استكشف أمثلة الموانئ الذكية التي تعرض كيفية تعزيز الرؤية الحاسوبية للسلامة وتبسيط مناولة البضائع وتحسين الملاحة وإعادة تعريف إدارة الموانئ.
مع نقل أكثر من 90% من البضائع عن طريق البحر، تعتبر الموانئ مراكز أساسية للتجارة العالمية. فهي بمثابة همزة وصل حيوية بين البر والبحر. وغالباً ما تتعامل الموانئ مع شحنات البضائع الثمينة مثل المواد الخام والسلع المصنعة والمنتجات الاستهلاكية، مما يجعلها أساسية في سلسلة التوريد الدولية.
على مر السنين، غيّرت التقنيات المتطورة كيفية تشغيل وإدارة الموانئ في جميع أنحاء العالم. وقد جعلت هذه الابتكارات إدارة الموانئ أسرع وأكثر أماناً وموثوقية. غالباً ما تتضمن الابتكارات الحديثة في الموانئ الذكاء الاصطناعي (AI).
وعلى وجه الخصوص، تُحدث الرؤية الحاسوبية (CV)، وهي مجموعة فرعية من الذكاء الاصطناعي، طفرة كبيرة في عمليات الموانئ. يتيح الذكاء الاصطناعي للرؤية لأنظمة الكمبيوتر رؤية وفهم المعلومات المرئية في الوقت الفعلي. من خلال تحليل الصور ومقاطع الفيديو، يمكن لنماذج الرؤية الحاسوبية مثل Ultralytics YOLO11 تحديد الأنماط واكتشاف الأجسام وتتبع الحركات في الوقت الفعلي. تتيح الرؤى المستقاة من تحليلات الصور إمكانية إجراء عمليات أكثر كفاءة ودقة، وهو ما ينطوي على الكثير من الإمكانات في إدارة الموانئ.
على سبيل المثال، يستخدم ميناء روتردام، وهو أكبر ميناء بحري في أوروبا، أنظمة الرؤية الحاسوبية لتحسين جداول الصيانة. وتستخدم أنظمتهم التي تعمل بالذكاء الاصطناعي المراقبة المباشرة بالفيديو لمراقبة السفن ومعدات الميناء، مما يساعد عمال الميناء على التنبؤ بوقت الحاجة إلى الصيانة. تحافظ المراقبة المنتظمة على تشغيل المعدات لفترة أطول وتجعل عمليات الميناء أكثر سلاسة وسرعة.
سنستكشف في هذه المقالة أمثلة مختلفة للمنافذ الذكية التي تستفيد من تقنية الرؤية الحاسوبية. كما سنناقش أيضًا مزايا وعيوب استخدام هذا الابتكار في المنافذ مع النظر في آفاقه المستقبلية. لنبدأ!
تستقبل الموانئ كميات هائلة من البضائع يوميًا وتواجه تحديات مثل الحفاظ على كفاءة العمليات، وضمان سلامة العمال، والحد من الاختناقات المرورية، والتعامل مع سوء الأحوال الجوية. حتى التأخير لمدة ساعة واحدة يمكن أن يكون مكلفاً لشركات الشحن.
على سبيل المثال، هناك تكاليف متعلقة باستغراق وقت طويل جدًا لتفريغ البضائع (غرامات التأخير)، والاحتفاظ بالحاويات لفترة طويلة جدًا بعد التفريغ (الاحتجاز)، وتخزين البضائع في الميناء لوقت إضافي (رسوم التخزين)، ووصول السفن متأخرة (رسوم الوصول المتأخر). لتجنب هذه الغرامات المكلفة، تهدف شركات الشحن إلى التخطيط بعناية لجداولها الزمنية وأوقات السفر وأنشطة الميناء.
ولإدارة عمليات الموانئ أثناء مواجهة هذه التحديات، تتجه شركات الشحن وسلطات الموانئ بشكل متزايد إلى الحلول الآلية المتقدمة القائمة على الذكاء الاصطناعي. فيما يتعلق بالرؤية الحاسوبية، يمكن تدريب نماذج الرؤية على مجموعات بيانات ضخمة من الصور ومقاطع الفيديو لعمليات الموانئ.
يمكن استخدام النماذج المدربة في مهام مثل اكتشاف وتتبع حاويات البضائع أثناء تحميلها وتفريغها. يمكن أن تساعد الرؤية الحاسوبية أيضًا في تعزيز سلامة الموانئ من خلال تتبع موظفي الموانئ الذين ينقلون حاويات البضائع الثقيلة.
والآن بعد أن فهمنا سبب أهمية وقيمة تقنيات الذكاء الاصطناعي والرؤية الحاسوبية في الموانئ، دعونا نلقي نظرة فاحصة على بعض الأمثلة على الموانئ الذكية التي توضح كيفية استخدام الرؤية الحاسوبية.
نماذج الرؤية الحاسوبية، مثل Ultralytics YOLO11 و Ultralytics YOLOv8، يمكنها تتبع العمال وضمان الامتثال لبروتوكولات السلامة. كيف يعمل هذا؟ يدعم كل من YOLO11 و YOLOv8 العديد من مهام الرؤية الحاسوبية، مثل اكتشاف الأجسام، الذي يحدد الأجسام في الصورة أو الفيديو ويصنفها، وتتبع الأجسام، الذي يراقب حركة هذه الأجسام بمرور الوقت.
يمكن استخدام هذه المهام في مختلف حالات استخدام سلامة العمال. ومن الأمثلة الجيدة على ذلك استخدام الكشف عن الأجسام للكشف عن معدات الحماية الشخصية (PPE) على موظفي الموانئ، مثل الخوذات والسترات الواقية.
وبالمثل، يمكن أيضًا استخدام أنظمة الموانئ الذكية التي تم دمجها مع قدرات الرؤية الحاسوبية مثل تتبع الأجسام لمراقبة مواقع العمال وتتبع تحركاتهم في الوقت الفعلي للكشف عن المخاطر ومنع وقوع الحوادث.
من خلال تحليل لقطات الفيديو الحية، يمكن لنماذج الرؤية تحديد الأخطار المحتملة، مثل الأجسام المتساقطة أو العمال الذين يدخلون مناطق معرضة للخطر. كما يمكن تهيئة النظام لإرسال تنبيهات فورية إذا دخل أحد العمال عن طريق الخطأ إلى منطقة محظورة أو اقترب من الآلات الثقيلة عن قرب.
يمكن أن تلعب حلول الرؤية الحاسوبية دوراً هاماً في تحسين الملاحة البحرية. يمكن استخدام أنظمة الملاحة البحرية المدمجة مع الرؤية الحاسوبية وعمليات الإرسال من نظام التعرف الآلي (AIS) (إشارات من السفينة تحتوي على هويتها وموقعها وسرعتها وما إلى ذلك) وغيرها من أجهزة الاستشعار المتقدمة للحصول على رؤى حول مكان السفينة. واستناداً إلى هذه الرؤى، يمكن لنظام الذكاء الاصطناعي أن يرسم مساراً مثالياً للسفينة بأقل ازدحام وكفاءة في استهلاك الوقود. تسمح هذه الرؤى أيضًا للطاقم بتجهيز الميناء للعمليات مثل التحميل والتفريغ دون أي وقت انتظار.
يمكن استخدام تقنيات الرؤية الحاسوبية مثل الكشف عن الأجسام من قبل سلطات الموانئ للكشف عن الأجسام في البحر وتتبعها من أجل الملاحة الآمنة. على سبيل المثال، يستخدم معهد خليج مين للأبحاث في بورتلاند أنظمة كاميرات قائمة على الذكاء الاصطناعي لملاحة السفن وسلامتها. وتستخدم الكاميرات الرؤية الحاسوبية لاكتشاف السفن والقوارب والعوامات والأشخاص والمخاطر البحرية الأخرى، حتى في الليل أو في ظروف الضباب. من خلال اكتشاف العوائق في البحر، يمكن لمشغلي السفن تجنب الحوادث والإبحار بسهولة.
تعد مناولة البضائع واحدة من أكثر العمليات تعقيداً في الموانئ بسبب استخدام الآلات الثقيلة وخطر سقوط الأجسام. تشير الدراسات إلى أن أكثر من 63% من حوادث الموانئ تقع أثناء مناورة البضائع وعمليات التحميل أو التفريغ. يمكن تجنب هذه الحوادث من خلال تقليل حاجة العمال إلى التواجد بالقرب من الحاويات أو معدات الموانئ الثقيلة للقيام بمهام مثل قراءة الملصقات أو فحص الأضرار.
يمكن أن تساعد أنظمة الرؤية في تحقيق ذلك من خلال التعرف على الملصقات الموجودة على الحاويات، أو مسح حجمها ونوعها ووزنها وأختامها ووجهاتها، أو الكشف عن أي تلف هيكلي. ومن الأمثلة المثيرة للاهتمام على ذلك محطة بيرايوس للحاويات في اليونان. يستخدم هذا الميناء كاميرات Vision المدمجة بالذكاء الاصطناعي للتحقق مما إذا كانت الأختام على الحاويات سليمة. يلتقط النظام صوراً لمقدمة كل حاوية أثناء التحميل أو التفريغ. بعد ذلك، يتم استخدام كشف الأجسام على الصور لتحديد موقع الأختام على الحاويات. إذا كان أحد الأختام مفقوداً أو تالفاً، يتم تشغيل تنبيه، وإخطار سلطات الميناء لإجراء مزيد من التحقيق.
تتطلب مهام الأمن والمراقبة في الموانئ اهتمامًا مستمرًا. فالقوة البشرية المطلوبة لمراقبة الميناء بأكمله وعملياته ضخمة. فحتى أصغر ميناء في العالم، وهو ميناء ديبو باي في ولاية أوريغون، يغطي مساحة ستة أفدنة. المساحة الشاسعة والحاويات المكدسة بشكل متقارب تجعل من المستحيل عمليًا على البشر مراقبتها يدويًا على مدار الساعة.
باستخدام الرؤية الحاسوبية، يمكن مراقبة عمليات الموانئ في نقاط وصول متعددة، ويمكن رصد أي عمليات دخول غير مصرح بها على الفور. يمكن لتقنية التعرف الضوئي على الحروف (OCR) وتقنية التعرف التلقائي على لوحات الأرقام (ANPR) قراءة لوحات السيارات الداخلة إلى الموانئ والخارجة منها لاكتشاف أي سيارات غير مصرح لها بالدخول. ولزيادة مستوى الأمان، يمكن أيضاً استخدام أنظمة التعرف على الوجه للتحقق من هويات السائقين والركاب داخل المركبات.
على سبيل المثال، يستخدم ميناء فالنسيا في إسبانيا نظام رؤية حاسوبية يتألف من طائرات بدون طيار ذاتية التشغيل واتصال 5G وسماعة رأس بتقنية الواقع المعزز لمراقبة أمن الميناء. تُستخدم الطائرات بدون طيار ذاتية القيادة للقيام بدوريات في الميناء بشكل منتظم، ويتم تحليل تغذية الفيديو باستخدام أنظمة تعتمد على الرؤية من خلال شبكة الجيل الخامس. تبحث نماذج الرؤية الحاسوبية عن أي اقتحامات أو أنشطة مشبوهة. وعند اكتشاف أي شيء خارج عن المألوف، يتم إصدار تنبيهات. وباستخدام سماعة الواقع المعزز، يمكن لفريق الأمن إلقاء نظرة على المنطقة التي تم التنبيه إليها لفهم مدى خطورة الحادث.
وتشكل الانسكابات النفطية تهديداً بيئياً كبيراً، خاصة أثناء عمليات التحميل والتفريغ في الموانئ. تشير الدراسات إلى أن ما يقرب من 29% من الانسكابات النفطية المتوسطة والصغيرة الحجم (7 - 700 طن) تحدث خلال هذه الأنشطة. وفي حين أن هذه الانسكابات قد لا تكون مرئية بسهولة وتبدو غير مؤذية، إلا أن عواقبها البيئية قد تكون وخيمة.
وتمثل مراقبة هذه الانسكابات يدوياً تحدياً خاصاً في مناطق الموانئ الكبيرة. ولمعالجة هذه المشكلة، يمكن أن توفر كاميرات استشعار المياه المتقدمة المزودة ببرامج الرؤية الحاسوبية حلاً فعالاً. ومن خلال تحليل لقطات الفيديو، يمكن لهذه الأنظمة الكشف عن الانسكابات النفطية في الوقت الحقيقي، مما يتيح الاستجابة السريعة وجهود التنظيف.
في الواقع، يستخدم ميناء أنتويرب، ثاني أكبر ميناء في أوروبا، تقنية الرؤية الحاسوبية للتخفيف من تأثير الانسكابات النفطية. تقوم طائرات بدون طيار يتم التحكم فيها عن بُعد بمراقبة المناطق المائية المحيطة. ويمكن لهذه الطائرات بدون طيار، المزودة بقدرات الرؤية الحاسوبية، اكتشاف الانسكابات النفطية في مناطق الميناء القريبة. وهذا يمكّن سلطات الميناء من تحديد مناطق الانسكاب المركزة ومعالجتها على الفور، وبالتالي تحسين جودة المياه على طول شواطئ البحر.
يجلب اعتماد الرؤية الحاسوبية في إدارة الموانئ العديد من المزايا ويقود إلى حلول متنوعة مصممة خصيصاً لمواجهة التحديات الفريدة. فيما يلي نظرة سريعة على بعض هذه المزايا:
في حين أن حلول السيرة الذاتية تقدم العديد من الإيجابيات، فإن تطبيقها في المنافذ ينطوي على بعض التحديات التي يجب مراعاتها. وفيما يلي بعض القيود التي يجب وضعها في الاعتبار:
ووفقًا للتقارير، من المتوقع أن ينمو سوق الموانئ الذكية العالمية بمعدل نمو سنوي مركب (CAGR) مثير للإعجاب بنسبة 24.16%، ليصل إلى 6.1 مليار دولار بحلول عام 2033. يسلط هذا النمو الضوء على الاستخدام المتزايد للتقنيات المتقدمة مثل الذكاء الاصطناعي والرؤية الحاسوبية وإنترنت الأشياء (IoT) في عمليات الموانئ الحديثة. نظرًا لأن الموانئ أصبحت أكثر كفاءة وذكاءً، فمن المرجح أن تلعب الرؤية الحاسوبية دورًا حاسمًا في أتمتة المهام وتحسين السلامة وزيادة الكفاءة التشغيلية.
عند دمجها مع تقنيات مثل إنترنت الأشياء وسلسلة الكتل والبيانات الضخمة، من المتوقع أن تتيح الرؤية الحاسوبية حلولاً متقدمة ومعقدة مدعومة بالذكاء الاصطناعي، مثل تتبع البضائع في الوقت الفعلي والصيانة التنبؤية لمعدات الموانئ. ستعمل هذه الابتكارات على تبسيط عمليات الموانئ وتعزيز الاستدامة من خلال تحسين استخدام الطاقة وتقليل انبعاثات الكربون.
من خلال دمج الرؤية الحاسوبية في إدارة الموانئ، يمكننا تعزيز السلامة والكفاءة والأمن. من مراقبة أنشطة العمال إلى أتمتة المهام المعقدة مثل مناولة البضائع وملاحة السفن، يمكن لتطبيقات الرؤية الحاسوبية أن تقدم مجموعة واسعة من التطبيقات وتعالج التحديات الحرجة في إدارة الموانئ.
يسلط الاتجاه نحو الأتمتة والعمليات التي تعتمد على الذكاء الاصطناعي الضوء على إمكانات حلول Vision AI. ومن خلال اعتماد هذه التقنيات المتقدمة، يمكن للموانئ أن تحتل مكانة رائدة في الصناعة البحرية العالمية، مما يساهم في النمو الاقتصادي والاستدامة البيئية.
انضم إلى مجتمعنا وتحقق من مستودع GitHub الخاص بنا لمعرفة المزيد عن الذكاء الاصطناعي. استكشف تطبيقات أخرى مثيرة للاهتمام للذكاء الاصطناعي في التصنيع والرؤية الحاسوبية في مجال الرعاية الصحية.
