Công nghệ và trang thiết bị cảng thông minh đóng vai trò là động lực cốt lõi cho việc nâng cấp hệ thống logistics hiện đại. Dựa trên công nghệ số và thông minh, chúng tái cấu trúc logic vận hành của cảng, hiện thực hóa sự hợp tác hiệu quả từ khâu bốc dỡ hàng hóa đến quản lý toàn bộ chuỗi cung ứng. Là trụ cột hỗ trợ các trung tâm thương mại toàn cầu, công nghệ và trang thiết bị cảng thông minh đang phá vỡ những nút thắt về hiệu quả và hạn chế vận hành của các cảng truyền thống thông qua đổi mới công nghệ, trở thành động lực chính thúc đẩy sự phát triển chất lượng cao của ngành cảng biển.
Với sự hội nhập ngày càng nhanh chóng của nền kinh tế toàn cầu, nhu cầu về vận hành cảng hiệu quả và thông minh ngày càng trở nên nổi bật, và các công nghệ, cơ sở vật chất/thiết bị cảng thông minh đã trở thành chìa khóa để đáp ứng nhu cầu này. Những công nghệ và thiết bị tiên tiến này không chỉ tối ưu hóa quy trình vận hành nội bộ của cảng mà còn tăng cường kết nối giữa cảng và các khâu thượng nguồn và hạ nguồn của chuỗi cung ứng, hình thành một mạng lưới logistics liền mạch và liên kết chặt chẽ.
Về mặt kỹ thuật cốt lõi, công nghệ và thiết bị/cơ sở vật chất cảng thông minh tích hợp sâu trí tuệ nhân tạo, Internet vạn vật, dữ liệu lớn và công nghệ điều khiển tự động. Trong đó, hệ thống lập kế hoạch thông minh, đóng vai trò như bộ não của công nghệ và thiết bị/cơ sở vật chất cảng thông minh, có thể tích hợp động các thông tin như thời gian tàu đến, tình trạng không gian chứa hàng trong bãi và dữ liệu vận hành thiết bị xếp dỡ. Thông qua tối ưu hóa thuật toán, hệ thống thực hiện phân bổ tài nguyên động, tăng hiệu quả xếp dỡ hơn 30%. Được trang bị các thiết bị đầu cuối cảm biến thông minh và các công nghệ và thiết bị/cơ sở vật chất cảng thông minh khác, hệ thống có thể giám sát chính xác trọng lượng, kích thước, nhiệt độ và độ ẩm của hàng hóa trong suốt quá trình, đảm bảo an toàn vận chuyển hàng hóa từ nguồn.
Việc ứng dụng các thuật toán trí tuệ nhân tạo trong công nghệ và cơ sở/thiết bị cảng thông minh cho phép hệ thống liên tục học hỏi từ dữ liệu vận hành trong quá khứ, từ đó tự động tối ưu hóa chiến lược lập kế hoạch và các thông số vận hành thiết bị, nâng cao hơn nữa khả năng thích ứng và hiệu quả của cảng trong điều kiện làm việc phức tạp. Công nghệ Internet vạn vật (IoT) giúp kết nối tất cả các yếu tố trong cảng, làm cho mọi khâu trong hoạt động của cảng trở nên minh bạch và dễ quản lý.
Nâng cấp cơ sở vật chất và trang thiết bị là nền tảng cốt lõi cho việc triển khai công nghệ và trang thiết bị cảng thông minh. Các công nghệ và trang thiết bị cảng thông minh như cần cẩu bến tự động hoàn toàn, xe container không người lái và máy xếp dỡ thông minh đã xây dựng một chuỗi vận hành không người lái. Đồng thời giảm thiểu sự can thiệp thủ công, chúng rút ngắn thời gian xếp dỡ một container xuống dưới 2 phút. Các công nghệ và trang thiết bị cảng thông minh này có chức năng vận hành và bảo trì từ xa, thực hiện cảnh báo sớm lỗi và chẩn đoán từ xa thông qua kết nối mạng thiết bị, giảm thời gian ngừng hoạt động của thiết bị đến 40% và giảm đáng kể chi phí vận hành.
Cần cẩu bến cảng tự động hoàn toàn trong công nghệ và thiết bị/cơ sở vật chất cảng thông minh áp dụng công nghệ điều khiển chống rung lắc tiên tiến và định vị chính xác, có thể hoàn thành việc gắp và đặt container với hiệu quả và độ chính xác cao ngay cả trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt. Xe container không người lái dựa trên công nghệ điều hướng kết hợp đa cảm biến để thực hiện lái tự động, lập kế hoạch đường đi và tránh chướng ngại vật an toàn trong khu vực cảng, đảm bảo sự thông suốt của liên kết vận chuyển.
Về mặt đảm bảo an toàn, công nghệ và trang thiết bị cảng thông minh đã xây dựng một hệ thống phòng ngừa và kiểm soát an toàn đa chiều. Thiết bị giám sát video thông minh với chức năng nhận dạng AI có thể xác định các hành vi bất thường và các mối nguy hiểm tiềm ẩn về an toàn trong khu vực cảng theo thời gian thực, và gửi tín hiệu cảnh báo sớm đến trung tâm điều khiển. Hệ thống kiểm soát ra vào tích hợp công nghệ sinh trắc học quản lý chặt chẽ việc ra vào của nhân viên và phương tiện trong khu vực hoạt động của công nghệ và trang thiết bị cảng thông minh, ngăn ngừa các tai nạn an toàn do truy cập trái phép. Ngoài ra, hệ thống bảo vệ an ninh dữ liệu của công nghệ và trang thiết bị cảng thông minh mã hóa các dữ liệu nhạy cảm như thông tin hàng hóa và dữ liệu hoạt động để đảm bảo an ninh và bảo mật thông tin hoạt động của cảng.
Sự đổi mới trong công nghệ và cơ sở vật chất/thiết bị cảng thông minh cũng được thể hiện qua việc tích hợp công nghệ 5G và điện toán biên. Đặc tính tốc độ cao và độ trễ thấp của 5G cho phép truyền dữ liệu theo thời gian thực giữa các công nghệ và cơ sở vật chất/thiết bị cảng thông minh khác nhau, đảm bảo sự đồng bộ và phối hợp toàn bộ quy trình vận hành. Các nút điện toán biên được triển khai tại cảng xử lý lượng dữ liệu khổng lồ được tạo ra bởi các công nghệ và cơ sở vật chất/thiết bị cảng thông minh tại chỗ, giảm độ trễ truyền dữ liệu và cải thiện tốc độ phản hồi của hệ thống điều khiển, điều này đặc biệt quan trọng đối với các kịch bản yêu cầu hiệu suất thời gian thực cao như cập bến tự động của tàu và vận hành chính xác thiết bị xếp dỡ hàng hóa.
Từ góc độ hiệu quả ứng dụng thực tiễn, dựa trên hệ thống công nghệ và trang thiết bị cảng thông minh hoàn chỉnh, nhiều cảng trong và ngoài nước đã đạt được sản lượng hàng năm trên 10 triệu TEU, và tỷ lệ lỗi vận hành giảm xuống dưới 0,01%. Những công nghệ và trang thiết bị cảng thông minh này không chỉ phù hợp với các cảng trung chuyển lớn, mà thiết kế dạng mô-đun của chúng còn đáp ứng được nhu cầu nâng cấp của các cảng vừa và nhỏ. Chúng cung cấp các giải pháp tùy chỉnh cho các cảng có quy mô khác nhau, thúc đẩy quá trình chuyển đổi thông minh của ngành công nghiệp cảng toàn cầu.
Khái niệm xanh và ít carbon đã được tích hợp sâu vào nghiên cứu và phát triển cũng như ứng dụng các công nghệ và thiết bị/cơ sở vật chất cảng thông minh. Các công nghệ và thiết bị/cơ sở vật chất cảng thông minh sử dụng năng lượng mới, chẳng hạn như xe container tự lái chạy điện và thiết bị giám sát thông minh sử dụng năng lượng mặt trời, có thể giảm thiểu hiệu quả lượng khí thải carbon và ô nhiễm tiếng ồn. Đồng thời, hệ thống quản lý năng lượng của các công nghệ và thiết bị/cơ sở vật chất cảng thông minh có thể thực hiện giám sát thời gian thực và phân bổ tối ưu mức tiêu thụ năng lượng của cảng, giúp các cảng đạt được mục tiêu đỉnh điểm carbon và trung hòa carbon.
Hướng tới tương lai, với sự phát triển không ngừng của các công nghệ như trí tuệ nhân tạo, blockchain và metaverse, công nghệ và thiết bị/cơ sở vật chất cảng thông minh sẽ bước vào một vòng nâng cấp mới. Công nghệ blockchain sẽ được ứng dụng vào việc chứng thực tín dụng và truy xuất nguồn gốc các giao dịch cảng, đảm bảo tính xác thực và độ tin cậy của thông tin trong chuỗi cung ứng. Công nghệ metaverse sẽ xây dựng hệ thống bản sao kỹ thuật số cho các cảng, hiện thực hóa mô phỏng ảo và điều khiển từ xa toàn bộ quy trình vận hành của công nghệ và thiết bị/cơ sở vật chất cảng thông minh. Những đổi mới công nghệ này sẽ tiếp tục mở rộng các kịch bản ứng dụng của công nghệ và thiết bị/cơ sở vật chất cảng thông minh, đưa ngành cảng biển bước vào kỷ nguyên mới của hoạt động hoàn toàn thông minh và số hóa.
Việc ứng dụng công nghệ và trang thiết bị cảng thông minh đã thúc đẩy sự chuyển đổi mô hình dịch vụ cảng. Thông qua nền tảng kỹ thuật số kết nối với công nghệ và trang thiết bị cảng thông minh, các nhà khai thác cảng có thể cung cấp cho khách hàng dịch vụ truy vấn theo thời gian thực về tình trạng hàng hóa, tiến độ thông quan và lịch trình vận chuyển. Khách hàng có thể nắm bắt toàn bộ quá trình vận chuyển hàng hóa thông qua các thiết bị đầu cuối di động, điều này giúp cải thiện đáng kể tính minh bạch và sự tiện lợi của dịch vụ cảng. Mô hình dịch vụ lấy khách hàng làm trung tâm này, được hỗ trợ bởi công nghệ và trang thiết bị cảng thông minh, đã trở thành một yếu tố quan trọng giúp các cảng nâng cao năng lực cạnh tranh cốt lõi của mình.
Ngoài ra, hệ thống thu hồi năng lượng trong công nghệ và thiết bị/cơ sở vật chất cảng thông minh có thể chuyển đổi năng lượng tiềm năng và động năng được tạo ra trong quá trình vận hành các thiết bị như cần cẩu bến cảng thành năng lượng điện để tái sử dụng, từ đó nâng cao hơn nữa hiệu quả sử dụng năng lượng. Việc sử dụng vật liệu xây dựng xanh và thiết bị bảo vệ môi trường thông minh trong khu vực cảng cũng tạo ra môi trường hoạt động thân thiện với môi trường và bền vững hơn cho việc ứng dụng công nghệ và thiết bị/cơ sở vật chất cảng thông minh.
Trong một số dự án cảng mới nổi, việc ứng dụng tích hợp các công nghệ và cơ sở/thiết bị cảng thông minh đã hiện thực hóa sự kết hợp giữa hoạt động cảng và logistics đô thị, thúc đẩy sự phát triển đồng bộ của cảng và các cụm công nghiệp xung quanh. Mô hình phát triển tích hợp này không chỉ nâng cao khả năng lan tỏa của cảng mà còn hỗ trợ mạnh mẽ cho sự phát triển kinh tế khu vực, thể hiện đầy đủ tiềm năng và giá trị to lớn của các công nghệ và cơ sở/thiết bị cảng thông minh.
