人工智能加速港口“智慧”升級

宋杰

全球10大港口中國占7個

2016年全球排名前十的港口中有7個位于中國，上海港拔得頭籌，深圳港、寧波—舟山港分列第三、四位。而根據(jù)交通部2月發(fā)布的數(shù)據(jù)，若以貨物吞吐量計算，寧波—舟山港2016年預(yù)計的貨物吞吐量達(dá)91777萬噸，位列國內(nèi)首位。

2013年我國成為世界第一貨物貿(mào)易大國，海運貨物貿(mào)易額占我國對外貿(mào)易總額的65%左右，且90%以上的外貿(mào)貨物通過海運完成。作為交通和物流樞紐，港口正在“一帶一路”戰(zhàn)略中扮演著重要角色，加快港口轉(zhuǎn)型升級與協(xié)調(diào)發(fā)展勢在必行。

據(jù)《中國經(jīng)濟周刊》記者了解，中國港口正掀起人工智能碼頭改造的熱潮，2月初，交通部曾發(fā)布《關(guān)于開展智慧港口示范工程的通知》，而一批中國科技創(chuàng)新企業(yè)正以人工智能為切入點參與其中。

港口如何變得智能？

從識別集裝箱號做起

上海西井科技（下稱“西井科技”）作為上海本土的科技型創(chuàng)新企業(yè)，也是目前國內(nèi)唯一運用神經(jīng)形態(tài)工程學(xué)（Neuromorphic Engineering）研制類腦智能專用硬件、芯片以及相關(guān)落地應(yīng)用的人工智能公司。所謂神經(jīng)形態(tài)是利用具有模擬電路的超大規(guī)模集成電路來模仿人腦的神經(jīng)系統(tǒng)，最終目標(biāo)是制造一個仿真人腦的芯片或是電路。而公司產(chǎn)品未來將應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市及港口、精準(zhǔn)醫(yī)療、大數(shù)據(jù)分析、工業(yè)4.0等領(lǐng)域。

目前，西井科技已完成全球首套類腦智慧港口系統(tǒng)“WellOcean”，該系統(tǒng)也是全球首套在集成電路領(lǐng)域基于類腦神經(jīng)形態(tài)專用硬件并配合獨有的神經(jīng)形態(tài)人工智能算法的軟硬件一體化服務(wù)體系，可以幫助港區(qū)分階段實現(xiàn)無人化物流運作，最終達(dá)成港口360度全方位智能化。

2016年12月，專注于智慧理貨的WellOcean一期在寧波—舟山港旗下的大榭招商國際碼頭全面投入使用，首次實現(xiàn)了集裝箱碼頭的無人智慧理貨。

識別集裝箱號的難度在于箱號并非標(biāo)注在平面而是在曲面上，字符區(qū)域附近有非常復(fù)雜的紋理與噪聲，加上海運露天腐蝕出現(xiàn)油漆脫落等情況，也極大增加了箱號的辨識難度。那么，如何訓(xùn)練一部機器迅速、準(zhǔn)確地讀出上面的箱號呢？

西井科技首席產(chǎn)品官趙楨向《中國經(jīng)濟周刊》記者介紹說，西井科技正是運用了全球領(lǐng)先的神經(jīng)形態(tài)學(xué)技術(shù)原理，自主研發(fā)出的硬件和算法相結(jié)合，通過機器學(xué)習(xí)得以實現(xiàn)。由于集裝箱的作業(yè)通常在露天環(huán)境，易受到港口所在地氣候、光線條件等影響，而WellOcean則不懼風(fēng)雨、光線強弱等自然條件限制。

“根據(jù)港口統(tǒng)計，港口理貨人員記錄集裝箱號的平均準(zhǔn)確率為92%，而我們接近了100%，已經(jīng)超越了人類的平均準(zhǔn)確率。形象的比喻是阿爾法狗學(xué)習(xí)了圍棋棋譜戰(zhàn)勝了人類，我們的系統(tǒng)學(xué)習(xí)了識別集裝箱號后超越了理貨人員，并且已經(jīng)可以適應(yīng)各種極端情況和復(fù)雜環(huán)境?！壁w楨介紹道。

識別集裝箱號為何如此重要？記者從港口管理人員處了解到，集裝箱號是集裝箱在整個港區(qū)進(jìn)行裝卸船、堆放、驗殘、出關(guān)等作業(yè)時流轉(zhuǎn)的依據(jù)，整個港口大數(shù)據(jù)系統(tǒng)正是圍繞集裝箱號展開的。但集裝箱號運用現(xiàn)行技術(shù)手段識別準(zhǔn)確率僅為80%～85%，還必須提前接入港口數(shù)據(jù)庫，且難以識別有瑕疵的集裝箱標(biāo)記，因此各港口還要配備大量的理貨人員專門記錄集裝箱號再人工錄入系統(tǒng)。這不僅導(dǎo)致人力成本上升，而且會為理貨人員帶來安全隱患。

人工智能如何幫助“降成本”？

港口業(yè)從機械時代轉(zhuǎn)向人工智能時代已經(jīng)成為國內(nèi)大型港口集團的共識，行業(yè)內(nèi)部也積極行動起來。中國港口協(xié)會為了推動會員單位間的技術(shù)更新與交流，專門成立了港口科學(xué)技術(shù)委員會，并設(shè)立中國港口科技進(jìn)步獎和中國港口技術(shù)發(fā)明獎。在各港口集團會員單位推動下，2016年全國港口在青島召開了首屆集裝箱碼頭自動化推進(jìn)與技術(shù)交流會。

上港集團就在其“十三五”目標(biāo)中明確提出建設(shè)科技引領(lǐng)的智慧港口?！皣H航運中心”位列上海建設(shè)“四個中心”的目標(biāo)之列，因此除了有世界級的港口之外，也應(yīng)有與之相適應(yīng)的世界級港口智慧系統(tǒng)配套服務(wù)商。西井科技正致力于將WellOcean打造成為世界港口智慧化標(biāo)桿系統(tǒng)，推動類腦智能港口應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

據(jù)介紹，WellOcean一期除了識別集裝箱號外，還可以自主識別裝卸船狀態(tài)、港區(qū)內(nèi)卡車頂號、作業(yè)車道等，而在雙集裝箱作業(yè)時要同步識別兩個不同的集裝箱號、識別集裝箱靠近車頭或車尾等。通過使用這套系統(tǒng)，試點碼頭已將原裝卸船時間大幅縮減，碼頭效率大幅度提升，未來碼頭實現(xiàn)突破原有設(shè)計吞吐量成為可能。同時，大幅度降低人力成本，人員投入僅需原來的七分之一，剩下的理貨員主要處理港口臨時計劃改變，不負(fù)責(zé)集裝箱號錄入工作，并且已不需要在作業(yè)現(xiàn)場工作。

趙楨對記者表示，中國的人工智能有很大的可能通過港口行業(yè)邁向國際。據(jù)了解，目前除了在寧波招商大榭碼頭全面試點外，已經(jīng)有3到4家大型港口集團與西井科技開始接洽，而且這些港口集團均為全球排名前十的中國港口集團。

2016年5月，西井科技在由工信部主辦的2016中國國際電子信息創(chuàng)客大賽總決賽中獲得三等獎——“云梯獎”。

交通部官網(wǎng)曾刊文對比我國與發(fā)達(dá)國家企業(yè)的物流成本，指出我國企業(yè)的物流成本占銷售額的比例高達(dá)20%～40%，發(fā)達(dá)國家僅為9.5%～10%。

談及未來，趙楨表示目前的智慧港口系統(tǒng)只是智慧理貨，緊接著公司將圍繞港口內(nèi)部作業(yè)生態(tài)，開發(fā)無人智慧閘口、無人吊裝、港區(qū)360度智能無人化值守等子系統(tǒng)，不斷豐富類腦智慧港口系統(tǒng)，大幅度降低港口運營和管理成本產(chǎn)生更大的間接經(jīng)濟效益，推動集裝箱貿(mào)易物流鏈各環(huán)節(jié)成本逐漸下降，打造真正意義上的無人化港口。不僅是港口，隨著WellOcean的功能不斷充實，未來它將不僅應(yīng)用于沿海港口，中國內(nèi)陸的眾多集裝箱轉(zhuǎn)運中心、物流保稅區(qū)、海鐵聯(lián)運等都可以運用該系統(tǒng)的智慧理貨、無人吊裝、智慧閘口、區(qū)內(nèi)無人車駕駛等子系統(tǒng)，實現(xiàn)集裝箱大物流領(lǐng)域的提效降本，為公司帶來可觀的直接經(jīng)濟效益，更可以通過降低大物流體系的成本，降低產(chǎn)品制造、貿(mào)易等環(huán)節(jié)成本。