5G技术在智慧港口中的创新应用

窦 永，栾文轩

（山东港口烟台港集团有限公司，山东 烟台 264000）

1 5G技术在智慧港口建设中的作用

1.1 提升信息传输速率

在现代物流中，企业需要在最短时间内获取大量数据并进行分析，以确保物流系统的高效运作。其中，数据传输速率是一个重要的因素。传统的移动通信技术，如2G、3G、4G技术等，虽然也能够完成数据传输，但传输速率相比起5G技术依然存在较大的差距。5G技术具有超高的传输速率，能够让物流从“物”走向“信息”，带来革命性的变革。5G技术支持大容量、高速率、低延迟的数据传输，可以提供稳定的网络连接，使得大规模数据的传输更加快捷和稳定，极大地提升了物流信息化的水平，进一步降低了物流成本[1]。

1.2 提升智能化水平

5G技术作为万物互连的核心技术，将为港口物流和运营管理提供更多的数据来源和更多的信息技术支持，使得港口运营更加智能、高效、可靠。比如，5G技术可以通过高精度定位，实现货物的精准定位、跟踪和监管，提升港口运作的效率和安全性。此外，在大规模的物流场景下5G技术的部署将有助于提升管理智能化程度，例如，可以在全球范围内管理、监控、调度各类物流设施、设备，应用各种优化和智能算法，这些技术将使得物流行业整体效率有了极大的提升[2]。

1.3 实现远程控制

在智慧港口中，大量机械设备需要对运营人员的指令进行响应和控制。传统的控制方式一般是应用有线或局域网技术实现控制，但是在某些情况下，这种方式不仅耗费资源且操作不够灵活。而5G技术作为一种高速率、低时延、高可靠的通信技术，可以实现远程控制智能化设备，让设备的状态和运行数据实时传输，提高了港口物流运营的效率。

1.4 驱动物联网产业发展

物联网技术作为智慧港口的关键技术，已经成为应对快速增长的物流需求和可持续发展的重要手段。但要实现物流的变革，必须有一个完整的生态系统来支撑。在这个生态系统中，5G技术作为智慧港口的核心技术，可以为整个物联网产业的发展提供决定性的推动作用。由于5G技术具有高速率、高可靠性和低延迟等优势，因此其可以广泛应用于智慧物流中，实现无缝连接和整合。随着物联网的不断普及和发展，各种终端设备日益增多，而5G技术的介入，将会大大促进物联网终端设备的智能化发展，从而推动智慧港口建设的发展和智能物流产业的发展[3]。

综上所述，5G技术在智慧港口中的作用是多重的，包括提升信息传输速率、提升智能化水平、实现远程控制和驱动物联网产业发展等。只有将5G技术作为智慧港口的核心技术，港口运营才能在基础设施和管理水平上实现整体升级，更好地适应物流市场和经济体制的变化，以达到智慧港口和可持续发展的目的。

2 5G技术在智慧港口中应用要面临的困难

2.1 网络安全问题

5G技术的应用可以使得智慧港口中的各种终端设备实现高速、低时延地传输数据，并且可以提供更稳定、更可靠的数据链接。在这样的发展背景下，网络安全问题也日益受到人们的重视[4]。

对于智慧港口而言，一旦网络安全发生问题将对整个港口的运行造成严重的影响。一些不法分子可能会利用技术手段对港口网络进行攻击，严重时甚至会导致整个港口系统瘫痪或者数据遭受泄露。因此，智慧港口必须加强网络安全管理，建立完善的网络安全保障体系，可以从技术安全、管理安全等多方面入手，为智慧港口的安全发展保障。

港口要加强管理与监控。对智慧港口通信网络需要采用加密、身份验证以及访问控制等安全措施，通过网络协议和软件架构保证网络的机密性、完整性和可用性。应采用登录、审计、威胁检测、网络监控等安全措施。还应使用硬件防护方法，如芯片加密、口令加密和数字签名等，对终端进行加密保护。此外，应用智能隔离、安全协议和防火墙等安全技术，确保传输信道的安全。

2.2 设备兼容性问题

5G技术的应用需要各种终端设备的支持，这就要求设备在协议标准、接口、软件应用等方面兼容，以实现各种系统的协同工作和互操作。智慧港口中有多种设备，且来自不同的设备厂商，因此设备的兼容性问题较为复杂。

在智慧港口项目实施前，需要对设备进行全面的测试，以便能够发现问题并进行针对性的解决。否则，在智慧港口系统运行过程中，可能会存在设备无法兼容、信息无法传递等问题，导致整个系统的瘫痪或者数据的不准确，从而对港口的运行产生影响[5]。

智慧港口要建立统一的技术标准，增加设备间的互通性。在设备的选型设计时，要有谨慎的态度，选择可以与未来的设备兼容的设备。

2.3 成本问题

运用5G技术的需要建设庞大的网络基础设施，如基站、小区核心网等，这些设施的建设和维护都需要巨大的资金支持。对于一些财力有限的港口企业而言，其智慧港口建设资金有限，难以支撑5G技术建设成本。

对此可以利用开源软件和硬件来开发多种智慧港口工业控制系统，这样可以显著降低智慧港口系统的成本。与此同时，还可以建立一个智慧港口应用共享平台，使不同物流公司能够共享重量等信息，以减少运输和贮存所需的时间，并提高港口运输的透明度和效率。

除了基础设施成本，5G通信设备也需要更高的制造和维护成本。这导致5G技术的应用对于小型港口企业来说普及缓慢，大型港口企业则需要在运营成本上增加更多的投入，对企业带来不少的经济负担。因此，降低成本是智慧港口完善5G技术的重要任务之一，需要在技术应用优化、经济合理等方面进行探索[6]。

3 5G技术在智慧港口中的创新应用策略

3.1 5G技术应用于港口物流管理

3.1.1 物流信息追踪

传统港口物流信息采集主要依赖传感器、RFID等技术进行，但这些技术都存在一定的局限性，如传感器需安装在货箱上，且需定时充电，RFID需要刷卡才能进行物品的识别。而5G技术具有高速、高带宽、低延迟的特点，可以全方位、高精度、实时和无死角的物流信息跟踪和监控。因此，引入5G技术可大幅提高物流信息采集的效率和准确性，进而优化物流链条，提升整个港口物流管理的效率和效益。

3.1.2 智能仓储管理

5G技术的高速、高带宽、低延迟的特点，为港口物流管理提供了更广阔的发展空间。在港口的仓储管理中，应用5G技术可实现对仓储物品的信息采集、实时监控和定位追踪，增强能效管理、预警和动态调度等功能。将5G技术与大数据、人工智能相结合，可完善港口的仓储智能管理系统，提高货物管理的效率和准确性。

3.2 5G技术应用于港口运输建设

3.2.1 智慧码头装卸

目前，很多港口的装卸操作工作仍采用人工操作，效率较低、安全问题较多。而5G技术可为智慧港口的装卸操作提供智能化方案。例如，利用5G技术和机器视觉技术，可实现自动化的无人值守装卸作业和安全监控，大幅提高运输效率，同时减少人为错误操作，提高安全性[7]。

3.2.2 路况实时监控

港口运输路段的交通状况复杂多变，交通拥堵等问题经常出现，给港口运输带来不便。应用5G技术可实现路况信息的高效采集和实时传输，这对于准确把握港口运输路况、提高运输效率非常有帮助。利用5G技术实现路况实时监控，呈现实时的港口道路交通状况，为整个港口运输的调度工作提供重要的信息支持，同时提供更好的出行体验。

3.3 5G技术应用于港口安全管理

3.3.1 安全监控系统

港口作为物流交通枢纽，其安全管理非常关键。目前，部分老旧港口在安全监控方面存在盲区和视野死角，而引入5G技术可利用其高带宽、低延迟的优势，进行宽带视频监控，将视频流实时传输到监视中心，提高对港口状况的实时监测，实现港口安全监测无缝衔接和远程操作，以保证货物和人员的安全，避免发生意外事件。

应用5G技术可以建立高精度定位系统，实现对港口区域和港口车辆的精准定位。这不仅有助于追踪港口的运输情况，还能及时发现异常情况和安全隐患。同时，无人驾驶技术也将成为智慧港口建设的重要组成部分。借助5G技术提供的无缝连通信号和智能识别技术的数据分析，可以实现对港口区域内不规则行为的预警和实时监控。比如危险品运输、侵入警戒区域等情况，这将大大降低港口危险事件的发生率，保障港口的安全[8]。

3.3.2 智慧灾害管理

港口周围的气候环境和海洋气候变化多端，台风、海啸、暴雨等灾害随时可能发生。而5G技术具有高速通信和实时控制特性，可实现智慧灾害管理，为港口的灾害疏散和应急救援提供技术支持。

3.4 5G技术应用于港口智慧服务

3.4.1 智能导航服务

由于港口内交通复杂、道路宽度不一、标识标线繁杂，容易使驾驶员迷失方向而造成停机时间和成本的浪费。然而，智能导航结合5G技术提供的实时高清地图和路况实时预警等功能，可以为驾驶员提供实时高温航行畅通的信息，让他们准确判断方向并能够更快地到达目的地，避免在港口范围内乱转，减少等待时间。

3.4.2 智能客服系统

在逐渐数字化和智能化的今天，客服不再是喊麦、耳麦等传统工具的简单积累，而是通过不断创新和变革，提供高效、人性化、多元化的服务。当港口物流出现问题时，过去驾驶员、港口工作人员会长时间处于等待状态，这不仅浪费了时间，也造成了情绪上的困扰。然而，通过5G技术的及时响应和智能化服务，我们可以为客户提供智能、人性化的解决方案，提高服务质量并改善用户体验。这种趋势将成为未来智慧港口发展的必然。

4 结束语

总的来说，5G技术的创新应用是未来智慧港口发展的必要条件。作为一个高度依赖信息科技的行业，港口需要5G技术，实现更高效的运营、更智能的管理和更安全的保障。同时，5G技术将带来更多的变革，需要港口企业不断学习与创新以适应市场需求，不断提升港口的竞争力。