اینترنت اشیا در بنادر و کشتی رانی /

اینترنت اشیا در بنادر و کشتی رانی

راهکار پلتفرم اینترنت اشیا در بنادر و کشتی رانی

تعریف پایه برای یک بندر هوشمند، استفاده از اطلاعات موجود و تحلیل ‌‌آن‌ها برای افزایش سرعت و دقت در انجام عملیات بندری است. در چنین بندری راهبران بندر می‌توانند با کمک اطلاعات ثبت ‌شده به ‌صورت دقیق پهلوگیری شناورها را برنامه‌ریزی کنند و در اختیار اپراتورها قرار دهند و یا از محل قرارگیری بار و کانتینر در انبار و محوطه مطلع شوند و در اختیار راننده ‌ها قرار دهند و یا با دریافت اطلاعات لحظه‌ای از عملیات بندری، وضعیت بندر و ترمینال را رصد کنند. همچنین می­توانند وضعیت یک بارنامه یا کانتینر را از هر نقطه‌ای ردگیری کنند. این مثال‌ها نمونه‌ای از کارهای اولیه‌ای است که می‌تواند در یک بندر هوشمند با توجه به استاندارد‌ها صورت پذیرد. امروزه دو بازوی اصلی صنعت حمل‌ونقل دریایی یعنی بنادر و کشتی رانی‌ها و صنایع وابسته به ‌‌آن‌ها، به‌ طور مستمر در حال به‌روزرسانی و هوشمندسازی می‌باشند. زیرساخت‌های صنایع مذکور (مانند کشتی‌ها و بنادر) به فناوری‌های جدید و هوشمند مجهز شده و متناسب با آن مهارت‌های کارکنان در مشاغل مربوطه به ‌طور مستمر از طریق آموزش‌های مورد نیاز افزایش می‌یابد. بي‌شک بهره‌وری هر بخش صنعت ازجمله صنایع دریایی از سه فاکتور اصلی کیفیت خدمات، سرعت خدمات و نیز هزینه‌های تمام‌شده متأثر است.

چالشی که در صنعت کشتی رانی باید مورد خطاب قرار گیرد، توانایی جمع‌آوری داده‌ها بر روی یک زیرساختار (سکوی اینترنت اشیا ) یکسان و تلفیق کردن سیستم‌ها است به طوری که که بتوانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. برای مثال، در مورد تحلیل مصرف سوخت، باید یک سیستم وجود داشته باشد که سرعت و مصرف را نشان دهد و سیستم دیگری که هزینه سفر دریایی از نقطه A به B را محاسبه کند. اما این دو سیستم باید بر روی یک زیرساختار (سکوی اینترنت اشیاء) یکسان باشند.اینترنت اشیاء و حسگرهای هوشمند به سازمان بنادر و دریانوردی به عنوان حاکمیت بندر و اپراتورهای ترمینال کمک می کنند تا بتوانند به صورت موثر ردیابی، پایش، مدیریت کارکرد و پایش وضعیت زیرساخت ها و اماکنی که مدیریت می کنند را داشته باشند.حسگرهایی که در دیوارهای اسکله ای، سطوح جاده ها، خطوط راه آهن و پل‌‌ها تعبیه می شود می توانند داده‌های لحظه ای را در مورد شرایط عملیاتی ‌‌آن‌ها را در لحظه انتقال دهند و در صورت وقوع هر نوع رخداد ‌‌آن‌ها را مطلع نمایند.استفاده از اینترنت اشیا و بهره گیری از حسگرها ضمن هزینه بسیار کم ‌‌آن‌ها، نیاز به بازرسی های سالانه را به شدت کاهش دهد. همچنین داده‌هایی که این حسگرها ارائه می دهند به سازمان بنادر و دریانوردی کمک می کند تا ‌برنامه‌ریزی دقیق تر به منظور پیشگیری از هرگونه مخاطره ای را صورت دهند و و هزینه های مرتبط از تاخیر را اطلاع دهد.

در بنادر بزرگ هدایت کردن انبار کانتینرهاي خالی یکی از بزرگترین چالش‌هاي کانتینري است. در حالت عادی مدیریت کانتینرهای خالی به دلیل کمبود اطلاعات بسیار دشوار است و نتیجه آن تاثیراتی مثل افزایش ترافیک و افزایش گازهای گلخانه ای است. چنانچه ما یک سیستم جامع اطلاعاتی داشته باشیم که به صورت بلادرنگ اطلاعات حیاتی کانتینرها را از شبکه سنسورها جمع‌آوری کند و شامل: موقعیت مکانی، مبدا، مقصد، شرایط درون کانتینر، محتویات و…. باشد. می توان تمامی چالش‌های نظارت بر کانتینرها و معضل کانتینرهای خالی را حل نمود.

 در این زنجیرۀ حمل صاحبان کشتی، دارندگان بار، آژانس‌های مرزی، مقامات بندری و گمرکی به نحوۀ جابه‌جایی کالا دسترسی کامل دارند. از سوی دیگر این کانتینر‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که کالا‌های خطرناک بلافاصله در کمترین زمان از سایر کالا‌ها تشخیص داده می‌شوند. از آنجایی که محمولات یخچالی معمولاً نسبت به سایر کالا‌ها از ارزش و حساسیت بالاتری برخوردارند و در مقابل نوسانات درجه حرارت بسیار آسیب‌پذیر می‌باشند، لذا ثابت نگه‌داشتن درجه حرارت برای این نوع محمولات در طول این مسیر طولانی، بسیار حائز اهمیت بوده و به همین جهت تک‌تک این کانتینر‌ها باید به یک سامانه مرکزی یار‌‌انه ای متصل و از اتاق کنترل، درجه حرارت آن به صورت مداوم کنترل و تنظیم شود و این نظارت ممکن نمی‌شود مگر به کمک یک سامانه کامپیوتری که به‌همین منظور در کشتی نصب می شود. با بررسی داده‌های اساسی، پتانسیل صرفه‌جویی در مصرف سوخت در عملکرد بندر مانند محاسبه دقیقه در تخلیه و بارگیری هر کانتینر مورد بررسی دقیق قرار می گیرد.

یکی از بخش های مهم اینترنت اشیا در بنادر و کشتی رانی نظارت و مدیریت بر ایمنی و امنیت بنادر می باشد. از سوی دیگر مدیریت تردد و صدور و ابطال مجوز‌‌ها بر اساس فنس های مجازی و فیزیکی… یکی از چالش‌های همیشگی مدیریت یک بندر است. پردازش و آنالیز ویدیو و تصاویر دوربین های نظارتی در لحظه برای تشخیص انواع تخلفات و رخدادها توسط پلتفرم اینترنت اشیا انجام می پذیرد. این سیستم‌ها با بهره‌گیری از فناوری‌های پایه‌ای یادگیری ماشین و هوش مصنوعی بر اساس رفتار و حرکت افراد، الگوها را شناسایی و تشخیص می دهد و در صورت وقوع هرنوع رفتار یا رخداد خارج از عرف یا پیش بینی از وقوع یک رخداد هشدارهای لازم به پرسنل امنیتی در قبال تهدید بالقوه صورت می پذیرد. بنادر توسعه یافته در حال ارتقای سیستم های کنترل تردد ورودی و خروجی خود هستند و استفاده از مشخصات بایومتریک در حال افزایش است.

و برای جلوگیری از قاچاق دوربین هایی در جاده های مواصلاتی كشور كه بیشترین حجم ترانزیتی در ‌‌آن‌ها انجام می­شود نصب خواهد شد و می­توان از طریق سنسورهای قرار داده شده در كف جاده‌‌ها از وزن لحظه ای خودرو­ها با خبر شد. این دوربین‌‌ها در فاصله 20 كیلومتری از یكدیگر قرار می­گیرند و با گزارش لحظه ای وزن خودرو­های سنگین نشان از تخلیه یا عدم تخلیه بار این خودروها می­دهند. این دوربین‌‌ها و سامانه الكترونیكی علاوه بر نمایش وزن خودروهای سنگین، قابلیت تشخیص خودروهای بدون بارنامه را نیز دارند.

فناوری اینترنت اشیا و ایجاد شبکه ای با اتصال تجهیزات و ماشین‌‌ها به یکدیگر می­تواند در کاهش شدت مصرف انرژی موثر باشد، این امر همچنین تولید آلودگی ضایعات و انواع پسماندها را به صورت معناداری کاهش می­دهد. از ساده ترین نمونه های آن می­توان به سیستم های هوشمند روشنایی ترمینال و محوطه بندر اشاره نمود که با استفاده از حسگرهای حرکتی تنها در مواقعی که وسایل نقلیه در مجاورت آن‎ها قرار دارند روشنایی را تامین می­کند. اجرای این سیستم در بندر میزان مصرف انرژی را 80٪ کاهش می­دهد و هزینه سرمایه گذاری این سیستم را طی دو سال به ­طور کامل بازمی­گرداند.با مجهز شدن منابع به سیستم های هوشمند اینترنت اشیا ، جمع آوری داده های مربوط به عملکرد منابع سوخت و آنالیز آنها به راحتی و به سرعت انجام شده و استفاده از سنسور های اینترنت اشیا ، منجر به بهبود عملکرد ، کاهش پسماند و افرایش بهره وی خواهد شد.

هوش مصنوعی می‌تواند داده‌ها را برای صنعت کشتی رانی جمع‌آوری و تجزیه‌وتحلیل کند تا برنامه‌ها دقیق‌تر اعمال شوند. این امر می‌تواند پشتیبانیِ موثری از زنجیره‌های تامین کانتینری به‌موقع را در زمان حمل‌ونقل و دسترسی به تجهیزات انجام بدهد. شرکت‌های عمده کشتی رانی اقدامات ابتکاری لازم را برای استفاده از هوش مصنوعی از طریق شبیه‌سازی هوش انسانی، برای دستیابی به آرایه یا رفتارهای پیرامونی صنعت دریانوردی آغاز کرده‌اند. موضوعات مورد توجه عبارتند از انتخاب بهترین بندر جایگزین، در زمانی که مقصد اصلی مسدود شده و تخمین بهترین زمان ورود تا از آمادگی بدون تاخیر لجستیک مورد نیاز خود اطمینان حاصل کنند.همچنین از هوش مصنوعی برای پیش‌بینی این‌که آیا یک فرستنده، سفارش خود را لغو خواهد کرد یا کانتینرهایش توسط شرکت حمل‌کننده جابه‌جا شده و در محوطه بندر و بار انداز باقی خواهد ماند، استفاده می‌شود. ارسال اتوماتیک و دیجیتالی نقشه‌های دریانوردی به کشتی‌ها ضمن کاهش هزینه‌ها، کاهش کار کارکنان کشتی‌ها را نيز به دنبال داشته و ایمنی ناوبری شناورها را بالابرده است. کنترل مصارف قطعات، ملزومات، روغن، سوخت و غیره با استفاده از پلتفرم اینترنت اشیا به‌دقت قابل پایش و بهینه‌سازی است.

پلتفرم اینترنت اشیاء برای کاهش مصرف سوخت بر روی کشتی‌های ناوگان نیز راه‌اندازی می ­شود. نرم‌افزار هوش مصنوعی قادر به کشف اقتصادی‌ترین مسیر از لحاظ مصرف سوخت است. عواملی مانند آب و هوا، جریات آب و متغیر‌های دیگر درنظر گرفته می‌شوند و سپس کارآمدترین مسیر توصیه می‌شود. یکی از پیچیده‌ترین عوامل برای پیش‌بینی، جریانات آب است که با استفاده از تکنولوژی هوش مصنوعی این امر ممکن می­شود. هدف جاه طلبانه نهایی ایجاد یک سیستم بسیار دقیقی است که کاپیتان بتواند جهت طرح‌ریزی مسیر‌ها با اطمینان خاطر کامل از آن استفاده کند.

کانتینر هوشمند

در بنادر بزرگ هدایت کردن انبار کانتینرهاي خالی یکی از بزرگترین چالش‌هاي کانتینري است. در حالت عادی مدیریت کانتینرهای خالی به دلیل کمبود اطلاعات بسیار دشوار است و نتیجه آن تاثیراتی مثل افزایش ترافیک و افزایش گازهای گلخانه ای است. چنانچه ما یک سیستم جامع اطلاعاتی داشته باشیم که به صورت بلادرنگ اطلاعات حیاتی کانتینرها را از شبکه سنسورها جمع‌آوری کند و شامل: موقعیت مکانی، مبدا، مقصد، شرایط درون کانتینر، محتویات و…. باشد. می توان تمامی چالش‌های نظارت بر کانتینرها و معضل کانتینرهای خالی را حل نمود.

 در این زنجیرۀ حمل صاحبان کشتی، دارندگان بار، آژانس‌های مرزی، مقامات بندری و گمرکی به نحوۀ جابه‌جایی کالا دسترسی کامل دارند. از سوی دیگر این کانتینر‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که کالا‌های خطرناک بلافاصله در کمترین زمان از سایر کالا‌ها تشخیص داده می‌شوند. از آنجایی که محمولات یخچالی معمولاً نسبت به سایر کالا‌ها از ارزش و حساسیت بالاتری برخوردارند و در مقابل نوسانات درجه حرارت بسیار آسیب‌پذیر می‌باشند، لذا ثابت نگه‌داشتن درجه حرارت برای این نوع محمولات در طول این مسیر طولانی، بسیار حائز اهمیت بوده و به همین جهت تک‌تک این کانتینر‌ها باید به یک سامانه مرکزی یار‌‌انه ای متصل و از اتاق کنترل، درجه حرارت آن به صورت مداوم کنترل و تنظیم شود و این نظارت ممکن نمی‌شود مگر به کمک یک سامانه کامپیوتری که به‌همین منظور در کشتی نصب می شود. با بررسی داده‌های اساسی، پتانسیل صرفه‌جویی در مصرف سوخت در عملکرد بندر مانند محاسبه دقیقه در تخلیه و بارگیری هر کانتینر مورد بررسی دقیق قرار می گیرد.

ایمنی و امنیت در بنادر

یکی از بخش های مهم اینترنت اشیا در بنادر و کشتی رانی نظارت و مدیریت بر ایمنی و امنیت بنادر می باشد. از سوی دیگر مدیریت تردد و صدور و ابطال مجوز‌‌ها بر اساس فنس های مجازی و فیزیکی… یکی از چالش‌های همیشگی مدیریت یک بندر است. پردازش و آنالیز ویدیو و تصاویر دوربین های نظارتی در لحظه برای تشخیص انواع تخلفات و رخدادها توسط پلتفرم اینترنت اشیا انجام می پذیرد. این سیستم‌ها با بهره‌گیری از فناوری‌های پایه‌ای یادگیری ماشین و هوش مصنوعی بر اساس رفتار و حرکت افراد، الگوها را شناسایی و تشخیص می دهد و در صورت وقوع هرنوع رفتار یا رخداد خارج از عرف یا پیش بینی از وقوع یک رخداد هشدارهای لازم به پرسنل امنیتی در قبال تهدید بالقوه صورت می پذیرد. بنادر توسعه یافته در حال ارتقای سیستم های کنترل تردد ورودی و خروجی خود هستند و استفاده از مشخصات بایومتریک در حال افزایش است.

و برای جلوگیری از قاچاق دوربین هایی در جاده های مواصلاتی كشور كه بیشترین حجم ترانزیتی در ‌‌آن‌ها انجام می­شود نصب خواهد شد و می­توان از طریق سنسورهای قرار داده شده در كف جاده‌‌ها از وزن لحظه ای خودرو­ها با خبر شد. این دوربین‌‌ها در فاصله 20 كیلومتری از یكدیگر قرار می­گیرند و با گزارش لحظه ای وزن خودرو­های سنگین نشان از تخلیه یا عدم تخلیه بار این خودروها می­دهند. این دوربین‌‌ها و سامانه الكترونیكی علاوه بر نمایش وزن خودروهای سنگین، قابلیت تشخیص خودروهای بدون بارنامه را نیز دارند.

بهینه سازی انرژی در بنادر

فناوری اینترنت اشیا و ایجاد شبکه ای با اتصال تجهیزات و ماشین‌‌ها به یکدیگر می­تواند در کاهش شدت مصرف انرژی موثر باشد، این امر همچنین تولید آلودگی ضایعات و انواع پسماندها را به صورت معناداری کاهش می­دهد. از ساده ترین نمونه های آن می­توان به سیستم های هوشمند روشنایی ترمینال و محوطه بندر اشاره نمود که با استفاده از حسگرهای حرکتی تنها در مواقعی که وسایل نقلیه در مجاورت آن‎ها قرار دارند روشنایی را تامین می­کند. اجرای این سیستم در بندر میزان مصرف انرژی را 80٪ کاهش می­دهد و هزینه سرمایه گذاری این سیستم را طی دو سال به ­طور کامل بازمی­گرداند.با مجهز شدن منابع به سیستم های هوشمند اینترنت اشیا ، جمع آوری داده های مربوط به عملکرد منابع سوخت و آنالیز آنها به راحتی و به سرعت انجام شده و استفاده از سنسور های اینترنت اشیا ، منجر به بهبود عملکرد ، کاهش پسماند و افرایش بهره وی خواهد شد.

هوش مصنوعی در کشتی رانی

هوش مصنوعی می‌تواند داده‌ها را برای صنعت کشتی رانی جمع‌آوری و تجزیه‌وتحلیل کند تا برنامه‌ها دقیق‌تر اعمال شوند. این امر می‌تواند پشتیبانیِ موثری از زنجیره‌های تامین کانتینری به‌موقع را در زمان حمل‌ونقل و دسترسی به تجهیزات انجام بدهد. شرکت‌های عمده کشتی رانی اقدامات ابتکاری لازم را برای استفاده از هوش مصنوعی از طریق شبیه‌سازی هوش انسانی، برای دستیابی به آرایه یا رفتارهای پیرامونی صنعت دریانوردی آغاز کرده‌اند. موضوعات مورد توجه عبارتند از انتخاب بهترین بندر جایگزین، در زمانی که مقصد اصلی مسدود شده و تخمین بهترین زمان ورود تا از آمادگی بدون تاخیر لجستیک مورد نیاز خود اطمینان حاصل کنند.همچنین از هوش مصنوعی برای پیش‌بینی این‌که آیا یک فرستنده، سفارش خود را لغو خواهد کرد یا کانتینرهایش توسط شرکت حمل‌کننده جابه‌جا شده و در محوطه بندر و بار انداز باقی خواهد ماند، استفاده می‌شود. ارسال اتوماتیک و دیجیتالی نقشه‌های دریانوردی به کشتی‌ها ضمن کاهش هزینه‌ها، کاهش کار کارکنان کشتی‌ها را نيز به دنبال داشته و ایمنی ناوبری شناورها را بالابرده است. کنترل مصارف قطعات، ملزومات، روغن، سوخت و غیره با استفاده از پلتفرم اینترنت اشیا به‌دقت قابل پایش و بهینه‌سازی است.

پلتفرم اینترنت اشیاء برای کاهش مصرف سوخت بر روی کشتی‌های ناوگان نیز راه‌اندازی می ­شود. نرم‌افزار هوش مصنوعی قادر به کشف اقتصادی‌ترین مسیر از لحاظ مصرف سوخت است. عواملی مانند آب و هوا، جریات آب و متغیر‌های دیگر درنظر گرفته می‌شوند و سپس کارآمدترین مسیر توصیه می‌شود. یکی از پیچیده‌ترین عوامل برای پیش‌بینی، جریانات آب است که با استفاده از تکنولوژی هوش مصنوعی این امر ممکن می­شود. هدف جاه طلبانه نهایی ایجاد یک سیستم بسیار دقیقی است که کاپیتان بتواند جهت طرح‌ریزی مسیر‌ها با اطمینان خاطر کامل از آن استفاده کند.