我國智能化碼頭已具相當規模，即使是信息化技術極其發達的美國港口，也只能望其項背。在港口全面智能化升級中，無人集卡是其中重要一環，作為自動駕駛初級形式，首個應用場景，正在加速落地中，在此，結合我國港口的情況，對其落地的成因，發展的趨勢，未來的狀況進行分析，不妥之處，敬請指正。

       一、智慧港口，無人集卡打頭陣

       我國已建成世界級港口群，港口規模穩居世界第一，吞吐量逐年上升，有資料表明，2020年我國港口集裝箱吞吐量已經達到2.5億標箱。我國港航業積極擁抱創新，勇于求變，天津港c段智能化集裝箱碼頭多項全球首創的核心技術為世界港口建設貢獻了“中國方案”，凸顯了“中國智慧”。

　　港口集裝箱的裝卸過程通常涉及三個作業環節：貨物通過岸橋設備，在碼頭面進行裝卸船；貨物通過水平運輸設備，在碼頭面和堆場之間運輸；貨物通過場橋設備，在堆場進行裝卸箱。對于碼頭運營商而言，最大的痛點來自水平運輸，主要是人力成本過高和人力資源供不應求帶來的壓力。集裝箱卡車在港口承擔主要的水平運輸任務，截止到2019年，在我國100萬TEU吞吐量以上的集裝箱碼頭，共配置了6,000-8,000 輛內集卡，擁有約15,000-20,000名集卡司機，然而集卡行業招工門檻高，用人成本高，作業環境惡劣，很多港口運輸司機面臨著老齡化問題，同時又很難補充年輕力量。從全球看，現有近2000個集裝箱港口都面臨效率提升，人力成本增加的現實問題。無人集卡，顧名思義即無人駕駛的集裝箱卡車，無人集卡替代有人集卡，不僅必要，而且重要。無人集卡依托感知、定位、決策、規劃等關鍵技術支撐作業，可實現24小時運營，效率較高，為招工難等問題的緩解提供可能性。因此，在港口全面智能化升級中，無人集卡是其中重要一環，也是第一步。另外，港口由于作業繁忙，垂直運輸+水平運輸同時進行，港內各種大型設備數量眾多、交叉作業，因此集卡在港區行駛面臨的盲區多、風險高。集卡司機不得不多班倒，疲于高強高壓滿負荷工作，容易發生疲勞駕駛，這又大大增加了發生事故的概率，造成安全事故隱患多，這都為無人集卡的運行增強了內驅力。其實，在港口的無人化方面，落地方案有三種：智能移動運輸平板車、 無人跨運車ASC，集卡。我們都知道，港用AGV是最早用于港口自動化水平運輸的設備，剛開始由內燃機驅動，后采用柴油發電機電力驅動，以磁釘導航技術為主，需鋪設磁軌配合運行，路線固定、不靈活。今天的智能移動平板車，是AGV升級版，是搭載了更多傳感器及人工智能技術的AGV，與傳統AGV最大區別在于“自主性”，能自主完成感知、預測、重建等業務，有IGV、ART、AIGT、IMV等多種不同叫法。智能平板運輸車自身結構性能相比集卡更為小巧靈活，但是成本較高，一臺車要300萬-500萬元，而無人集卡通用性比較強，可實現量產，成本在100萬元以內，隨著傳感器和線控底盤等硬件的成本下降，還有進一步降本空間。相較智能平板車，集卡的駕駛艙較高，在駕駛艙上布置傳感器可以站得高看得遠，車輛整體的感知能力會更強。無人集卡不管是新建碼頭還是老舊碼頭都能很快投入使用，綜合來看，無人集卡無疑是國內港口水平運輸無人化升級的主要方向。至于無人跨運車，普遍應用于歐美的集裝箱碼頭，國內碼頭場地有限，不適宜運用無人跨運車。

　　我國集裝箱港口所處的智能化初級階段，使其具備一定的信息化基礎條件和比較成熟的生產運營，為無人集卡落地探索準備了基礎。港口無人集卡落地的途徑有兩條：一種是全面購買無人集卡及相關軟件；一種是改造，維持現有設施設備，通過技術改造現系統進行升級，后者和前者相比，具有明顯的成本優勢，還可在生產作業同時進行改裝，實現無縫對接，減少對碼頭現有基礎設施的影響。港口設備廠商提供車體，無人駕駛企業提供自動駕駛一體化系統。無人集卡，以原主機廠研發的集裝箱卡車線控底盤為基礎，加裝激光雷達、攝像頭、毫米波雷達、超聲波雷達等傳感器，以及GNSS、IMU、輪速、視覺定位、激光定位等定位模塊，采用智能決策規劃和控制對位系統，確保無人集卡可以自主感知、決策、執行，從而實現無人化行駛和運輸。要注意的是，在無人集卡的落地過程中，不是說采用的技術一定有多頂端，但綜合運用技術和其他方法取得了較好的實效才是正途。隨著技術的進步，無人集卡的成本也在逐步下降，采用激光雷達和視覺等傳感器融合技術不僅實現高精定位，還可低成本落地。港口無人集卡賽道，我國處于領先地位，國外港口的無人駕駛技術目前主要還停留在AGV階段，與國內相比有技術代差。

        二、無人駕駛，商業落地在港口

        無人駕駛承載著人們長久以來對未來世界的經典幻想，無人駕駛汽車想要實現完全開放的道路運營，還有眾多需要解決的問題，需要大量的時間和資本投入，目前的行業狀況距離無人駕駛汽車全面量產預計還有較長一段距離。

　　隨著技術逐步成熟，如何充分發揮企業優勢，將現有產品轉化為商業訂單是企業要考慮的關鍵。無人駕駛領域，企業早期是拼技術，現在是拼收入，營收無疑是橫亙在所有自動駕駛企業前面的一道坎，企業朝著更加務實的方向走，要學會自我造血，提升業務能力。相比較而言，特定場景的無人駕駛產業對技術要求相對較低、符合政策法規的自由度更大，實現落地運營更加容易。因此，許多無人駕駛車企和科技公司從特定領域、特定范圍、特定路線的無人駕駛需求入手，推動整個行業前行。無人駕駛技術在港口內部應用有著得天獨厚的條件：港口內部屬于半封閉區域，道路交通狀況較為單一，參與水平運輸的集卡車輛時速一般不超過30 km/h。在港口內部使用無人駕駛集卡，對無人駕駛系統中環境感知、決策規劃、車輛控制等模塊的實現難度和計算要求都有所降低。因此，在港口內部更易實現無人駕駛集卡的規模化應用。港口，這個典型的“封閉場景+低速運營+標準化作業”領域，便成為了最早實現無人駕駛商業化落地的賽道之一。相比港區外的高速公路重卡運輸，港口碼頭作業區具有相對封閉、可控的特點，成為自動駕駛落地的首個應用場景。港口屬于高度標準化的作業流程，高度標準化即意味著特別適合進行無人化應用。自動駕駛這類技術需逐漸投入到實際應用，對傳統領域進行智慧化改造。在智慧港口升級大趨勢下，無人集卡正在成為自動駕駛的新戰場，港口集卡就是自動駕駛商業落地的第一場景，技術也得到了市場的驗證。其實，無人駕駛在港口落地，不僅是集卡，還有無人駕駛起重機、無人跨運車等設備的落地，它們共同實現港口由勞動密集型產業向智能化、無人化的升級轉型。無人駕駛給港口帶來的價值明顯：降本、增效、安全，目前在國內批量化落地的多個訂單也已經證明其商業模式跑得通。另一個原因是，目前港口無人集卡的應用有一定市場，國內港口內集卡保有量總計超過2.5萬輛，無人駕駛的滲透率在2%左右。預計到2025年，中國港口內集卡L4級無人駕駛滲透率將超過25%，應用規模將達到6000-7000輛。港口無人駕駛集卡的特點是封閉場景+低速行駛，相關技術的市場規模大、落地速度快、復制能力強，是一個關注度很高的新賽道，吸引大量的自動駕駛科技公司加入。對于研發L4級別的自動駕駛公司來說，無人集卡是小菜一碟。如元戎啟行這種主做L4級無人出租車的公司，也在將自動駕駛技術“下放”到港口領域，推出了無人集卡。近年來國內涌現出了包括西井科技、主線科技、斯年智駕等港口無人集卡公司，三一重工、經緯恒潤等汽車產業公司也在積極布局。也就是說，港口無人集卡解決方案的提供者，包括自動駕駛科技公司、傳統工程機械公司、傳統汽車制造公司等等。比亞迪的無駕駛室無人駕駛集卡也已下線，用于深圳媽灣智慧港，因此，港口無人駕駛集卡正處于產業上升期。

　　同時要認識到，港口人、車、物交織的復雜環境下，對于無人駕駛集卡的分辨識別能力要求更高，可容忍誤差更小，無人駕駛集卡上配備了激光雷達、毫米波雷達、超聲波雷達、高清攝像頭、衛星定位模塊等先進技術，特別是超聲波雷達可以檢測到所有物體。港口高濕度、高鹽度、溫差大等環境，對港口無人駕駛集卡的相關金屬零部件、汽車電子系統、線纜及焊接點等都有較強的腐蝕性，采用耐腐蝕材料及密封性好的系統，對于保證無人集卡的安全可靠長時間運行至關重要。對于自動駕駛企業來說，無人集卡在港口的落地，是不斷訓練算法、積累數據、打磨產品，也是形成自我輸血的重要步驟。其發展路徑可以這樣規劃：深耕“封閉場景”的港口無人駕駛——拓展至港口周邊“半開放場景”的短途無人集卡運輸——進軍“開放場景”下的干線物流市場，這是一種漸進式的發展策略，既不冒進，也不會踏步不前。在自動駕駛領域商業化落地方面，港口無人駕駛集卡可謂是最先得到應用的領域，近年，隨著無人駕駛集卡在港口的商業化落地，自動駕駛公司在軟件的迭代算法能力、硬件的工程化能力上都有了很深的積累，并且部分企業在無人集卡上實行了盈利。相對于港口智能小車，港口無人集卡由于底盤相同、場景類似、軟硬件方案一致、產品化和工程化技術類同，眾多封閉場景的無人駕駛賽道當中，最終能成功突圍成長到干線物流場景的，肯定是無人集卡。

　　港口賽道是最有潛質的，無人集卡可以較容易地走向半開放、開放場景，未來整個市場容量巨大。2020-2023這三年，其實是港口無人駕駛技術從不能用到能用的發展階段，2023年后，港口無人駕駛將從能用向好用邁進。

      三、5G加持，挑戰很多須努力

       港口很多作業場景對網絡要求是比較嚴苛的，以往港口自動化主要采用的是4G、光纖和WiFi等通信方式，存在建設和運維成本高、穩定性和可靠性差等問題，無法解決港口的核心痛點，無人集卡的遠程控制就是其中之一。

　　5G技術與港口的核心需求十分切合，港口無人集卡是5G重要的應用場景之一，港口高危險環境下作業的無人集卡,對帶寬、時延、可靠性要求較高，5G的大帶寬、低時延、高可靠和廣連接特性，同時結合高精度定位與車路協同等技術實現集卡無人駕駛以及實時路況回傳，對集卡的位置、姿態、電量、載重等數據進行監控，并實時查看車輛的感知與規劃信息。5G技術為港口提供高清監控高精度定位、智能網聯駕駛等場景化應用的整體解決方案，對集卡實現遠程控制，結合邊緣計算+AI能力以及高精度定位等技術，幫助港口設備和生產系統同步協調。5G為港口集卡無人駕駛應用提供更好的網絡支持，國內港口無人駕駛集卡基本都采用了基于5G網絡及V2X技術，使車端、路端的協同感知能力不斷加強，實現了無人駕駛集卡與港區自動化生產設備、系統的互聯互通。從技術角度來說，應用最廣的無人集卡在港口的落地依然面臨著不少挑戰：比如厘米級的精準停位要求、大型設備的識別與交互，更重要的一點是，穩定性和可靠性，碼頭是不允許“試錯”的，一旦發生故障，很有可能導致整個碼頭生產癱瘓。北斗與5G在碼頭無人集卡上的賦能，使這些痛點得到部分解決。北斗系統具有更加準確的定位精度和更加安全的操作環境，對于我國港口無人集卡的應用升級有極大的促進作用。無人集卡所裝備的北斗導航定位設備，利用地基增強系統，通過5G移動通信網絡，接受北斗網絡RTK信號，從而實現厘米級的高精度定位；無人集卡上更配備北斗雙天線，利用雙天線的各自位置以及方向關系，可以準確的估計出無人集卡的航向角，在定位的基礎上又增加了定向的功能。推動包括5G高中低頻立體組網、無人集卡開放場景混合運行、北斗高精定位與多傳感融合、基于5G的港機遠控改造等關鍵技術系統性提升，實現智慧港口商業化運營。北斗衛星導航系統和5G通訊技術，使高精度的導航和更加快捷的通訊方式成為可能，給集裝箱和集卡安裝北斗終端，利用北斗系統精準地完成集裝箱裝卸及集卡行駛工作。武漢花山港運營的5G智能無人集卡使用北斗系統來獲取港口的高精度時空信息，通過5G網絡傳輸數據，賦以集卡更加智慧的“大腦”，使集卡能夠感知200米以內的各類物體，停車定位精度控制在5厘米的范圍內。不僅北斗系統，云計算、大數據、物聯網、移動互聯網、智能控制等新一代信息技術與港口各領域深度融合，將持續推動無人集卡在智慧港口的應用。但是，無人集卡的落地應用也面臨著挑戰：面向港口的無人集卡需要放在港口智慧化升級的整體趨勢中來布局，要真正為客戶創造價值；只有單車能力的無人集卡并不能滿足碼頭的實際需求，需要的是從上層調度和中臺系統來實現車隊級別的無人集裝箱運輸服務；只有將港口碼頭的現實場景中多套用戶設備與無人系統之間的聯合打通，才能最終實現一個真正的無人智能碼頭。無人化在港口落地，不僅是集卡，還有無人駕駛起重機、無人智能小車等設備的落地，它們共同實現港口由勞動密集型產業向智能化、無人化的升級轉型。無人集卡，要對接現有港機系統，在原有生產作業系統間架起一個橋梁，將兩個系統很好的銜接起來，進而提升整體的作業效率。

　　另外，純電動無人集卡還可顯著降低碼頭水平運輸設備的燃油成本，經濟效益顯著，并能實現車輛尾氣零排放，符合國家提出的綠色港口建設方向。結語：其實，港口無人集卡賽道自身市場容量有限，今后2-3年就要往半開放場景拓展，否則容易觸及天花板，港口是最好的訓練場，但并非最終歸宿，無人集卡的星辰大海肯定還是開放場景下那萬億級的市場，這是打造新的增長曲線的企業發展壯大必然要考慮的問題，無人駕駛企業的發展始于港口，但不會終于港口。