶汽车，我国也有不少无人驾驶实验车辆已经上路行驶，如百度的最新无人驾驶巴士已经于2018年在雄安运行。港口流动机械（挂车、叉车、吊车等）由于工作环境差，工作时间长，易造成驾驶人员疲劳，易产生安全生产事故，给港口的机械管理工作带来了很大的弊端，同时也可能给港口和员工带来潜在的危险，而无人驾驶技术和远程的操作技术在港口机械的应用将大大降低港口机械的安全生产事故的发生，同时也节约大量的人工成本，增大港口的经济效益。本文就无人驾驶技术在港口机械作业上的应用进行探讨。

关键词：无人驾驶;港口机械;应用

中图分类号：TP29              文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2020）11-0087-02

1 无人驾驶技术的发展

无人驾驶是指车辆能自动实现路径规划、行为决策和运动规划等驾驶任务的能力，车辆像机械人那样依靠自身能力实现自动驾驶，称为无人式自动驾驶，自动驾驶包括L1级驾驶辅助、L2级部分自动驾驶、L3级有条件自动驾驶、L4级高度自动驾驶和L5级完全自动驾驶，5个级别，美国机动车工程师协会（SAE）制定了美国无人驾驶车辆时间表：2000-2005年实现了L1级辅助自动驾驶，2005-2010年部分实现L2级自动驾驶，2010-2015年实现L3级有条件自动驾驶，2015-2025年实现L4级高度自动驾驶，2025-2032年以后逐步实现L5级完全自动驾驶。从目前无人驾驶的发展情况来看，这个时间表有望提前，如2017年百度采用了长城的WEY车型进行的L4级无人驾驶汽车，进行了路测，取得了不错的成绩。

2 无人驾驶技术在港口装卸作业的优点

随着我国成为世界第二大经济体，我国的港口也得到了飞速发展，现在全世界10大港口之中就有7个在中国，特别是“一带一路”经济带和海铁联运的发展，给港口带来了巨大机遇同时也带来挑战，港口的吞吐量连年增加，港口设备也不断增多，但同时也造成港口机械司机的大量缺乏，经常会出现有设备，但没有司机作业的尴尬情况发生，而无人驾驶技术的应用将大大解决这一问题，港口机械由于工作环境差、场地单一，容易造成驾驶人员疲劳，造成安全生产事故。所以把无人驾驶技术应用到港口流动机械的作业上来，将大大降低作业工人的劳动强度，减少作业人员，最大限度的减少安全生产事故的发生，也为港口安全生产提供了强有力的保证。

2.1作业环境的的优点

港口机械作业场地相对固定、单一，一次性进行地图采集就可以满足无人驾驶的地图需要，不需要时时进行图像采集，大大降低无人驾驶在地图采集上的成本，作业环境相对固定，并进行封闭作业，进行人机分离、没有外来人员和其它车辆对无人驾驶车辆进行干扰，大大降低无人驾驶的危险性。而且机械设备不需要长距离行驶、相比公路上行驶的无人驾驶车辆，要安全许多，更方便进行无人驾驶的实施。所以在作业环境上，港口机械在无人驾驶方面有着巨大的优势。

2.2无人驾驶的成本低，应用前景巨大

除了地图采集的成本低外、现在无人驾驶的的技术越来越成熟，无人驾驶的成本也越来越低，从红外线摄像头、热源传感器、毫米波雷达、高精度地图、人工智能学习等等的价格越来越低，无人驾驶设备的成本在整车的成本中所占的比例越来越少。无人驾驶代替了司机进行机械操作，这样一来大大降低了人工成本，而且不需要任何的培训就可以进行作业，属于即插即用型。就以叉车为例，培养一个合格的叉车司机最少需要1年的时间。无人驾驶不需要任何的培训，输入相关操作的程序，就能作业。无人驾驶技术一个月单人工成本这一项最少可以节约费用8000-10000元，还可以24小时不间断作业。因此，无人驾驶机械不仅工作效率高，还具有大大的降低物流和人工成本，无人驾驶是港口机械发展的趋势。

3 无人驾驶技术在港口的应用

3.1港口应用的定位

由于我国的人口红利的消失，人工费用持续增加，而港口物流成本中，人工费用占了60%-70%的比例，无人驾驶技术代替机械司机24小时不间断进行作业，就真正意义上实现了港口机械的无人化作业，将极大的降低人工成本，如上海的洋山港全国最大的集装箱无人作业码头，就真正实现了港口机械的无人化作业，因此全国港口机械进行无人驾驶作业将成为大趋势，在未来的5-10年的时间必将在全国各个港口逐步实现。

3.2无人驾驶对港口硬件要求

港口作业场地必须进行封闭，没有作业的工人或作业工人处在机械设备的作业安全范围之外，保证作业工人的绝对安全，外来的倒运车司机必须离开作业场地，港口机械作业完毕后，外来人员才能进入作业场地。作业场地的地面安装定位道钉使车辆能进行准确的定位，误差不超过1厘米、只有这样保证港口设备的精准定位，从而保证作业安全。在港口的中高空安装摄像头并进行联网对作业场地进行适时监控、在港口的的灯塔上安装5G基站，实现5G网络对港区的全覆盖，港口无人驾驶技术是在5G技术应用的大环境下，适时进行网络传输，不会出现中间掉线、失控状态，对每一台设备安装北斗定位系统，建立数据指挥中心，进行数据汇总，对车辆进行适时监控，防止意外事故的发生。

3.3远距离的人员操控及平时车辆保养

建立数据控制指挥中心，安排专业技术人员对每一台作业车辆进行监控， 一旦无人驾驶设备出现驾驶失控的意外情况，设备将会出现报警，进行紧急制动，由控制中心的技术人员进行远程接管，防止机械设备出现失控造成的人员和物质损失。无人驾驶设备通过摄像头和传感器把视频图像和数据传回指挥中心，方便技术人员对车辆故障进行分析，及时排除故障。必要时安排维修人员进行现场设备的维修。这就需要建立一支强大的技术队伍和维修队伍，平时车辆没有作业任务或车辆工作满12小时以后，都要安排技术人员和维修人员对车间进行日常检查，包括日常的保养、无人驾驶设备的检查如：轮胎及各种安全附件。从而保证每一台无人驾驶设备都能正常进行作业，不会出现由于检查和保养不到位，造成的机损事故和人员伤害。并将这些检查记录输入每一台设备的数据档案中，方便维修人员进行日常检查。

4 结语

综上所述，无人驾驶技术现在的发展状况已经完全满足港口机械的作业要求并在将来完全代替人工作业，除此之外无人驾驶技术还有灵活性、通用性强和高效的优点，对作业环境和场所没有太多的要求，如高温、严寒、扬尘、辐射等等场所都能进行作业，大大提高工作效率，应用范围越来越广，如矿粉、煤炭、铝粉、化肥、钢材、原油、成品油、集装箱等货种作业。虽然现在我国在自动驾驶领域的研发起步晚、远远落后西方国家，但是通过我们不懈的努力，我国在无人驾驶领域也取得了不错的成绩，如地图方面：百度地图和高德地图都进行对全国县级以上道路测量的全覆盖，还有2015年百度和奇瑞汽车合作进行了L3级别自动驾驶路测，2018年百度和比亚迪合作的无人驾驶巴士在雄安新区投入运行;机械工程车辆方面如：合力叉车的无人驾驶叉车、神钢挖掘机的远程操控等都代表了我国最新的工程机械方面的成就。虽然无人驾驶技术在港口作业还存在一定的缺陷，但是相信在我国科研人員和技术公司的努力下一定能攻克这些难题，让无人驾驶技术在港口装卸上发挥更大的作用。

参考文献：

[1]张颖.从车联网到自动驾驶 大陆集团助力汽车走入智能化未来[J].汽车与配件，2015（17）：52-55.

[2]孙宁. 基于多源信息融合的智能汽车环境感知技术研究[D].江苏大学，2018.