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更新时间:2025-12-15
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在全球贸易高速发展的背景下,港口作为货物集散的核心枢纽,正朝着自动化、智能化方向加速转型。智慧港口的核心诉求是提升作业效率、降低安全风险、减少人力依赖,但港口场景的特殊性 —— 开阔露天环境、复杂气象条件、大型设备密集、货物动态流转,给自动化设备的精准感知带来了极大挑战。激光雷达凭借其三维环境感知、全时段稳定工作、抗干扰能力强等核心优势,成为破解智慧港口作业痛点的关键技术支撑。本文结合安协科技在港口自动化领域的实践经验,解析激光雷达如何赋能智慧港口实现高效运转。
传统港口作业模式中,人工操作与简单机械化设备占据主导,在效率、安全、成本等方面存在明显短板,制约了智慧化升级:
1.作业效率低,依赖人工经验
集装箱码头的集卡调度、岸桥装卸、堆场堆码等环节,长期依赖人工操作。比如集卡司机需在狭窄的堆场通道中精准停靠,全凭经验判断与集装箱、岸桥的距离,易出现停靠偏差导致装卸延误;人工盘点堆场集装箱时,需攀爬登高设备逐一核对箱号、状态,不仅耗时费力,还存在漏盘、错盘风险,一个中等规模堆场的盘点工作往往需要数天完成。
2.安全风险高,事故隐患突出
港口内大型岸桥、龙门吊、集卡等设备交叉作业,人员与机械混行场景普遍。人工操作时,视线盲区易引发碰撞事故;夜间或恶劣天气下,能见度降低,岸桥抓取集装箱时易出现晃动、碰撞,导致集装箱损坏或设备故障;堆场货物堆码过高时,人工巡检难以发现货物倾斜隐患,可能引发坍塌事故。
3.环境适应性差,作业易中断
港口露天作业面临强光、暴雨、浓雾、大风等复杂气象条件。传统依赖视觉的自动化设备,在强光逆光、暴雨浓雾天气下识别精度骤降,无法正常工作;超声波传感器易受海风、粉尘干扰,测距精度失真,导致设备停机等待,影响作业连续性。
激光雷达通过高频激光扫描生成三维点云数据,精准捕捉目标的位置、距离、轮廓信息,在智慧港口的多个核心环节发挥关键作用,全面提升作业效率与安全性:
1. 无人集卡自主导航与避障
无人集卡是智慧港口的核心转运设备,激光雷达为其提供全方位环境感知能力。在堆场狭窄通道中,激光雷达可实时扫描两侧集装箱、龙门吊等障碍物,生成精准的三维环境地图,引导无人集卡自主规划最优路线,精准停靠至装卸指定位置,无需人工干预;遇到其他作业车辆、人员或临时障碍物时,可提前预判轨迹,平稳减速避让,避免碰撞事故。相比人工驾驶,无人集卡的停靠精度更高,转运效率提升明显,且可实现 24 小时不间断作业。
2. 岸桥 / 龙门吊精准装卸作业
岸桥抓取集装箱、龙门吊堆码货物时,对定位精度要求极高。激光雷达安装在岸桥吊具或龙门吊横梁上,可实时扫描集装箱的角件位置、箱体轮廓,精准计算吊具与集装箱的相对位置,引导吊具平稳抓取、下放,避免因定位偏差导致的箱体碰撞、晃动;在堆码作业中,可实时监测货物堆码高度、倾斜角度,确保堆码整齐、稳固,从源头规避坍塌风险。
3. 堆场智能盘点与空间管理
激光雷达可对堆场进行全方位三维扫描,快速生成整个堆场的点云模型,自动识别集装箱的箱号、尺寸、堆码层数、状态,实现集装箱的快速盘点与数据录入,一个中等规模堆场的盘点工作可缩短至数小时完成,盘点准确率大幅提升;同时,系统可根据扫描数据实时更新堆场空间占用情况,智能规划新到集装箱的堆码位置,最大化利用堆场空间,避免资源浪费。
4. 设备安全监控与预警
在岸桥、龙门吊等大型设备上安装激光雷达,可实时监测设备作业范围内的人员、车辆动态,当有人员或车辆进入危险区域时,立即触发声光预警并联动设备停机,形成安全防护圈;通过扫描设备结构部件的三维数据,可实时监测设备变形、位移情况,提前预警设备故障风险,降低维护成本。
| 技术方案类型 | 定位 / 识别精度 | 环境适应性 | 作业效率 | 安全防护能力 | 人力依赖度 | 适用场景 |
| 激光雷达方案 | 厘米级高精度 | 强(抗强光 / 暴雨 / 浓雾) | 高(24 小时不间断) | 全方位预警,防碰撞 | 低(无需人工干预) | 无人集卡、岸桥 / 龙门吊装卸、堆场盘点 |
| 视觉识别方案 | 中等精度 | 弱(依赖光线条件) | 中(天气良好时) | 视野受限,有盲区 | 中(需辅助校准) | 光线稳定的室内作业区 |
| 超声波传感器方案 | 中低精度 | 弱(受海风 / 粉尘干扰) | 低(易误判停机) | 近距离预警,范围窄 | 高(需人工监控) | 固定区域短距离测距 |
| 人工操作方案 | 依赖经验,精度不稳定 | 受天气 / 疲劳影响大 | 低(需休息轮换) | 无主动预警,风险高 | 极高(全程人工) | 传统港口作业全流程 |
(数据来源:安协科技港口自动化技术事业部实测报告)
某沿海大型集装箱港口此前采用传统作业模式,面临转运效率低、安全事故频发、堆场盘点耗时久等问题。为推进智慧化转型,该港口引入安协科技的激光雷达解决方案,在无人集卡、岸桥、龙门吊及堆场管理系统中部署专用激光雷达设备。
升级后,港口作业实现显著优化:无人集卡在堆场通道中自主导航、精准停靠,转运效率提升 30% 以上,24 小时不间断作业无需人工干预;岸桥装卸集装箱的碰撞事故发生率降至零,装卸精度大幅提升,单箱装卸时间缩短;堆场智能盘点效率提升 90%,数小时即可完成全堆场盘点,盘点准确率达 99% 以上;在暴雨、浓雾天气下,激光雷达仍能稳定工作,确保作业不中断。该港口的整体作业效率提升明显,人力成本降低,安全管控水平全面升级,成为区域智慧港口标杆。
激光雷达凭借高精度、强环境适应性、全时段稳定工作的核心优势,在智慧港口的无人集卡导航、岸桥精准装卸、堆场智能盘点等关键环节发挥不可替代的作用,有效破解了传统港口效率低、安全风险高、环境适应性差的痛点。安协科技(www.anxiekeji.cn)针对港口场景的特殊性,定制化研发了抗海风、抗粉尘、耐极端温差的专用激光雷达设备,可与港口自动化系统无缝对接,提供全方位技术支持。随着智慧港口建设的深入推进,激光雷达将成为港口自动化设备的核心感知部件,助力港口实现更高效、更安全、更智能的运转。