5G hiện ghi nhận tốc độ phát triển thần tốc, cũng như độ phủ sóng rộng rãi. Ứng dụng 5G cùng các giải pháp AI, IoT, Cloud vào cảng thông minh Thiên Tân, Trung Quốc là minh chứng rõ rệt cho những ảnh hưởng tích cực vào hoạt động cảng, mắt xích quan trọng của tốc độ cung ứng trên toàn thế giới.
Hoạt động cảng trước nay luôn là trung tâm của kết nối giao thương và hậu cần, giữ mắt xích quan trọng cho cả quá trình vận hành trên toàn cầu, khi là nơi xuất và nhập khẩu hàng hoá. Sự vận hành này đóng góp không nhỏ vào hoạt động thương mại toàn cầu. Hoạt động cảng càng hiệu quả thì nền kinh tế càng phát triển, tạo động lực thúc đẩy tăng tốc thương mại quốc tế và khu vực. Hiện nay, cảng biển đang trải qua quá trình số hoá khi tự động hoá bằng giải pháp của 5G, AI và Cloud đang lần lượt được ứng dụng mạnh mẽ, giúp giải quyết không ít các vấn đề tiền nhiệm trước đây ở mô hình cũ.
Hoạt động tại cảng truyền thống trước khi có 5G
Mô hình hoạt động cảng biển điển hình thường chỉ giải quyết các chuyến tàu xuất – nhập hàng, các hoạt động ven bờ, vận tải ngang (horizontal transport – hoạt động vận chuyển hàng hoá đến những nơi khác nhau ngay trong cảng), hoạt động kho bãi, vận chuyển thủ công đầu kéo-rơ-moóc và các hoạt động tại cổng. Trong đó, vận chuyển ngang, tức là vận chuyển hàng hoá trong cảng, từ lúc nhập hàng đến kho bãi, và từ kho bãi đến khi xuất hàng là một trong những bước quan trọng trong hiệu quả hoạt động tại đây.
Với mô hình hoạt động truyền thống, quy trình vận chuyển hàng hoá trong cảng bắt gặp ba thách thức lớn: môi trường làm việc khắc nghiệt, khó đảm bảo an toàn cho người lái và hiệu quả kém từ việc điều khiển thủ công, cụ thể để hạ tải một con tàu 12.000 TEU cần hơn 4 ngày để hoàn thành.
Huawei đã cùng các đối tác xây dựng một hệ thống giao thông vận chuyển thông minh với sự kết hợp của giải pháp 5G và điều phối tập trung dựa trên Cloud, tại nhà ga của Khu C trong Khu vực Cảng Bắc Giang thuộc Cảng Thiên Tân. Dự án ghi nhận hiệu quả tổng quan mạnh mẽ, đạt cấp độ 4, cho phép 76 IGV trong nhóm cộng tác hiệu quả với nhau mà không cần chú ý đến sự di chuyển của xe. Tuy nhiên, trong mô hình này, con người có thể can thiệp đến quá trình lái nếu có bất kì trường hợp nào xảy ra.
Bên cạnh đó, cảng cũng ghi nhận việc ứng dụng 5G và các giải pháp khác để tự động hoá không chỉ không chỉ giải quyết được 3 thách thức lớn nêu trên, mà còn mang lại thêm 5 lợi thế hiệu quả trong quá trình vận hành: kế hoạch tổng quan được lập trình sẵn, định vị chính xác, hệ thống xe vận hành thông minh đơn giản hoá quá trình hoạt động và vận hành, mang lại chi phí hiệu quả và dễ dàng quảng bá
5G – yếu tố chính cho hoạt động hiệu quả – an toàn tại cảng thông minh Thiên Tân
Đầu tiên, chìa khóa cho sự vận hành phương tiện số lượng lẫn khối lượng lớn một cách an toàn và hiệu quả là thiết lập kế hoạch di chuyển tổng quan. Tại cảng Thiên Tân, Huawei cùng các đối tác thiết kế một thuật toán riêng dựa trên động cơ học của xe, đảm bảo rằng các phương tiện luôn đi chính xác trên cung đường riêng chuyên biệt. Điều này cho phép nhiều xe tự hành IGV (Intelligent guided vehicle – xe tự vận hành được sử dụng trong các nhà kho thông mình) hoạt động lần lượt một cách suôn sẻ dù cho đang di chuyển theo một hướng hay cả hai hướng. Bên cạnh đó, tính năng lập kế hoạch đường đi ngắn cũng được thiết lập sẵn trên đám mây, đáp ứng vô số hoạt động của thiết bị đầu cuối và điều chỉnh nhiệm vụ trong thời gian thực.
Bên cạnh đó, để định vị chính xác tất cả phương tiện di chuyển trong cảng, Huawei cùng các đối tác đã ứng dụng bản đồ BeiDou, 5G và HD vào việc cài đặt hai bên cung đường, điều chỉnh ở cấp độ chính xác cao nhằm hỗ trợ phát hiện tình hình của các xe tự hành. Khi giải pháp được đưa vào thử nghiệm lần đầu tiên, đã cho ra kết quả chính xác đến 90%, đồng thời ghi nhận hiệu quả hoạt động đáng kể ngay khi đi vào thực tiễn.
Thứ ba, sự phát triển của nền tảng lái xe thông minh MDC của Huawei đã nâng cấp chất lượng của các xe vận chuyển, mang đến sự đảm bảo ở mọi cấp độ bao gồm khả năng tính toán tối ưu và tuổi thọ lâu dài. Nhờ vào việc cung cấp phần cứng được tiêu chuẩn hoá, điều này không chỉ đơn giản hoá quá trình O&M (Operation & Maintenance – điều hành và bảo trì thiết bị) của hệ thống xe vận chuyển tại bãi, mà còn tối ưu hoá về chi phí cho cảng.
Song song đó, sự tích hợp hệ thống cốt lõi cũng mang đến nhiều lợi ích không nhỏ cho hoạt động tại cảng. Ngoài các hệ thống dịch vụ lõi như TOS, hệ thống vận tải ngang thông minh của Huawei có thể nhanh chóng kết nối với các hệ thống dịch vụ ngoại vi khác. Với thuật toán điều phối nguồn điện thông minh của Huawei, các xe tự hành được sạc vào thời điểm tốt nhất có thể, tránh làm gián đoạn các dịch vụ của đội. Hoặc, sử dụng thuật toán điều phối giao lộ thông minh của Huawei, các cổng có thể cài đặt trước các chính sách giao thông tại giao lộ để đảm bảo xe đầu kéo và xe tải tự động có thể tiếp cận thích hợp.
Cuối cùng, tính năng tách phương tiện đám mây được thông qua một hệ sinh thái mở mang đến giải pháp hỗ trợ một loạt các mô hình phương tiện lái xe thông minh, giúp hiệu quả hơn về mặt chi phí, đồng thời điều khiển dễ dàng hơn.
Trong trường hợp xe tự hành xảy ra lỗi, hệ thống sẽ lập tức thông báo đến các bộ phận điều hành từ xa. Đối với mô hình truyền thống thông thường, tỉ lệ tiếp quản thông tin nằm trong khoảng 5-6% nhưng với giải pháp cảng thông minh, thực tế tại cảng Thiên Tân, tỉ lệ này đã được giảm xuống thấp hơn 0,1%. Điều này củng cố cho sự an toàn của các hoạt động vận hành tại cảng
Huawei cùng các đối tác cũng đặt ra các kịch bản khi kết nối mạng bị ngắt bất ngờ. Thông thường, kịch bản này được xem là xấu nhất bởi các xe tự hành hoạt động dựa trên độ phủ sóng mạng 5G nhưng với Huawei, kế hoạch đường đi ngắn năng động đã được thiết lập sẵn trên đám mây, đảm bảo rằng các đường dẫn xe tự hành không bao giờ cắt nhau, ngăn chặn xung đột ngay cả khi mạng bị ngắt kết nối đột ngột.
5G phủ sóng mạnh mẽ trên hoạt động cảng
Bên cạnh cảng Thiên Tân, một số cảng biển 5G cũng ghi nhận những thành công đáng kể trên toàn cầu có thể kể đến như cảng Ningbo-Zhoushan (Trung Quốc), cảng Quingdao (Trung Quốc) cảng Livorno (Ý), cảng đường sắt Fényeslitke Hungary đầu tiên ở Châu Âu.
Cảng biển Qingdao có tần suất nhập – xuất hàng ngoại và nội địa cũng như dịch vụ hành khách đứng thứ 8 trên thế giới và thứ 5 tại Trung Quốc. Tại đây đã triển khai giải pháp Huawei 5G MEC, thiết lập lịch trình cụ thể cho từng hoạt động tại cảng thông qua trung tâm điều khiển từ xa. Qua hệ thống mới này, các container sẽ được dịch chuyển, quét để kiểm tra bằng máy móc tự động, sau đó được đưa lên những chiếc xe tải không người lái vận chuyển đi. Thông qua giải pháp này, chi phí lao động tại cảng ghi nhận giảm thiểu đến 70%, trong khi hiệu suất tăng 30% bởi được duy trì vận hành cả ngày lẫn đêm.
Trong khi đó, cảng Ningbo-Zhoushan, một trong những cảng trung tâm chính ở Trung Quốc, chuyên vận chuyển container và quặng sắt, dầu thô lớn nhất quốc gia. Nhằm giải quyết áp lực lớn về chi phí và hiệu suất, cảng đã đưa giải pháp 5G, AI, đám mây vào hệ thống điều khiển. Sự tham gia của 5G trong cuộc chơi này đã giúp cảng Ningbo tăng hiệu suất xử lý tình huống lên 20%, giảm 50% chi phí tài nguyên, đồng thời giải quyết được vấn đề về môi trường, và tăng cường đảm bảo an toàn cho người lao động.
Với sự phát triển mạnh mẽ của 5G, không chỉ Huawei mà nhiều đối tác trong ngành cũng đang tăng tốc, đẩy mạnh triển khai ứng dụng 5G vào các hoạt động sản xuất, vận hành, quản lý nhằm mục tiêu tối ưu chi phí và cải thiện chất lượng.
