基于多模数据融合+计算机视觉的岸桥智能管控系统产学研融合应用案例

　　总体介绍

　　我国港口吞吐量连续多年位居世界第一，已成为世界航运第一大国和世界造船第一大国，北部湾港依托平陆运河“黄金水道”效应，预计2030年集装箱吞吐量将突破1500万标箱，居全国沿海港口增速前列。广西壮族自治区政府通过《广西大力发展向海经济建设海洋强区三年行动计划(2023-2025 年)》明确将智慧港口列为重点任务，提出建设“港口大脑”、推广自动化码头技术，目标到2025年向海经济生产总值达7000亿元、占全区GDP的25%。

　　智能港口集装箱岸桥模型及现场示例图

　　在此背景下，本案例针对传统岸桥作业人工依赖度高、安全风险突出、运维效率低下、系统协同不足的行业痛点，由广西钦州保税港区宏港码头有限公司与北部湾大学发挥产学研协同优势联合打造，以多模数据融合与计算机视觉技术为核心，构建覆盖作业区域人员检测、中转平台箱锁识别、吊具3D可视化、OCR智能理货的全流程岸桥AI 数智管控系统。项目创新采用“三明治”分层架构打通数据采集、工控感知与决策支撑全链条，依托异构数据融合建模、AI视觉动态增强、数字孪生实时推演三大核心技术，实现岸桥作业安全管控、设备运维、流程协同的全方位智能化升级，通过资源互补、技术共建、人才共育的深度合作模式，形成兼具技术先进性与工程实用性的 “北部湾方案”，已在北部湾港钦州自动化集装箱码头成功落地应用，为港口行业智能化转型提供可复制、可推广的产学研融合范本。

　　二、主要做法

　　1.共建创新平台，构建协同研发体系

　　双方联合组建钦州市先进测控与智能机器人重点实验室、钦州市自动化码头技术创新中心，共享实验设备、作业场景与数据资源，建立“企业提出需求、高校攻关技术、联合验证应用”的闭环研发机制。宏港码头提供真实岸桥作业场景、设备资源及全流程运营数据，明确技术落地的工程化要求;北部湾大学组建由副教授、博士领衔的研发团队，聚焦核心算法与关键技术研发，攻克多源异构数据融合、复杂环境下目标检测、数字孪生建模等技术难题，形成“理论研究-技术开发-工程应用-迭代优化”的协同创新链条。

　　双方针对自动化港口建设，设立了自动控制原理实验室、检测技术及传感器实验室、先进控制实验室、电气控制PLC实验室、智能物联实验室、电力电子技术实验室、嵌入式创新实验室和机器人应用实验实训室在内的多个专业实验室，总面积达1200平方米。

　　北部湾大学依托自动控制原理实验室、检测技术及传感器实验室、先进控制实验室等八大专业化实验平台，构建了覆盖“感知-决策-执行-运维”全链条的港口智能化技术验证体系。工业级硬件设施中西门子PLC控制平台、多光谱成像仪、NVIDIA DGX强化学习集群、六轴协作机械臂与研究基础中多模态传感融合，可为宏港码头的核心需求提供了精准支撑。

　　2.聚焦核心技术，打造全场景智能系统

　　项目构建“四层协同”技术架构，实现岸桥作业全流程智能化覆盖：

　　作业区域人员检测系统复用现有摄像头资源并新增物联网传感器阵列，创新应用“动态虚拟围栏”技术，依据吊具运行轨迹自动调整警戒范围，结合北部湾大学优化的目标检测算法，精准识别危险区域闯入人员，检测结果实时同步至操作界面。

　　作业区域人员检测实例

　　中转平台视觉箱锁检测系统采用20台200万像素工业相机，融合基于Retinex理论的图像去雾算法、自适应直方图均衡化技术与改进YOLOv3目标检测算法，实现集装箱箱锁实时捕捉与高精度识别，通过专属交互接口与岸桥控制系统联动，实现漏摘箱流转阻断。

　　吊具3D可视化系统构建高保真三维数字孪生模型，集成多源传感器实时数据，结合知识图谱技术建立关键部件数字档案，支持多视角剖视分析与历史工况高精度回溯，基于5G技术与云服务架构实现故障预测与远程维护。

　　国内首创OCR智能理货系统创新采用“双相机全功能覆盖”架构，集成1600万像素滑轨相机组与激光雷达，结合轨迹预测算法与“多光谱融合+深度学习”的OCR/OFR识别模型，攻克强光、雨雾等复杂环境下集装箱信息识别难题，实现箱号、ISO代码、铅封信息等精准识别。

　　3.创新协同机制，打破系统数据壁垒

　　构建数据互通与模块化联动两大核心机制，打通岸桥整机系统数据壁垒，实现设备状态、作业数据、预警信息的全维度共享。系统采用模块化设计，各子系统可独立部署或灵活联动，OCR系统识别出危险品集装箱时同步触发箱锁检测系统告警等级提升与人员检测系统警戒范围扩大，人员闯入风险区域时结合吊具可视化系统设备状态数据自动升级告警等级，通过声光报警、短信通知、网端推送多渠道同步提醒，大幅提升安全响应效率。该协同模式基于标准化接口与适配层设计，具备极强的可复制性与行业推广性，可快速适配不同港口的作业场景与设备配置。

　　4.深化人才共育，夯实创新人才基础

　　双方共建校外实践教学基地与产学研合作平台，北部湾大学定向培养港口人工智能、智能控制等领域复合型人才，为项目输送硕士研究生与技术骨干，在项目实施期间吸纳6名应届高校毕业生，培养2名技术人员晋升中级职称。组建由企业高级工程师与高校副教授、博士组成的核心研发团队，形成“研发-应用-反馈-优化”的人才协同成长机制，让团队成员在技术攻关过程中积累的工程经验反哺高校教学实践，提升人才培养的针对性与实用性，为行业持续输送兼具理论功底与实践能力的专业人才。

　　(三)取得成效

　　1.经济效益显著，降本增效成果突出

　　项目落地后年节约人力支出约150万元，减少设备运维成本超80万元，岸桥作业效率提升10%以上，年度新增作业量15万TEU，直接带动港口吞吐量增长。系统硬件可复用现有设备资源，滑轨式OCR智能理货系统较传统方案减少相机数量，降低设备采购成本30%，形成国产化替代优势，打破国外技术在港口高端装备市场的垄断，为港口企业提供高性价比的智能化改造方案。

　　2.安全保障升级，运营风险大幅降低

　　实现岸桥作业“零安全事故”目标，作业区域危险预警准确率提升至99.7%，安全事故直接经济损失下降95%，吊具故障发生率减少30%，设备运行稳定性显著提升。“动态虚拟围栏”技术与多渠道预警机制从源头规避人员安全风险，箱锁检测系统彻底避免因箱锁未摘引发的设备故障与作业延误，吊具3D可视化系统实现故障精准定位与预测性维护，大幅降低运营风险与事故损失。

　　3.技术成果丰硕，行业影响力持续提升

　　项目荣获2025年度中国交通运输协会“交通与物流领域创新典型案例”、2024年度广西交通运输科技创新典型案例等4项省部级以上荣誉，累计获授权专利2项(有多项正在受理中)、软件著作权1项。形成的“北部湾方案”初步推广于北部湾港三港区，项目所设计的系统成功入选钦州市“数据要素×(人工智能+)”应用场景典型案例，技术成果通过行业验证，具备广泛的推广价值，有望向东盟港口输出，助力“中国智造”技术与装备走向国际，服务“一带一路”沿线港口智能化建设。

　　4.产学研模式成熟，示范效应前景广阔

　　构建的“平台共建、技术共研、人才共育、成果共享”产学研融合模式，为智慧港口领域技术创新提供范例。项目的成功实施带动上下游产业链协同发展，促进硬件制造、软件开发、港口服务等相关产业升级，形成以岸桥智能管控系统为核心的产业生态链，推动行业整体技术水平提升。