山東港口青島港：向“新”發(fā)力，向“智”而行

張文萱

4月8日，由中央廣播電視總臺推出的《〈感動中國〉2023年度人物盛典》在央視綜合頻道（CCTV-1）播出。山東省港口集團(tuán)有限公司高級別專家、大國工匠張連鋼，與老科學(xué)家俞鴻儒、特教老師劉玲琍、社區(qū)干部孟二梅、泳壇名將張雨霏、水稻專家楊華德、老藝術(shù)家牛犇、友誼使者穆言靈、視障歌唱演員蕭凱恩，以及藍(lán)天衛(wèi)士空軍航空兵某團(tuán)飛行二大隊(duì)榮獲“感動中國2023年度人物”?，F(xiàn)場，張連鋼講述了他和團(tuán)隊(duì)努力鑄就大國重器，破解十幾項(xiàng)世界級難題，建成擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的5G智慧全自動化碼頭的故事。從2013年到2023年，10年間，自動化碼頭從一片荒沙灘起步，一期、二期、三期一路走來，從無到有、再到全國產(chǎn)化，讓中國的智慧港口，實(shí)現(xiàn)了從模仿到跟跑，再到領(lǐng)跑的超越，向世界港航業(yè)貢獻(xiàn)了更智能、更綠色、更安全、更經(jīng)濟(jì)的全新“中國方案”。

1月1日16：10，山東港口青島港自動化碼頭（三期）作業(yè)現(xiàn)場，“新泉州”輪最后一個(gè)集裝箱順利裝船，橋吊平均單機(jī)作業(yè)效率達(dá)到60.2自然箱/小時(shí)，青島港自動化碼頭第十次刷新裝卸效率世界紀(jì)錄，迎來新年“開門紅”——距離2023年12月27日青島港自動化碼頭（三期）投產(chǎn)運(yùn)營不到一周時(shí)間，再次刷新世界紀(jì)錄，印證了新技術(shù)在作業(yè)中的優(yōu)勢，充分彰顯了中國自動化碼頭領(lǐng)域的科技實(shí)力，助力實(shí)現(xiàn)港口高水平科技自立自強(qiáng)。

山東港口青島港自動化碼頭（三期）岸線總長達(dá)2088米，可用岸線1652米，是全國首個(gè)全國產(chǎn)全自主自動化集裝箱碼頭。得益于A-TOS、A-ECS系統(tǒng)煥新升級以及首套全國產(chǎn)自動化電控系統(tǒng)規(guī)模化應(yīng)用等技術(shù)裝備賦能，碼頭堆存能力提升26%、碼頭綜合服務(wù)效率提升6%。青島港自動化碼頭（三期）投產(chǎn)運(yùn)營是山東省貫徹落實(shí)“積極培育未來產(chǎn)業(yè)，加快形成新質(zhì)生產(chǎn)力，增強(qiáng)發(fā)展新動能”重要指示要求、建設(shè)山東省世界級港口群的生動實(shí)踐，也是山東港口堅(jiān)持走高水平科技自立自強(qiáng)之路、構(gòu)建核心競爭優(yōu)勢結(jié)出的又一碩果，標(biāo)志著中國在自動化碼頭建設(shè)領(lǐng)域有了完全自主可控的整套解決方案，實(shí)現(xiàn)了中國港口行業(yè)全自主集成創(chuàng)新應(yīng)用場景“零”的突破，將進(jìn)一步加速培育新質(zhì)生產(chǎn)力，提升中國在世界港口領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈的核心競爭力。

作為一座打造港口領(lǐng)域新質(zhì)生產(chǎn)力的碼頭，青島港自動化碼頭（三期）瞄準(zhǔn)從硬件到軟件、從裝置到系統(tǒng)全國產(chǎn)化的突破目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)從港口重大裝備芯片到傳感器、從單機(jī)到系統(tǒng)、從底層基礎(chǔ)到上層應(yīng)用的全面自主可控，實(shí)現(xiàn)了“全國產(chǎn)、全自主”，成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在港口場景應(yīng)用的成功典范、世界自動化集裝箱碼頭建設(shè)運(yùn)營標(biāo)準(zhǔn)的制定者與引領(lǐng)者。

三期碼頭擁有智能管控系統(tǒng)（A-TOS）、水平運(yùn)輸智能控制系統(tǒng)（A-ECS）、操作系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫應(yīng)用、自動化電控系統(tǒng)、自動化軌道吊高效直流供電系統(tǒng)、關(guān)鍵核心零部件等六大自主突破、12項(xiàng)創(chuàng)新攻堅(jiān)成果，將關(guān)鍵核心技術(shù)牢牢掌握在自己手中，為世界港航業(yè)貢獻(xiàn)自動化碼頭自主建設(shè)的“中國方案”。

碼頭“智慧大腦”A-TOS系統(tǒng)再度升級，智慧賦能效率躍升——自動化碼頭（三期）的算法實(shí)現(xiàn)了再提升，研發(fā)了碼頭全鏈智能集成資源配置算法，完成計(jì)劃鏈—調(diào)度鏈—服務(wù)鏈的智能化升級；研發(fā)了智能全要素排序算法，堆場翻箱率降低6%。算力更強(qiáng)勁，實(shí)現(xiàn)多維算法異步加速和計(jì)算過程動態(tài)處理，單服務(wù)節(jié)點(diǎn)計(jì)算效率每秒超百萬次，單體千萬標(biāo)準(zhǔn)箱級集裝箱碼頭實(shí)現(xiàn)“秒級”計(jì)算。

碼頭“神經(jīng)中樞”全新一代水平運(yùn)輸智能控制系統(tǒng)（A-ECS）更安全、更高效、更便捷——自動化碼頭（三期）不停產(chǎn)升級和運(yùn)維，全球首次實(shí)現(xiàn)碼頭設(shè)備控制系統(tǒng)的不停產(chǎn)升級和運(yùn)維，以年吞吐量千萬級標(biāo)箱集裝箱碼頭為例，每年可增收近千萬元。啟發(fā)式最優(yōu)路徑計(jì)算，實(shí)現(xiàn)多設(shè)備實(shí)時(shí)感知和多階段高動態(tài)協(xié)同控制，碼頭設(shè)備周轉(zhuǎn)時(shí)間降低20%，交互時(shí)間減少50%以上。

集成創(chuàng)新國產(chǎn)操作系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫應(yīng)用：聯(lián)合國內(nèi)廠商自主研發(fā)攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫的全國產(chǎn)化。自動化碼頭（三期）全棧國產(chǎn)化生態(tài)建設(shè)，形成具備軟硬協(xié)同、全棧自主的原研生態(tài)產(chǎn)品，在信息數(shù)據(jù)方面有效保障港口數(shù)據(jù)安全，形成虛擬數(shù)據(jù)中心的跨物理系統(tǒng)和虛擬機(jī)集群的統(tǒng)一監(jiān)控和管理體系，提高IT運(yùn)維效率和質(zhì)量。

集成創(chuàng)新首套全國產(chǎn)自動化電控系統(tǒng)并實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用：突破規(guī)?；拇笮图b箱碼頭設(shè)備電控系統(tǒng)主要依賴國外產(chǎn)品的“瓶頸”，實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化替代和規(guī)?；瘧?yīng)用?；A(chǔ)電控硬件全面替代，完成“國產(chǎn)芯片+國產(chǎn)基礎(chǔ)軟件”為底層的PLC開發(fā)，基礎(chǔ)電控硬件具備了寬溫、三防、強(qiáng)大的電磁兼容和抗震等性能的碼頭應(yīng)用條件?；A(chǔ)電控軟件全新升級，實(shí)現(xiàn)了基于全國產(chǎn)電控系統(tǒng)的港口大型機(jī)械設(shè)備精準(zhǔn)控制與自動運(yùn)行，形成從底層硬件到上層應(yīng)用的一攬子國產(chǎn)化解決方案。國產(chǎn)智能感知系統(tǒng)全面集成創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)自動化軌道吊全天候、全流程作業(yè)成功率達(dá)95%以上。

全球首創(chuàng)自動化軌道吊高效直流供電系統(tǒng)：作為港口大型機(jī)械設(shè)備的“心臟”，自主研發(fā)的低壓直流移動供電系統(tǒng)具有供電結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)備自重降低、裝機(jī)容量降低、饋能利用高效清潔、超高可靠性及多種新能源直接高效耦合六大優(yōu)勢，徹底顛覆了傳統(tǒng)的高壓交流移動供電模式。構(gòu)建自動化軌道吊高效直流供電微電網(wǎng)，首次提出港口大型變頻驅(qū)動設(shè)備高效直流供電模式，并構(gòu)建自動化軌道吊源—網(wǎng)—荷一體化直流供電微電網(wǎng)，降低設(shè)備自重10余噸，降低設(shè)備運(yùn)行能耗4%以上。研發(fā)自動化軌道吊多層級環(huán)網(wǎng)冗余智慧供電管控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)單元化微電網(wǎng)間的智能調(diào)度、智能降容、快速投切的智能化管理，電力調(diào)度更加靈活、設(shè)備側(cè)故障對電網(wǎng)影響降低，具備超高供電可靠性。

關(guān)鍵核心部件國產(chǎn)化替代：項(xiàng)目集成應(yīng)用過程中，充分帶動產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈的國產(chǎn)化進(jìn)程。研制國內(nèi)首款高載荷全功能驅(qū)動橋，消除濕式制動器內(nèi)齒輪油產(chǎn)生的粘滯阻力，能耗下降約10%。其他關(guān)鍵核心部件的國產(chǎn)化替代，攻克一系列關(guān)鍵部件國產(chǎn)化和規(guī)模化應(yīng)用問題，帶動全國產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈快速發(fā)展，助力形成自主可控的供應(yīng)鏈保障體系。

SPG Qingdao Port： Cultivating New Quality Productive Forces， Gathering New Momentum for Development

Amplifying urban characteristics， facing towards the blue sea. SPG Qingdao Ports Automated Terminal Phase III stands as a symbol of the citys development of new quality productive forces in the port sector.

At 16：10 on January 1， SPG Qingdao Ports Automated Terminal set a new world record for the tenth time in loading and unloading efficiency， heralding a vibrant start to the new year. This automated terminal， standing as the first self-developed one in China， has achieved six major breakthroughs and 12 innovative achievements. Thanks to the revitalization and upgrading of the A-TOS and A-ECS systems， as well as the large-scale application of the first domestically produced automated electrical control system， the terminals comprehensive service efficiency increased by 6%， which showcases Chinas technological prowess in the field of automated terminals and will assist in realizing high-level technological self-reliance and self-improvement in ports.