20 декабря 2024 г.
Ознакомьтесь с примерами интеллектуальных портов, демонстрирующими, как компьютерное зрение повышает безопасность, оптимизирует обработку грузов, улучшает навигацию и пересматривает управление портом.
Поскольку более 90 % товаров перевозится по морю, порты являются важнейшими центрами мировой торговли. Они служат жизненно важными связующими звеньями между сушей и морем. Порты часто переправляют ценные грузы, такие как сырье, промышленные товары и потребительские товары, что делает их ключевыми в международной цепочке поставок.
За прошедшие годы передовые технологии изменили методы работы и управления портами по всему миру. Эти инновации сделали управление портами быстрее, безопаснее и надежнее. Последние инновации в портах часто связаны с искусственным интеллектом (ИИ).
В частности, компьютерное зрение (КЗ), подмножество ИИ, делает огромные шаги в портовых операциях. ИИ зрения позволяет компьютерным системам видеть и понимать визуальную информацию в режиме реального времени. Анализируя изображения и видео, модели компьютерного зрения, такие как Ultralytics YOLO11, позволяют выявлять закономерности, обнаруживать объекты и отслеживать перемещения в режиме реального времени. Анализ изображений позволяет повысить эффективность и точность операций, что открывает широкие возможности для управления портами.
Например, Роттердамский порт, крупнейший морской порт в Европе, использует системы компьютерного зрения для оптимизации графиков технического обслуживания. Их системы на базе искусственного интеллекта используют видеомониторинг в реальном времени, чтобы следить за судами и портовым оборудованием, помогая портовым работникам предсказывать, когда потребуется техническое обслуживание. Регулярный мониторинг позволяет продлить срок службы оборудования и сделать работу порта более плавной и быстрой.
В этой статье мы рассмотрим различные примеры интеллектуальных портов, использующих технологию компьютерного зрения. Мы также обсудим преимущества и недостатки использования этой инновации в портах и рассмотрим ее дальнейшие перспективы. Давайте начнем!
Порты ежедневно принимают огромное количество грузов и сталкиваются с такими проблемами, как обеспечение эффективности работы, безопасность работников, уменьшение пробок и борьба с непогодой. Даже часовая задержка может дорого обойтись судоходным компаниям.
Например, существуют расходы, связанные со слишком долгой разгрузкой груза (демередж), слишком долгим удержанием контейнеров после разгрузки (задержание), хранением товаров в порту в течение дополнительного времени (плата за хранение) и поздним прибытием судов (плата за позднее прибытие). Чтобы избежать этих дорогостоящих штрафов, судоходные компании стараются тщательно планировать свои графики, время в пути и работу в порту.
Для управления портовыми операциями и решения этих задач судоходные компании и портовые власти все чаще обращаются к передовым автоматизированным решениям на основе искусственного интеллекта. Что касается компьютерного зрения, то модели зрения могут быть обучены на обширных массивах данных изображений и видеоклипов портовых операций.
Обученные модели можно использовать для таких задач, как обнаружение и отслеживание грузовых контейнеров при их погрузке и разгрузке. Компьютерное зрение также может помочь повысить безопасность в порту, отслеживая сотрудников порта, которые перемещают тяжелые грузовые контейнеры.
Теперь, когда мы поняли, почему технологии искусственного интеллекта и компьютерного зрения важны и ценны в портах, давайте рассмотрим несколько примеров умных портов, демонстрирующих возможности использования компьютерного зрения.
Модели компьютерного зрения, такие как Ultralytics YOLO11 и Ultralytics YOLOv8, позволяют отслеживать работников и обеспечивать соблюдение протоколов безопасности. Как это работает? И YOLO11, и YOLOv8 поддерживают различные задачи компьютерного зрения, такие как обнаружение объектов, которое идентифицирует и классифицирует объекты на изображении или видео, и отслеживание объектов, которое отслеживает перемещение этих объектов во времени.
Эти задачи можно использовать в различных случаях обеспечения безопасности работников. Хорошим примером является использование обнаружения объектов для обнаружения средств индивидуальной защиты (СИЗ) на сотрудниках порта, таких как каски и жилеты.
Аналогичным образом, интеллектуальные портовые системы, интегрированные с функциями компьютерного зрения, такими как отслеживание объектов , могут использоваться для мониторинга местоположения работников и отслеживания их перемещений в режиме реального времени для обнаружения опасностей и предотвращения несчастных случаев.
Анализируя видеозаписи в реальном времени, модели технического зрения могут выявлять потенциальные опасности, например падающие предметы или работников, входящих в опасные зоны. Система может быть даже настроена на отправку мгновенных предупреждений, если работник случайно заходит в запретную зону или слишком близко подходит к тяжелой технике.
Решения в области компьютерного зрения могут сыграть значительную роль в улучшении морской навигации. Морские системы, интегрированные с компьютерным зрением, передачами автоматической идентификационной системы (AIS) (сигналы с судна, содержащие его идентификационные данные, местоположение, скорость и т. д.) и другими современными датчиками, могут быть использованы для получения информации о местонахождении судна. На основе этих данных система искусственного интеллекта может проложить идеальный маршрут для судна с меньшим количеством пробок и экономией топлива. Эти данные также позволяют команде подготовить порт к таким операциям, как погрузка и разгрузка, без времени ожидания.
Методы компьютерного зрения, такие как обнаружение объектов, могут использоваться портовыми властями для обнаружения и отслеживания объектов в море для обеспечения безопасной навигации. Например, Исследовательский институт залива Мэн в Портленде использует системы камер на основе искусственного интеллекта для навигации и обеспечения безопасности судов. Камеры используют компьютерное зрение для обнаружения кораблей, лодок, буев, людей и других морских опасностей даже ночью или в условиях тумана. Обнаруживая препятствия в море, операторы судов могут избежать аварий и легко ориентироваться.
Перевалка грузов - одна из самых сложных операций в портах из-за использования тяжелой техники и риска падения предметов. Исследования показывают, что более 63 % несчастных случаев в порту происходят во время маневрирования грузов, а также во время погрузочно-разгрузочных работ. Этих несчастных случаев можно избежать, сократив необходимость нахождения работников рядом с контейнерами или тяжелым портовым оборудованием для выполнения таких задач, как чтение этикеток или осмотр повреждений.
Системы технического зрения могут помочь в этом, распознавая этикетки на контейнерах, сканируя их размер, тип, вес, пломбы и место назначения, а также обнаруживая любые структурные повреждения. Интересным примером является контейнерный терминал Пирей (PCT) в Греции. В этом порту используются интегрированные в систему Vision AI камеры для проверки целостности пломб на контейнерах. Система захватывает изображения передней части каждого контейнера во время погрузки или разгрузки. Затем с помощью функции обнаружения объектов на изображениях определяются местонахождение пломб на контейнерах. Если пломба отсутствует или повреждена, подается сигнал тревоги, уведомляющий портовые власти о необходимости проведения дальнейшего расследования.
Задачи обеспечения безопасности и наблюдения в портах требуют постоянного внимания. Для наблюдения за ландшафтом и операциями всего порта требуется огромное количество людей. Даже самый маленький порт в мире, Depoe Bay в штате Орегон, занимает площадь в шесть акров. Огромное пространство и тесно уложенные контейнеры делают практически невозможным круглосуточное наблюдение за портом вручную.
С помощью компьютерного зрения можно контролировать работу портов в нескольких точках доступа и мгновенно обнаруживать любые несанкционированные въезды. Технологии оптического распознавания символов (OCR) и автоматического распознавания номерных знаков (ANPR) позволяют считывать номерные знаки автомобилей, въезжающих и выезжающих из порта, и обнаруживать несанкционированные транспортные средства. Для дополнительного уровня безопасности можно также использовать системы распознавания лиц для перекрестной проверки личности водителей и пассажиров, находящихся в транспортных средствах.
Например, в порту Валенсии (Испания) для контроля безопасности порта используется система компьютерного зрения, состоящая из автономных дронов, 5G-связи и гарнитуры дополненной реальности (AR). Автономные беспилотники регулярно патрулируют порт, а видеозаписи анализируются с помощью систем компьютерного зрения через сеть 5G. Модели компьютерного зрения ищут любые вторжения или подозрительные действия. При обнаружении чего-либо необычного генерируются сигналы тревоги. Используя AR-гарнитуру, сотрудники службы безопасности могут даже взглянуть на зону оповещения, чтобы понять степень серьезности инцидента.
Разливы нефти представляют собой значительную экологическую угрозу, особенно во время погрузочно-разгрузочных портовых операций. Исследования показывают, что около 29 % средних и мелких разливов нефти (7-700 тонн) происходят во время этих работ. Несмотря на то, что эти разливы могут быть плохо заметны и кажутся безобидными, их экологические последствия могут быть серьезными.
Ручной мониторинг таких разливов особенно сложен в больших портовых зонах. Для решения этой проблемы эффективным решением могут стать современные водочувствительные камеры, оснащенные программным обеспечением компьютерного зрения. Анализируя видеозаписи, эти системы могут обнаруживать нефтяные разливы в режиме реального времени, что позволяет оперативно реагировать на них и проводить очистку.
Так, в порту Антверпена, втором по величине порту Европы, для уменьшения последствий разливов нефти используется технология компьютерного зрения. Беспилотники с дистанционным управлением следят за окружающей акваторией. Оснащенные системой компьютерного зрения, эти дроны могут обнаруживать разливы нефти в близлежащих портовых зонах. Это позволяет портовым властям оперативно выявлять и устранять очаги разлива, улучшая тем самым качество воды на побережье.
Использование компьютерного зрения в управлении портом дает множество преимуществ и позволяет находить различные индивидуальные решения для уникальных задач. Вот краткий обзор некоторых из этих преимуществ:
Хотя CV-решения имеют множество преимуществ, их внедрение в порты сопряжено с определенными трудностями. Вот некоторые ограничения, о которых следует помнить:
Согласно отчетам, мировой рынок интеллектуальных портов будет расти впечатляющими темпами (CAGR) в 24,16% в год и достигнет $6,1 млрд к 2033 году. Этот рост обусловлен растущим использованием передовых технологий, таких как искусственный интеллект, компьютерное зрение и Интернет вещей (IoT), в современных портовых операциях. По мере того как порты становятся все более эффективными и умными, компьютерное зрение, вероятно, будет играть важнейшую роль в автоматизации задач, повышении безопасности и эффективности работы.
Ожидается, что в сочетании с такими технологиями, как IoT, блокчейн и большие данные, компьютерное зрение позволит создавать передовые и сложные решения на базе ИИ, такие как отслеживание грузов в режиме реального времени и предиктивное обслуживание портового оборудования. Эти инновации позволят оптимизировать портовые операции и будут способствовать устойчивому развитию за счет оптимизации энергопотребления и сокращения выбросов углекислого газа.
Интегрируя компьютерное зрение в управление портом, мы можем повысить безопасность, эффективность и надежность. Приложения компьютерного зрения могут предложить широкий спектр применений и решить важнейшие задачи в управлении портом - от мониторинга деятельности рабочих до автоматизации сложных задач, таких как обработка грузов и навигация судов.
Тенденция к автоматизации процессов, управляемых искусственным интеллектом, проливает свет на потенциал решений Vision AI. Внедряя эти передовые технологии, порты могут занять лидирующие позиции в мировой морской отрасли, способствуя экономическому росту и экологической устойчивости.
Присоединяйтесь к нашему сообществу и ознакомьтесь с нашим репозиторием GitHub, чтобы узнать больше об искусственном интеллекте. Узнайте о других интересных применениях ИИ в производстве и компьютерного зрения в здравоохранении.
.webp)