我国智能化码头已具相当规模，即使是信息化技术极其发达的美国港口，也只能望其项背。在港口全面智能化升级中，无人集卡是其中重要一环，作为自动驾驶初级形式，首个应用场景，正在加速落地中，在此，结合我国港口的情况，对其落地的成因，发展的趋势，未来的状况进行分析，不妥之处，敬请指正。

       一、智慧港口，无人集卡打头阵

       我国已建成世界级港口群，港口规模稳居世界第一，吞吐量逐年上升，有资料表明，2020年我国港口集装箱吞吐量已经达到2.5亿标箱。我国港航业积极拥抱创新，勇于求变，天津港c段智能化集装箱码头多项全球首创的核心技术为世界港口建设贡献了“中国方案”，凸显了“中国智慧”。

　　港口集装箱的装卸过程通常涉及三个作业环节：货物通过岸桥设备，在码头面进行装卸船；货物通过水平运输设备，在码头面和堆场之间运输；货物通过场桥设备，在堆场进行装卸箱。对于码头运营商而言，最大的痛点来自水平运输，主要是人力成本过高和人力资源供不应求带来的压力。集装箱卡车在港口承担主要的水平运输任务，截止到2019年，在我国100万TEU吞吐量以上的集装箱码头，共配置了6,000-8,000 辆内集卡，拥有约15,000-20,000名集卡司机，然而集卡行业招工门槛高，用人成本高，作业环境恶劣，很多港口运输司机面临着老龄化问题，同时又很难补充年轻力量。从全球看，现有近2000个集装箱港口都面临效率提升，人力成本增加的现实问题。无人集卡，顾名思义即无人驾驶的集装箱卡车，无人集卡替代有人集卡，不仅必要，而且重要。无人集卡依托感知、定位、决策、规划等关键技术支撑作业，可实现24小时运营，效率较高，为招工难等问题的缓解提供可能性。因此，在港口全面智能化升级中，无人集卡是其中重要一环，也是第一步。另外，港口由于作业繁忙，垂直运输+水平运输同时进行，港内各种大型设备数量众多、交叉作业，因此集卡在港区行驶面临的盲区多、风险高。集卡司机不得不多班倒，疲于高强高压满负荷工作，容易发生疲劳驾驶，这又大大增加了发生事故的概率，造成安全事故隐患多，这都为无人集卡的运行增强了内驱力。其实，在港口的无人化方面，落地方案有三种：智能移动运输平板车、 无人跨运车ASC，集卡。我们都知道，港用AGV是最早用于港口自动化水平运输的设备，刚开始由内燃机驱动，后采用柴油发电机电力驱动，以磁钉导航技术为主，需铺设磁轨配合运行，路线固定、不灵活。今天的智能移动平板车，是AGV升级版，是搭载了更多传感器及人工智能技术的AGV，与传统AGV最大区别在于“自主性”，能自主完成感知、预测、重建等业务，有IGV、ART、AIGT、IMV等多种不同叫法。智能平板运输车自身结构性能相比集卡更为小巧灵活，但是成本较高，一台车要300万-500万元，而无人集卡通用性比较强，可实现量产，成本在100万元以内，随着传感器和线控底盘等硬件的成本下降，还有进一步降本空间。相较智能平板车，集卡的驾驶舱较高，在驾驶舱上布置传感器可以站得高看得远，车辆整体的感知能力会更强。无人集卡不管是新建码头还是老旧码头都能很快投入使用，综合来看，无人集卡无疑是国内港口水平运输无人化升级的主要方向。至于无人跨运车，普遍应用于欧美的集装箱码头，国内码头场地有限，不适宜运用无人跨运车。

　　我国集装箱港口所处的智能化初级阶段，使其具备一定的信息化基础条件和比较成熟的生产运营，为无人集卡落地探索准备了基础。港口无人集卡落地的途径有两条：一种是全面购买无人集卡及相关软件；一种是改造，维持现有设施设备，通过技术改造现系统进行升级，后者和前者相比，具有明显的成本优势，还可在生产作业同时进行改装，实现无缝对接，减少对码头现有基础设施的影响。港口设备厂商提供车体，无人驾驶企业提供自动驾驶一体化系统。无人集卡，以原主机厂研发的集装箱卡车线控底盘为基础，加装激光雷达、摄像头、毫米波雷达、超声波雷达等传感器，以及GNSS、IMU、轮速、视觉定位、激光定位等定位模块，采用智能决策规划和控制对位系统，确保无人集卡可以自主感知、决策、执行，从而实现无人化行驶和运输。要注意的是，在无人集卡的落地过程中，不是说采用的技术一定有多顶端，但综合运用技术和其他方法取得了较好的实效才是正途。随着技术的进步，无人集卡的成本也在逐步下降，采用激光雷达和视觉等传感器融合技术不仅实现高精定位，还可低成本落地。港口无人集卡赛道，我国处于领先地位，国外港口的无人驾驶技术目前主要还停留在AGV阶段，与国内相比有技术代差。

        二、无人驾驶，商业落地在港口

        无人驾驶承载着人们长久以来对未来世界的经典幻想，无人驾驶汽车想要实现完全开放的道路运营，还有众多需要解决的问题，需要大量的时间和资本投入，目前的行业状况距离无人驾驶汽车全面量产预计还有较长一段距离。

　　随着技术逐步成熟，如何充分发挥企业优势，将现有产品转化为商业订单是企业要考虑的关键。无人驾驶领域，企业早期是拼技术，现在是拼收入，营收无疑是横亘在所有自动驾驶企业前面的一道坎，企业朝着更加务实的方向走，要学会自我造血，提升业务能力。相比较而言，特定场景的无人驾驶产业对技术要求相对较低、符合政策法规的自由度更大，实现落地运营更加容易。因此，许多无人驾驶车企和科技公司从特定领域、特定范围、特定路线的无人驾驶需求入手，推动整个行业前行。无人驾驶技术在港口内部应用有着得天独厚的条件：港口内部属于半封闭区域，道路交通状况较为单一，参与水平运输的集卡车辆时速一般不超过30 km/h。在港口内部使用无人驾驶集卡，对无人驾驶系统中环境感知、决策规划、车辆控制等模块的实现难度和计算要求都有所降低。因此，在港口内部更易实现无人驾驶集卡的规模化应用。港口，这个典型的“封闭场景+低速运营+标准化作业”领域，便成为了最早实现无人驾驶商业化落地的赛道之一。相比港区外的高速公路重卡运输，港口码头作业区具有相对封闭、可控的特点，成为自动驾驶落地的首个应用场景。港口属于高度标准化的作业流程，高度标准化即意味着特别适合进行无人化应用。自动驾驶这类技术需逐渐投入到实际应用，对传统领域进行智慧化改造。在智慧港口升级大趋势下，无人集卡正在成为自动驾驶的新战场，港口集卡就是自动驾驶商业落地的第一场景，技术也得到了市场的验证。其实，无人驾驶在港口落地，不仅是集卡，还有无人驾驶起重机、无人跨运车等设备的落地，它们共同实现港口由劳动密集型产业向智能化、无人化的升级转型。无人驾驶给港口带来的价值明显：降本、增效、安全，目前在国内批量化落地的多个订单也已经证明其商业模式跑得通。另一个原因是，目前港口无人集卡的应用有一定市场，国内港口内集卡保有量总计超过2.5万辆，无人驾驶的渗透率在2%左右。预计到2025年，中国港口内集卡L4级无人驾驶渗透率将超过25%，应用规模将达到6000-7000辆。港口无人驾驶集卡的特点是封闭场景+低速行驶，相关技术的市场规模大、落地速度快、复制能力强，是一个关注度很高的新赛道，吸引大量的自动驾驶科技公司加入。对于研发L4级别的自动驾驶公司来说，无人集卡是小菜一碟。如元戎启行这种主做L4级无人出租车的公司，也在将自动驾驶技术“下放”到港口领域，推出了无人集卡。近年来国内涌现出了包括西井科技、主线科技、斯年智驾等港口无人集卡公司，三一重工、经纬恒润等汽车产业公司也在积极布局。也就是说，港口无人集卡解决方案的提供者，包括自动驾驶科技公司、传统工程机械公司、传统汽车制造公司等等。比亚迪的无驾驶室无人驾驶集卡也已下线，用于深圳妈湾智慧港，因此，港口无人驾驶集卡正处于产业上升期。

　　同时要认识到，港口人、车、物交织的复杂环境下，对于无人驾驶集卡的分辨识别能力要求更高，可容忍误差更小，无人驾驶集卡上配备了激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达、高清摄像头、卫星定位模块等先进技术，特别是超声波雷达可以检测到所有物体。港口高湿度、高盐度、温差大等环境，对港口无人驾驶集卡的相关金属零部件、汽车电子系统、线缆及焊接点等都有较强的腐蚀性，采用耐腐蚀材料及密封性好的系统，对于保证无人集卡的安全可靠长时间运行至关重要。对于自动驾驶企业来说，无人集卡在港口的落地，是不断训练算法、积累数据、打磨产品，也是形成自我输血的重要步骤。其发展路径可以这样规划：深耕“封闭场景”的港口无人驾驶——拓展至港口周边“半开放场景”的短途无人集卡运输——进军“开放场景”下的干线物流市场，这是一种渐进式的发展策略，既不冒进，也不会踏步不前。在自动驾驶领域商业化落地方面，港口无人驾驶集卡可谓是最先得到应用的领域，近年，随着无人驾驶集卡在港口的商业化落地，自动驾驶公司在软件的迭代算法能力、硬件的工程化能力上都有了很深的积累，并且部分企业在无人集卡上实行了盈利。相对于港口智能小车，港口无人集卡由于底盘相同、场景类似、软硬件方案一致、产品化和工程化技术类同，众多封闭场景的无人驾驶赛道当中，最终能成功突围成长到干线物流场景的，肯定是无人集卡。

　　港口赛道是最有潜质的，无人集卡可以较容易地走向半开放、开放场景，未来整个市场容量巨大。2020-2023这三年，其实是港口无人驾驶技术从不能用到能用的发展阶段，2023年后，港口无人驾驶将从能用向好用迈进。

      三、5G加持，挑战很多须努力

       港口很多作业场景对网络要求是比较严苛的，以往港口自动化主要采用的是4G、光纤和WiFi等通信方式，存在建设和运维成本高、稳定性和可靠性差等问题，无法解决港口的核心痛点，无人集卡的远程控制就是其中之一。

　　5G技术与港口的核心需求十分切合，港口无人集卡是5G重要的应用场景之一，港口高危险环境下作业的无人集卡,对带宽、时延、可靠性要求较高，5G的大带宽、低时延、高可靠和广连接特性，同时结合高精度定位与车路协同等技术实现集卡无人驾驶以及实时路况回传，对集卡的位置、姿态、电量、载重等数据进行监控，并实时查看车辆的感知与规划信息。5G技术为港口提供高清监控高精度定位、智能网联驾驶等场景化应用的整体解决方案，对集卡实现远程控制，结合边缘计算+AI能力以及高精度定位等技术，帮助港口设备和生产系统同步协调。5G为港口集卡无人驾驶应用提供更好的网络支持，国内港口无人驾驶集卡基本都采用了基于5G网络及V2X技术，使车端、路端的协同感知能力不断加强，实现了无人驾驶集卡与港区自动化生产设备、系统的互联互通。从技术角度来说，应用最广的无人集卡在港口的落地依然面临着不少挑战：比如厘米级的精准停位要求、大型设备的识别与交互，更重要的一点是，稳定性和可靠性，码头是不允许“试错”的，一旦发生故障，很有可能导致整个码头生产瘫痪。北斗与5G在码头无人集卡上的赋能，使这些痛点得到部分解决。北斗系统具有更加准确的定位精度和更加安全的操作环境，对于我国港口无人集卡的应用升级有极大的促进作用。无人集卡所装备的北斗导航定位设备，利用地基增强系统，通过5G移动通信网络，接受北斗网络RTK信号，从而实现厘米级的高精度定位；无人集卡上更配备北斗双天线，利用双天线的各自位置以及方向关系，可以准确的估计出无人集卡的航向角，在定位的基础上又增加了定向的功能。推动包括5G高中低频立体组网、无人集卡开放场景混合运行、北斗高精定位与多传感融合、基于5G的港机远控改造等关键技术系统性提升，实现智慧港口商业化运营。北斗卫星导航系统和5G通讯技术，使高精度的导航和更加快捷的通讯方式成为可能，给集装箱和集卡安装北斗终端，利用北斗系统精准地完成集装箱装卸及集卡行驶工作。武汉花山港运营的5G智能无人集卡使用北斗系统来获取港口的高精度时空信息，通过5G网络传输数据，赋以集卡更加智慧的“大脑”，使集卡能够感知200米以内的各类物体，停车定位精度控制在5厘米的范围内。不仅北斗系统，云计算、大数据、物联网、移动互联网、智能控制等新一代信息技术与港口各领域深度融合，将持续推动无人集卡在智慧港口的应用。但是，无人集卡的落地应用也面临着挑战：面向港口的无人集卡需要放在港口智慧化升级的整体趋势中来布局，要真正为客户创造价值；只有单车能力的无人集卡并不能满足码头的实际需求，需要的是从上层调度和中台系统来实现车队级别的无人集装箱运输服务；只有将港口码头的现实场景中多套用户设备与无人系统之间的联合打通，才能最终实现一个真正的无人智能码头。无人化在港口落地，不仅是集卡，还有无人驾驶起重机、无人智能小车等设备的落地，它们共同实现港口由劳动密集型产业向智能化、无人化的升级转型。无人集卡，要对接现有港机系统，在原有生产作业系统间架起一个桥梁，将两个系统很好的衔接起来，进而提升整体的作业效率。

　　另外，纯电动无人集卡还可显著降低码头水平运输设备的燃油成本，经济效益显著，并能实现车辆尾气零排放，符合国家提出的绿色港口建设方向。结语：其实，港口无人集卡赛道自身市场容量有限，今后2-3年就要往半开放场景拓展，否则容易触及天花板，港口是最好的训练场，但并非最终归宿，无人集卡的星辰大海肯定还是开放场景下那万亿级的市场，这是打造新的增长曲线的企业发展壮大必然要考虑的问题，无人驾驶企业的发展始于港口，但不会终于港口。