港口自動駕駛，是偽自動駕駛商用場景嗎?

自動駕駛圈內(nèi)的朋友，前段時間可能見證了一場精彩絕倫的圍繞“礦山是不是偽自動駕駛商用場景”的隔空喊話。先有《礦山無人駕駛，國內(nèi)首個被證偽的自動駕駛商用場景》直抒胸臆，后有《礦山自動駕駛的第一性原理》針鋒相對，兩位資深人士站在各自的專業(yè)角度將礦山場景扒了個精光，讓人看得拍手稱快。

單從這兩篇文章，作為礦山的門外漢，我依舊無法得出礦山是不是偽自動駕駛商用場景的結(jié)論。但是這場隔空喊話卻勾起了我的另一個相似的疑問，作為常常和礦山相提并論的好兄弟——我稍微熟悉的港口場景，她是偽自動駕駛商用場景嗎？”。

趁著對港口的激情未退，趁著對碼頭的記憶還在，趁著礦山是否為“假冒偽劣”自動駕駛商用場景的熱議還未完全散去，我不妨從幾個角度來議一議港口是不是偽自動駕駛商用場景，說不定將分析過程和結(jié)論類比到礦山，也順帶能將礦山的疑問給解答了。

正如《礦山自動駕駛的第一性原理》中作者所說：我可以不贊成你的觀點，但是我卻會捍衛(wèi)你發(fā)表觀點的權(quán)力。業(yè)內(nèi)人士如對觀點持有不同意見，歡迎拿出更專業(yè)的觀點來反駁。而不是找來公關(guān)公司，以騙合作為名，騙取個人信息，要求刪帖。請不要低估和侮辱一個光著腳小編的勇氣、智商和情商。

一、港口碼頭不是典型的工業(yè)自動化場景嗎？港口碼頭中負(fù)責(zé)集裝箱裝卸的三大主力選手：岸橋、AGV、場橋，不是典型的工業(yè)自動化產(chǎn)品嗎？2017年開港的洋山港四期碼頭，不是國內(nèi)全自動化集裝箱碼頭的代表嗎？

提到港口自動駕駛，有上述疑問的人不在少數(shù)。這些人對傳統(tǒng)港口碼頭的自動化升級方案有所了解，但對2017年之后開始的港口碼頭智能化升級，缺少較多關(guān)注。

正菜之前，先來科普一個我也曾傻傻分不清的概念：港口和碼頭。港口是集船舶?？?、貨物裝卸、人員辦公和基礎(chǔ)設(shè)施功能于一體的一片區(qū)域。大的港口，還會分區(qū)來管理，比如廈門港下面又分十二個港區(qū)。碼頭在港口中，主要指負(fù)責(zé)船舶靠泊、貨物裝卸的港口設(shè)施。

針對集裝箱的裝卸過程，港口碼頭主要有三種設(shè)備，如圖1所示。第一種是岸橋設(shè)備，在碼頭面進行裝卸船；第二種是水平運輸設(shè)備，在碼頭面和堆場之間運輸；第三種是場橋設(shè)備，在堆場內(nèi)部進行裝卸箱。岸橋和場橋設(shè)備屬于典型的港機設(shè)備，有振華重工這樣的超級巨頭，其自動化、智能化還輪不到我們?nèi)ゲ傩摹?/p>

圖1 集裝箱的裝卸過程（圖片來源：https://mp.weixin.qq.com/s/lQBPR0ghZqaA12rdAPtgBg）

水平運輸設(shè)備在傳統(tǒng)港口碼頭中主要由司機駕駛的集卡車負(fù)責(zé)，這一塊也是港口碼頭的痛點。港口碼頭運營方嫌棄司機難招、工資越來越高但效率卻沒有提高。司機嫌棄港口碼頭開車輪班倒、折返跑、沒機會欣賞沿途風(fēng)景。針對這個痛點，荷蘭鹿特丹港ETC-Delta碼頭在1993年使用了無人的自動引導(dǎo)運輸車（Automatic Guided Vehicle，AGV）替換有人駕駛集卡車。

AGV長得特別像一個平板車，如圖2所示。在港口碼頭場景中，AGV常采用磁釘導(dǎo)航方式。這種方式需要按照一定的間隔，在行駛道路的地下提前埋上磁釘，如圖3所示。AGV行駛過程通過自身的磁導(dǎo)航傳感器接收磁釘信息，從而實現(xiàn)自身相對于路徑左右偏差的定位。兩磁釘之間的盲區(qū)，AGV通常采用角度傳感器/慣導(dǎo)來提供航向角度，引導(dǎo)自身正確運行在磁釘與磁釘之間。

磁釘導(dǎo)航（圖片來源：http://www.powerlongbattery.cn/2018/65701.html）

經(jīng)過近三十年的發(fā)展，AGV技術(shù)已經(jīng)達到了一個相當(dāng)成熟的階段。無論是運行效率、定位精度，還是運行可靠性、穩(wěn)定性等方面，都達到了一個優(yōu)秀的工業(yè)自動化產(chǎn)品該有的修養(yǎng)。

AGV誕生于歐洲，也在歐洲眾多港口碼頭中得到大面積的推廣和應(yīng)用，繼續(xù)鞏固著歐洲“經(jīng)濟殖民”時代的海外貿(mào)易。2017年雙雙建成的青島港前灣四期碼頭（83臺）和洋山港四期碼頭（135臺）均是AGV在國內(nèi)落地的優(yōu)秀案例。

但是基于AGV的水平運輸方案需要在港口碼頭的地面埋下數(shù)萬枚磁釘，所以一般適用于港口的新建碼頭，不太適用于港口舊碼頭的自動化改造。建成后的港口碼頭隨著使用時間的增加，磁釘也會出現(xiàn)老化等各種問題，刨坑換磁釘是港口碼頭運營后期不愿但又不得不面對的苦難。如果港口碼頭建成后想擴建改造，這個改造代價也是經(jīng)濟下行狀態(tài)下的歐洲大部分港口經(jīng)濟不可承受之重。

以前AGV的痛點可能只能咬牙接受，因為沒有更好的解決方案可以替代。但當(dāng)時間來到了2015年，部分人稱之為自動駕駛元年的年份。大學(xué)教授、外企高管紛紛主動離開自己的舒適圈，投入到浪漫而又無情的自動駕駛創(chuàng)業(yè)中。也是從那一年之后，港口場景被自動駕駛技術(shù)盯上，如獵豹看上的兔子，志在必得。

很多人可能想不到，國內(nèi)最早啟動港口自動駕駛項目的竟然是上汽。2017年年初，上汽紅巖的自動駕駛卡車項目立項。并于當(dāng)年12月，在上海洋山深水港四期投入14輛“5G+L4”智能重卡，并實現(xiàn)5車編隊行駛。上汽無論新能源還是自動駕駛，細(xì)究起來，起的都很早，但最后貌似都趕了個晚集。就連專門負(fù)責(zé)商用車自動駕駛業(yè)務(wù)的友道智途也是2021年11才成立，真是有錢不怕晚。

針對港口碼頭水平運輸設(shè)備的自動駕駛解決方案主要由兩種，一種是無人集卡，一種是智能引導(dǎo)運輸車（Inteligent Guided Vehicle，IGV）。無人集卡在普通集裝箱卡車身上，加裝激光雷達、相機、組合導(dǎo)航、計算單元等自動駕駛套件來實現(xiàn)感知、定位、控制和規(guī)劃等功能，如圖4所示。無人集卡因和干線物流自動駕駛場景可以共用商用車底盤等硬件，也被賦予了自動駕駛卡車車規(guī)登陸戰(zhàn)“先遣隊”的重任。

IGV和AGV長得特別像，只是不再使用磁釘循跡方案，而是加裝了和集卡一樣的感知和定位傳感器來實現(xiàn)自動駕駛功能，如圖5所示。長得可能還是一個工業(yè)自動化產(chǎn)品的樣子，但已經(jīng)換成了自動駕駛的“芯”。IGV我一直覺得特別符合模塊化的思想，在上面搭載不同的車廂組件就可以成為不同的用途的車型。等到真無人到來的時候，不知道干線物流上會不會出現(xiàn)這種無車頭的車型。

無人集卡或是IGV相比AGV來說，平均成本降低30%~60%。并且對基礎(chǔ)設(shè)施無特殊要求。單車故障不會影響系統(tǒng)整體運行，成了港口舊碼頭改造、新碼頭建造的首選方案。無人集卡或是IGV作為自動駕駛的典型產(chǎn)品已經(jīng)陸續(xù)進駐國內(nèi)各大港口，個別已經(jīng)開啟大規(guī)模運營，大部分還處于小規(guī)模驗證階段。

二、港口的難點在于業(yè)務(wù)邏輯，而承載業(yè)務(wù)邏輯功能實現(xiàn)的是碼頭的各種平臺。在這個封閉的簡單場景里，單車沒那么智能、也不需要那么智能。單車只要保證準(zhǔn)確的定位和簡單的障礙物識別，不需要做感知預(yù)測，也不需要進行決策規(guī)劃，這怎么看都不算是一個完整的自動駕駛產(chǎn)品。

這種觀點其實表達了當(dāng)前部分港口自動駕駛發(fā)展的一個現(xiàn)狀：“重平臺智能、輕單車智能”。

重平臺智能是港口一直以來的優(yōu)良傳統(tǒng)，作為匯集了眾多動態(tài)要素的一個作戰(zhàn)單位，作為一個視效率為生命的鐵血軍團，沒有一個優(yōu)秀的指揮官很容易雞飛狗跳。想象一個場景：當(dāng)一艘裝載了成千上萬個集裝箱的貨船即將抵港，停在哪個泊位合適，哪些岸橋負(fù)責(zé)卸船、集裝箱卸載順序、哪些水平運輸設(shè)備參與轉(zhuǎn)運、集裝箱堆場擺放位置等等，這些如果沒有個總指揮統(tǒng)籌，可能不至于亂成一鍋粥，但整體的作業(yè)效率肯定不高。

而在港口大大小小的平臺中，碼頭生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)（Terminal Operation System，TOS）無疑是最耀眼的那顆星。TOS作為港口生產(chǎn)的核心軟件，其統(tǒng)籌集裝箱的裝卸，配載，堆場，疏港等作業(yè)計劃，又被稱為港口的“大腦”，直接影響著港口作業(yè)的效率，安全，成本?？梢苑Q得上是港口自動化升級過程的巔峰之作。

而在無人集卡、IGV等成為水平運輸設(shè)備隊伍里的寵兒之后，如何高效管理這些長了眼睛、大腦的無人車成為擺在港口碼頭運營面前的甜蜜煩惱。重平臺智能的思維再次發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，而繼承這一思想的優(yōu)秀產(chǎn)物便是VMS（Vehicle Management System，車隊管理系統(tǒng)），各家對這一產(chǎn)物的叫法略有不同，后統(tǒng)一以VMS指代。

VMS擔(dān)負(fù)上達天聽（TOS），下體民情（無人集卡或IGV）的重任。VMS從TOS下達的碼頭生產(chǎn)作業(yè)任務(wù)中，分解出集裝箱的水平搬運任務(wù)，并自動向無人集卡或IGV下達作業(yè)指令，從而實現(xiàn)最優(yōu)化地分配和調(diào)度無人集卡或IGV去執(zhí)行運輸任務(wù)。VMS的具體職責(zé)包括：設(shè)備管理、作業(yè)任務(wù)管理、路徑規(guī)劃下發(fā)、行駛指令下發(fā)、對位管理等。

在這樣的背景下，無人集卡或IGV就像是還沒有獨立行為能力的孩童，日常三餐、休息睡覺，都由VMS這個父母安排好。而自己要做的可能就是在父母的監(jiān)督下把飯吃好，把路走好。這的確也是目前無人集卡或IGV在部分港口碼頭的一個現(xiàn)狀，單車整體表現(xiàn)比較木訥。

面對前方行駛路徑上出現(xiàn)的障礙物，無人集卡或IGV不是特別需要識別障礙物是貓是狗，障礙物有何運動趨勢，只需要死等直至障礙物主動離開。除非VMS下發(fā)新的變道任務(wù)及變道路徑，或遠程駕駛調(diào)度員接管并進行遠程駕駛。無人集卡或IGV雖然也有不遜于干線物流自動駕駛卡車的傳感器配置，但她的四五個激光雷達主要用來進行輔助定位和障礙物有無檢測，她的七八個攝像頭主要用來進行遠程測試或遠程控制。

但是襁褓中的孩子終究要長大，“重平臺智能、輕單車智能”能讓100臺無人集卡或IGV在岸橋和堆場之間有條不紊的跑起來，可以向港口碼頭運營方證明自動駕駛技術(shù)在港口內(nèi)是行得通的，政治方向是正確的。但這種策略很難滿足港口碼頭運營方的真正需求“降本增效”，畢竟老司機眼里可容不下“龜速”一樣的前車，也不會被一塊臨時的錐桶困在原地。

所以當(dāng)前的“重平臺智能、輕單車智能”只是落地的第一步，“重平臺智能、重單車智能”必將在第二階段承擔(dān)起“增效的重任”，這也是港口自動駕駛亟需進步的地方。

三、為什么各種政策里都將自動駕駛和智能港口兩個場景區(qū)分開？

遠的不提，就拿科技部2022年8月15日公布的《關(guān)于支持建設(shè)新一代人工智能示范應(yīng)用場景的通知》來說，下簡稱《通知》?！锻ㄖ返哪繕?biāo)打造形成一批可復(fù)制、可推廣的標(biāo)桿型人工智能示范應(yīng)用場景，并明確了首批支持建設(shè)的十個示范應(yīng)用場景，其中兩個就是智能港口和自動駕駛。你沒有看錯，科技部將智能港口和自動駕駛列為同一層級的場景。

《通知》對智能港口場景的描述如下：針對港口大型碼頭泊位、岸橋管理以及堆場、配載調(diào)度等關(guān)鍵業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)，運用智能化碼頭機械、數(shù)字孿生集成生產(chǎn)時空管控系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)，開展船舶自動配載、自動作業(yè)路徑及泊位計劃優(yōu)化、水平運輸車輛及新型軌道交通設(shè)備的協(xié)同調(diào)度、智能堆場選位等場景應(yīng)用，形成覆蓋碼頭運作、運行監(jiān)測與設(shè)備健康管理的智能化解決方案，打造世界一流水平的超大型智能港口。

《通知》對自動駕駛場景的描述如下：針對自動駕駛從特定道路向常規(guī)道路進一步拓展需求，運用車端與路端傳感器融合的高準(zhǔn)確環(huán)境感知與超視距信息共享、車路云一體化的協(xié)同決策與控制等關(guān)鍵技術(shù)，開展交叉路口、環(huán)島、匝道等復(fù)雜行車條件下自動駕駛場景示范應(yīng)用，推動高速公路無人物流、高級別自動駕駛汽車、智能網(wǎng)聯(lián)公交車、自主代客泊車等場景發(fā)展。

所以在官方眼里，智能港口和自動駕駛都是人工智能技術(shù)的典型應(yīng)用場景，港口強調(diào)的是協(xié)同調(diào)度，智能選位，自動駕駛強調(diào)的是融合感知、協(xié)同決策與控制。其實這并不矛盾，港口是人工智能落地的一個綜合場景，既包括水平運輸環(huán)節(jié)的自動駕駛，還包括所有工程設(shè)備的協(xié)同調(diào)度、智能理貨、智慧閘口等。

且自動駕駛應(yīng)用的水平運輸這個環(huán)節(jié)，放在整個港口的來說，重要但分量沒那么重。畢竟100臺無人集卡或IGV加起來的采購成本可能僅占全新智慧化碼頭投資的1/30。但在干線物流、Robobus等自動駕駛場景中，如果走單車智能的方案，自動駕駛車輛就是全部的家當(dāng)。

四、寫在最后

港口作為自動駕駛的典型應(yīng)用場景，其實爭議不大。但業(yè)界其實一直好奇，隨著自動駕駛在港口的大規(guī)模落地，真正的降本增效成果如何？是賠本賺吆喝，還是悶聲發(fā)大財？

審核編輯 ：李倩