港口自动驾驶，是伪自动驾驶商用场景吗?

自动驾驶圈内的朋友，前段时间可能见证了一场精彩绝伦的围绕“矿山是不是伪自动驾驶商用场景”的隔空喊话。先有《矿山无人驾驶，国内首个被证伪的自动驾驶商用场景》直抒胸臆，后有《矿山自动驾驶的第一性原理》针锋相对，两位资深人士站在各自的专业角度将矿山场景扒了个精光，让人看得拍手称快。

单从这两篇文章，作为矿山的门外汉，我依旧无法得出矿山是不是伪自动驾驶商用场景的结论。但是这场隔空喊话却勾起了我的另一个相似的疑问，作为常常和矿山相提并论的好兄弟——我稍微熟悉的港口场景，她是伪自动驾驶商用场景吗？”。

趁着对港口的激情未退，趁着对码头的记忆还在，趁着矿山是否为“假冒伪劣”自动驾驶商用场景的热议还未完全散去，我不妨从几个角度来议一议港口是不是伪自动驾驶商用场景，说不定将分析过程和结论类比到矿山，也顺带能将矿山的疑问给解答了。

正如《矿山自动驾驶的第一性原理》中作者所说：我可以不赞成你的观点，但是我却会捍卫你发表观点的权力。业内人士如对观点持有不同意见，欢迎拿出更专业的观点来反驳。而不是找来公关公司，以骗合作为名，骗取个人信息，要求删帖。请不要低估和侮辱一个光着脚小编的勇气、智商和情商。

一、港口码头不是典型的工业自动化场景吗？港口码头中负责集装箱装卸的三大主力选手：岸桥、AGV、场桥，不是典型的工业自动化产品吗？2017年开港的洋山港四期码头，不是国内全自动化集装箱码头的代表吗？

提到港口自动驾驶，有上述疑问的人不在少数。这些人对传统港口码头的自动化升级方案有所了解，但对2017年之后开始的港口码头智能化升级，缺少较多关注。

正菜之前，先来科普一个我也曾傻傻分不清的概念：港口和码头。港口是集船舶停靠、货物装卸、人员办公和基础设施功能于一体的一片区域。大的港口，还会分区来管理，比如厦门港下面又分十二个港区。码头在港口中，主要指负责船舶靠泊、货物装卸的港口设施。

针对集装箱的装卸过程，港口码头主要有三种设备，如图1所示。第一种是岸桥设备，在码头面进行装卸船；第二种是水平运输设备，在码头面和堆场之间运输；第三种是场桥设备，在堆场内部进行装卸箱。岸桥和场桥设备属于典型的港机设备，有振华重工这样的超级巨头，其自动化、智能化还轮不到我们去操心。

图1 集装箱的装卸过程（图片来源：https://mp.weixin.qq.com/s/lQBPR0ghZqaA12rdAPtgBg）

水平运输设备在传统港口码头中主要由司机驾驶的集卡车负责，这一块也是港口码头的痛点。港口码头运营方嫌弃司机难招、工资越来越高但效率却没有提高。司机嫌弃港口码头开车轮班倒、折返跑、没机会欣赏沿途风景。针对这个痛点，荷兰鹿特丹港ETC-Delta码头在1993年使用了无人的自动引导运输车（Automatic Guided Vehicle，AGV）替换有人驾驶集卡车。

AGV长得特别像一个平板车，如图2所示。在港口码头场景中，AGV常采用磁钉导航方式。这种方式需要按照一定的间隔，在行驶道路的地下提前埋上磁钉，如图3所示。AGV行驶过程通过自身的磁导航传感器接收磁钉信息，从而实现自身相对于路径左右偏差的定位。两磁钉之间的盲区，AGV通常采用角度传感器/惯导来提供航向角度，引导自身正确运行在磁钉与磁钉之间。

磁钉导航（图片来源：http://www.powerlongbattery.cn/2018/65701.html）

经过近三十年的发展，AGV技术已经达到了一个相当成熟的阶段。无论是运行效率、定位精度，还是运行可靠性、稳定性等方面，都达到了一个优秀的工业自动化产品该有的修养。

AGV诞生于欧洲，也在欧洲众多港口码头中得到大面积的推广和应用，继续巩固着欧洲“经济殖民”时代的海外贸易。2017年双双建成的青岛港前湾四期码头（83台）和洋山港四期码头（135台）均是AGV在国内落地的优秀案例。

但是基于AGV的水平运输方案需要在港口码头的地面埋下数万枚磁钉，所以一般适用于港口的新建码头，不太适用于港口旧码头的自动化改造。建成后的港口码头随着使用时间的增加，磁钉也会出现老化等各种问题，刨坑换磁钉是港口码头运营后期不愿但又不得不面对的苦难。如果港口码头建成后想扩建改造，这个改造代价也是经济下行状态下的欧洲大部分港口经济不可承受之重。

以前AGV的痛点可能只能咬牙接受，因为没有更好的解决方案可以替代。但当时间来到了2015年，部分人称之为自动驾驶元年的年份。大学教授、外企高管纷纷主动离开自己的舒适圈，投入到浪漫而又无情的自动驾驶创业中。也是从那一年之后，港口场景被自动驾驶技术盯上，如猎豹看上的兔子，志在必得。

很多人可能想不到，国内最早启动港口自动驾驶项目的竟然是上汽。2017年年初，上汽红岩的自动驾驶卡车项目立项。并于当年12月，在上海洋山深水港四期投入14辆“5G+L4”智能重卡，并实现5车编队行驶。上汽无论新能源还是自动驾驶，细究起来，起的都很早，但最后貌似都赶了个晚集。就连专门负责商用车自动驾驶业务的友道智途也是2021年11才成立，真是有钱不怕晚。

针对港口码头水平运输设备的自动驾驶解决方案主要由两种，一种是无人集卡，一种是智能引导运输车（Inteligent Guided Vehicle，IGV）。无人集卡在普通集装箱卡车身上，加装激光雷达、相机、组合导航、计算单元等自动驾驶套件来实现感知、定位、控制和规划等功能，如图4所示。无人集卡因和干线物流自动驾驶场景可以共用商用车底盘等硬件，也被赋予了自动驾驶卡车车规登陆战“先遣队”的重任。

IGV和AGV长得特别像，只是不再使用磁钉循迹方案，而是加装了和集卡一样的感知和定位传感器来实现自动驾驶功能，如图5所示。长得可能还是一个工业自动化产品的样子，但已经换成了自动驾驶的“芯”。IGV我一直觉得特别符合模块化的思想，在上面搭载不同的车厢组件就可以成为不同的用途的车型。等到真无人到来的时候，不知道干线物流上会不会出现这种无车头的车型。

无人集卡或是IGV相比AGV来说，平均成本降低30%~60%。并且对基础设施无特殊要求。单车故障不会影响系统整体运行，成了港口旧码头改造、新码头建造的首选方案。无人集卡或是IGV作为自动驾驶的典型产品已经陆续进驻国内各大港口，个别已经开启大规模运营，大部分还处于小规模验证阶段。

二、港口的难点在于业务逻辑，而承载业务逻辑功能实现的是码头的各种平台。在这个封闭的简单场景里，单车没那么智能、也不需要那么智能。单车只要保证准确的定位和简单的障碍物识别，不需要做感知预测，也不需要进行决策规划，这怎么看都不算是一个完整的自动驾驶产品。

这种观点其实表达了当前部分港口自动驾驶发展的一个现状：“重平台智能、轻单车智能”。

重平台智能是港口一直以来的优良传统，作为汇集了众多动态要素的一个作战单位，作为一个视效率为生命的铁血军团，没有一个优秀的指挥官很容易鸡飞狗跳。想象一个场景：当一艘装载了成千上万个集装箱的货船即将抵港，停在哪个泊位合适，哪些岸桥负责卸船、集装箱卸载顺序、哪些水平运输设备参与转运、集装箱堆场摆放位置等等，这些如果没有个总指挥统筹，可能不至于乱成一锅粥，但整体的作业效率肯定不高。

而在港口大大小小的平台中，码头生产作业系统（Terminal Operation System，TOS）无疑是最耀眼的那颗星。TOS作为港口生产的核心软件，其统筹集装箱的装卸，配载，堆场，疏港等作业计划，又被称为港口的“大脑”，直接影响着港口作业的效率，安全，成本。可以称得上是港口自动化升级过程的巅峰之作。

而在无人集卡、IGV等成为水平运输设备队伍里的宠儿之后，如何高效管理这些长了眼睛、大脑的无人车成为摆在港口码头运营面前的甜蜜烦恼。重平台智能的思维再次发挥了至关重要的作用，而继承这一思想的优秀产物便是VMS（Vehicle Management System，车队管理系统），各家对这一产物的叫法略有不同，后统一以VMS指代。

VMS担负上达天听（TOS），下体民情（无人集卡或IGV）的重任。VMS从TOS下达的码头生产作业任务中，分解出集装箱的水平搬运任务，并自动向无人集卡或IGV下达作业指令，从而实现最优化地分配和调度无人集卡或IGV去执行运输任务。VMS的具体职责包括：设备管理、作业任务管理、路径规划下发、行驶指令下发、对位管理等。

在这样的背景下，无人集卡或IGV就像是还没有独立行为能力的孩童，日常三餐、休息睡觉，都由VMS这个父母安排好。而自己要做的可能就是在父母的监督下把饭吃好，把路走好。这的确也是目前无人集卡或IGV在部分港口码头的一个现状，单车整体表现比较木讷。

面对前方行驶路径上出现的障碍物，无人集卡或IGV不是特别需要识别障碍物是猫是狗，障碍物有何运动趋势，只需要死等直至障碍物主动离开。除非VMS下发新的变道任务及变道路径，或远程驾驶调度员接管并进行远程驾驶。无人集卡或IGV虽然也有不逊于干线物流自动驾驶卡车的传感器配置，但她的四五个激光雷达主要用来进行辅助定位和障碍物有无检测，她的七八个摄像头主要用来进行远程测试或远程控制。

但是襁褓中的孩子终究要长大，“重平台智能、轻单车智能”能让100台无人集卡或IGV在岸桥和堆场之间有条不紊的跑起来，可以向港口码头运营方证明自动驾驶技术在港口内是行得通的，政治方向是正确的。但这种策略很难满足港口码头运营方的真正需求“降本增效”，毕竟老司机眼里可容不下“龟速”一样的前车，也不会被一块临时的锥桶困在原地。

所以当前的“重平台智能、轻单车智能”只是落地的第一步，“重平台智能、重单车智能”必将在第二阶段承担起“增效的重任”，这也是港口自动驾驶亟需进步的地方。

三、为什么各种政策里都将自动驾驶和智能港口两个场景区分开？

远的不提，就拿科技部2022年8月15日公布的《关于支持建设新一代人工智能示范应用场景的通知》来说，下简称《通知》。《通知》的目标打造形成一批可复制、可推广的标杆型人工智能示范应用场景，并明确了首批支持建设的十个示范应用场景，其中两个就是智能港口和自动驾驶。你没有看错，科技部将智能港口和自动驾驶列为同一层级的场景。

《通知》对智能港口场景的描述如下：针对港口大型码头泊位、岸桥管理以及堆场、配载调度等关键业务环节，运用智能化码头机械、数字孪生集成生产时空管控系统等关键技术，开展船舶自动配载、自动作业路径及泊位计划优化、水平运输车辆及新型轨道交通设备的协同调度、智能堆场选位等场景应用，形成覆盖码头运作、运行监测与设备健康管理的智能化解决方案，打造世界一流水平的超大型智能港口。

《通知》对自动驾驶场景的描述如下：针对自动驾驶从特定道路向常规道路进一步拓展需求，运用车端与路端传感器融合的高准确环境感知与超视距信息共享、车路云一体化的协同决策与控制等关键技术，开展交叉路口、环岛、匝道等复杂行车条件下自动驾驶场景示范应用，推动高速公路无人物流、高级别自动驾驶汽车、智能网联公交车、自主代客泊车等场景发展。

所以在官方眼里，智能港口和自动驾驶都是人工智能技术的典型应用场景，港口强调的是协同调度，智能选位，自动驾驶强调的是融合感知、协同决策与控制。其实这并不矛盾，港口是人工智能落地的一个综合场景，既包括水平运输环节的自动驾驶，还包括所有工程设备的协同调度、智能理货、智慧闸口等。

且自动驾驶应用的水平运输这个环节，放在整个港口的来说，重要但分量没那么重。毕竟100台无人集卡或IGV加起来的采购成本可能仅占全新智慧化码头投资的1/30。但在干线物流、Robobus等自动驾驶场景中，如果走单车智能的方案，自动驾驶车辆就是全部的家当。

四、写在最后

港口作为自动驾驶的典型应用场景，其实争议不大。但业界其实一直好奇，随着自动驾驶在港口的大规模落地，真正的降本增效成果如何？是赔本赚吆喝，还是闷声发大财？

审核编辑 ：李倩