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封面故事
臺灣港群11月號 2018-11-02
上海洋山港

智慧港口 科技+ 之三

上海、新加坡、瑞典的智慧實現

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  • 撰稿:馬千惠

智慧融入到港口的應用中,讓港口從單純裝卸功能變成擁有一個運籌帷幄的大腦。藉由ICT資通訊科技、AI人工智慧、IoT物聯網、Big data大數據等技術,將港口供應鏈從上到下的延伸,無縫連接與智慧協調。


智慧融入到港口的應用中,讓港口從單純裝卸功能變成擁有一個運籌帷幄的大腦。藉由ICT資通訊科技、AI人工智慧、IoT物聯網、Big data大數據等技術,將港口供應鏈從上到下的延伸,無縫連接與智慧協調。


上海洋山港  幾乎無人的智慧碼頭

傳統碼頭旁操作的搬運人員不見了,取而代之的是無人駕駛的自動導引車來回穿梭,將一個個貨櫃從船上吊下碼頭,或從陸地吊上貨櫃,偌大的港口碼頭如何做到幾乎「空無一人」?這是全世界第一大港--上海港洋山4期碼頭的景象。

上海港依託得天獨厚的地理優勢、廣闊的腹地條件,不但是全世界第一大港,更是高科技智慧港口。總長2350公尺、有7個貨櫃泊位的洋山4期碼頭是智慧港口的實踐。
貨櫃從遠洋貨輪轉移到陸地運輸,都要經過由「岸橋」、「中轉平台」、「軌道吊」協同完成。裝卸岸橋最大載重65噸,起升高度49公尺,外伸距可達70公尺,並支援雙吊具作業;可於平台安裝機械臂和傳送裝置,再對貨櫃進行全自動拆裝;軌道吊主要用於堆場作業,與自動導引車(AGV)和貨櫃卡車交互作業。

忙碌而井然有序的碼頭上,那穿梭不停的「智慧搬運工」,就是無人駕駛的自動引導運輸車,也被稱為AGV小車。擁有智慧控制系統的AGV小車,可以根據實際、即時的交通狀況提供最優路線,若遇到運行路線擁堵,系統會重新規劃路線。除了無人駕駛、自動導航、路徑優化、會主動避開障礙外,AGV小車還能自主診斷故障、監控電量。可以全天候不間斷作業的AGV,電能耗損很低,而電量不足時,車隊管理系統會調度AGV自行到換電站換電,換電過程也是全自動化作業,一台AGV更換電池只需約6分鐘,大容量的鋰電池可讓AGV滿電後持續運行8小時。


除此之外,上海洋山自動化碼頭的TOS系統,是由上海國際港務集團自主研發的全自動化碼頭智能生產管理控制系統,上海振華重工研發的設備管控系統ECS系統也應用在洋山碼頭的作業中。除了智慧系統,洋山4期碼頭也是一座綠色環保碼頭,碼頭中所有設備都是透過電力驅動,實現了零排放,而靠泊的船隻均採用岸基供電,避免柴油機運行產生排氣汙染。

以往港口裝卸需要人工作業的設備,如今被智慧設備替代,按照系統指令自動執行任務,可實現24小時作業。通過遠端操控、自動操控,不僅碼頭效率提升、二氧化碳排放下降。碼頭作業這個曾經的勞動密集型行業,正逐漸轉向科技密集型,讓碼頭成為無縫接軌的機器人世界。

上海洋山港碼頭


新加坡港    持續優化的智慧港策略

新加坡是全球實踐智慧城市的標竿國家,早於2006年新加坡就公開了「智慧城市2015計畫」,2014年又提出「智慧國家2025」計畫,新加坡政府一直將港口建設視為經濟發展重要支柱,除了定位為自由港致力於吸引外資及產業,也大力興建貨櫃碼頭並發展航運港口事業,而為了支撐技術研發與創新所需資金,新加坡MPA和SPA分別成立了創投基金單位 PSA unboXed、生活實驗室(PSA Living Lab)、海事創新與科技基金(Maritime Innovation & Technology,MINT)等。

新加坡港24小時的高效經營管理結合了軟硬體解決方案,如設有高技術倉儲設備、全自動立體倉庫、無線掃描設備、自動提存系統等現代資訊技術設備,這些硬體設施與政府建成之全國貿易資訊平台(National Trade Platform)及 TradeNet、PortNet和MarineNet等電子平台結合,讓航運生態實現了運作過程自動化與無紙化,也有各類最新的智慧和自動化科技的應用試驗,如導入自動駕駛電動車進行貨物運輸、虛擬實境(VR)協助進行人員訓練等。

而在2015年,新加坡海事及港務管理局(MPA)與IBM合作,啟動了「港口和海上事件識別系統(Sense-making Analytics For Maritime Event Recognition,SAFER)」,系統中透過七個模組來進行智慧港口的實踐。這些模組包括「船舶動態自動監測(Automated Movement Detection module)」,從依賴船舶交通管理(VTM)人員來跟蹤船舶動態,變成自動實時檢測船舶的動態時間和位置,減少港口運作控制中心和船舶間的無線電通信,節省VTM人員花費在跟蹤船舶動態上的時間。而以往MPA港口檢查人員經常根據直覺來尋找可疑船隻,而「違法分析(Infringement Analytics)」用來監測船舶的可疑或異常行為,監測包括無有效的許可、無運營執照、故意關閉雷達應答器或超速等港口水域船隻的違法行為,協助發出警報。引水登船監測(Pilot Boarding Detection)則可以自動監測引水登船時間,並可以有效的監視和驗證新加坡港務集團(PSA)引水的服務水平,減少調配人員的工作量,快速解決相關糾紛,目標在15分鐘內滿足95%船舶的引航需求。

另外,新加坡港正積極在新加坡大士(Tuas)投資建設超級海港,計畫至2040年,新加坡碼頭將完全遷至大士碼頭,將打造出貨櫃年處理量達6500萬個的超級碼頭,並且可容納最大型的巨型貨櫃船,長度可達500公尺或以上。
新加坡吉寶港貨櫃碼頭

(https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Psa_keppel.JPG#/media/File:Psa_keppel.JPG)

瑞典斯德哥爾摩港     轉型智慧生態港城

眾多城市與港口發展密切相關,與高雄市同為港口城市亦是重工業密集的斯德哥爾摩,這個石油之城如何變身智慧之都?原本是煉油廠、瓦斯廠聚集的景色,瑞典首都、全國政治、經濟、文化和交通的中心,斯德哥爾摩(Stockholm)與港的周邊,從污染嚴重的重工業港區成功轉變成節能環保的生活圈,被稱為「皇家港(Stockholm Royal Seaport)」的城市轉型計畫成為北歐智慧城市的典範。

面對未來能源需求、環保永續目標,因應100年後的城市環境皇家港造鎮計畫串連四個港灣區,從2004年開始規劃,2010年正式執行,轉型成為一個環境永續與資通科技應用結合的智慧城,並納入氣候變遷因素,包括海平面上升與氣溫升高趨勢。計畫中舊石化工業區重新整理,重工業遷離市區,政府將過去因石化工業汙染的土壤全部移走,鋪上新的土層,以節能宜居的概念規畫公園、綠地、住宅區。
必須使用創新科技的綠色建材,建築有太陽能面板設計,所有的水、能源、廢水管理等系統,都以全面整合的方式設計、建造。

智慧住宅有最先進智慧電網讓能源有效使用,以減少對大型發電廠的依賴。而智能廢棄物回收系統,則建設完整的地下管線系統,讓家戶的垃圾不必拿出來丟,而是在自家就有專門處理垃圾的管線,廢棄物進入管線之後自動進行分類,燃燒廢棄物產生的熱能剛好可以供應住宅的能源,可轉化成室內的暖氣,除了可節省車輛人力,未來還能透過連結雲端的系統,監控居民回收現況。智能電網則能讓電力平均使用,以減少對大型發電廠的依賴。

斯德哥爾摩皇家港提供了先進及吸引人的居住機會,是有著多樣建築風格及生活方式的都市環境,混合住宅、商業、自然景觀、及文化景點,是港市改造的典範。

社區廢棄物回收系統
(斯德哥爾摩市政府官方網站)

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