Optimiser le commerce maritime avec la vision par ordinateur dans les ports

Avec plus de 90 % des marchandises transportées par voie maritime, les ports sont des plaques tournantes essentielles pour le commerce mondial. Ils servent de connecteurs vitaux entre la terre et la mer. Les ports gèrent souvent des cargaisons de valeur telles que des matières premières, des produits manufacturés et des produits de consommation, ce qui en fait des éléments clés de la chaîne d'approvisionnement internationale.

Au fil des ans, les technologies de pointe ont changé la façon dont nous opérons et gérons les ports dans le monde entier. Ces innovations ont rendu la gestion des ports plus rapide, plus sûre et plus fiable. Les innovations récentes dans les ports font souvent appel à l'intelligence artificielle (IA).

En particulier, la vision par ordinateur (VA), un sous-ensemble de l'IA, fait d'énormes vagues dans les opérations portuaires. L'IA de vision permet aux systèmes informatiques de voir et de comprendre les informations visuelles en temps réel. En analysant les images et les vidéos, les modèles de vision par ordinateur tels que Ultralytics YOLO11 peuvent identifier des modèles, détecter des objets et suivre des mouvements en temps réel. Les connaissances issues de l'analyse d'images permettent des opérations plus efficaces et plus précises, ce qui a beaucoup de potentiel dans la gestion des ports.

Par exemple, le port de Rotterdam, qui est le plus grand port maritime d'Europe, utilise des systèmes de vision par ordinateur pour optimiser les calendriers de maintenance. Leurs systèmes alimentés par l'IA utilisent la surveillance vidéo en direct pour garder un œil sur les navires et les équipements portuaires, aidant ainsi les travailleurs portuaires à prédire quand la maintenance est nécessaire. Une surveillance régulière permet aux équipements de fonctionner plus longtemps et rend les opérations portuaires plus fluides et plus rapides.

Dans cet article, nous explorerons divers exemples de ports intelligents qui tirent parti de la technologie de la vision par ordinateur. Nous discuterons également des avantages et des inconvénients de l'utilisation de cette innovation dans les ports tout en envisageant ses perspectives d'avenir. C'est parti !

L'importance des ports intelligents

Les ports reçoivent quotidiennement des quantités massives de marchandises et doivent relever des défis tels que le maintien de l'efficacité des opérations, la sécurité des travailleurs, la réduction des embouteillages et la gestion du mauvais temps. Même un retard d'une heure peut être coûteux pour les compagnies maritimes. 

Par exemple, il y a des coûts liés au fait de prendre trop de temps pour décharger la cargaison (surestaries), de garder les conteneurs trop longtemps après le déchargement (détention), de stocker les marchandises au port pendant une période supplémentaire (frais d'entreposage) et d'arriver en retard avec leurs navires (frais d'arrivée tardive). Pour éviter ces pénalités coûteuses, les compagnies maritimes visent à planifier soigneusement leurs horaires, leurs temps de déplacement et leurs activités portuaires.

Pour gérer les opérations portuaires tout en relevant ces défis, les compagnies maritimes et les autorités portuaires se tournent de plus en plus vers des solutions automatisées avancées pilotées par l'IA. En ce qui concerne la vision par ordinateur, les modèles de vision peuvent être formés sur de vastes ensembles de données d'images et de clips vidéo d'opérations portuaires. 

Les modèles formés peuvent être utilisés pour des tâches telles que la détection et le suivi des conteneurs de marchandises lorsqu'ils sont chargés et déchargés. La vision par ordinateur peut également contribuer à renforcer la sécurité portuaire en suivant les employés du port qui déplacent des conteneurs de marchandises lourdes.

Applications de la vision par ordinateur dans les ports

Maintenant que nous avons compris pourquoi les technologies d'IA et de vision par ordinateur sont importantes et précieuses dans les ports, examinons de plus près quelques exemples de ports intelligents qui montrent comment la vision par ordinateur peut être utilisée.

Utiliser la vision par ordinateur pour maintenir la sécurité dans les ports

Les modèles de vision par ordinateur, comme Ultralytics YOLO11 et Ultralytics YOLOv8peuvent suivre les travailleurs et s'assurer qu'ils respectent les protocoles de sécurité. Comment cela fonctionne-t-il ? Les sites YOLO11 et YOLOv8 prennent tous deux en charge diverses tâches de vision par ordinateur, telles que la détection d'objets, qui identifie et classe les objets dans une image ou une vidéo, et le suivi d'objets, qui surveille le mouvement de ces objets au fil du temps. 

Ces tâches peuvent être utilisées dans divers cas d'utilisation de la sécurité des travailleurs. Un bon exemple est l'utilisation de la détection d'objets pour détecter les équipements de protection individuelle (EPI) sur les employés du port, tels que les casques et les gilets. 

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De même, les systèmes portuaires intelligents qui ont été intégrés avec des capacités de vision par ordinateur comme le suivi des objets peuvent également être utilisés pour surveiller l'emplacement des travailleurs et suivre leurs mouvements en temps réel afin de détecter les dangers et de prévenir les accidents. 

En analysant les séquences vidéo en direct, les modèles de vision peuvent identifier les dangers potentiels, tels que les chutes d'objets ou les travailleurs qui pénètrent dans des zones à risques. Le système peut même être configuré pour envoyer des alertes instantanées si un travailleur pénètre accidentellement dans une zone interdite ou s'approche trop près d'une machine lourde.

Navigation et surveillance des navires avec l'IA dans les ports

Les solutions de vision par ordinateur peuvent jouer un rôle important dans l'amélioration de la navigation maritime. Les systèmes maritimes intégrés à la vision par ordinateur, aux transmissions du système d'identification automatique (AIS) (signaux du navire contenant son identité, son emplacement, sa vitesse, etc.) et à d'autres capteurs avancés peuvent être utilisés pour obtenir des informations sur la localisation du navire. Sur la base de ces informations, le système d'IA peut tracer un itinéraire idéal pour le navire, avec moins d'embouteillages et moins de consommation de carburant. Ces informations permettent également à l'équipage de préparer le port pour des opérations telles que le chargement et le déchargement sans temps d'attente.

Les techniques de vision par ordinateur comme la détection d'objets peuvent être utilisées par les autorités portuaires pour détecter et suivre les objets en mer afin de sécuriser la navigation. Par exemple, l'institut de recherche du golfe du Maine à Portland utilise des systèmes de caméras basés sur l'IA pour la navigation et la sécurité des navires. Les caméras utilisent la vision par ordinateur pour détecter les navires, les bateaux, les bouées, les personnes et d'autres dangers marins, même la nuit ou dans le brouillard. En détectant les obstacles en mer, les opérateurs de navires peuvent éviter les accidents et naviguer facilement.

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La manutention des marchandises facilitée par la numérisation des ports

La manutention des cargaisons est l'une des opérations les plus complexes dans les ports en raison de l'implication de machines lourdes et du risque de chute d'objets. Des études montrent que plus de 63 % des accidents portuaires se produisent pendant les manœuvres de cargaison et les opérations de chargement ou de déchargement. Ces accidents peuvent être évités en réduisant la nécessité pour les travailleurs de se trouver à proximité des conteneurs ou des équipements portuaires lourds pour des tâches telles que la lecture des étiquettes ou l'inspection des dommages. 

Les systèmes de vision peuvent aider à atteindre cet objectif en reconnaissant les étiquettes sur les conteneurs, en scannant leur taille, leur type, leur poids, leurs sceaux et leurs destinations, ou en détectant tout dommage structurel. Le terminal à conteneurs du Pirée (PCT), en Grèce, constitue une étude de cas intéressante à cet égard. Ce port utilise des caméras intégrées à Vision AI pour vérifier si les scellés des conteneurs sont intacts. Le système capture des images de l'avant de chaque conteneur pendant le chargement ou le déchargement. Ensuite, la détection d'objets est utilisée sur les images pour localiser les scellés sur les conteneurs. Si un scellé est manquant ou endommagé, une alerte est déclenchée, notifiant les autorités portuaires pour qu'elles mènent une enquête plus approfondie.

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Surveillance et contrôle d'accès dans les ports intelligents

Les tâches de sécurité et de surveillance dans les ports requièrent une attention constante. La main-d'œuvre nécessaire pour surveiller l'ensemble du paysage et des opérations d'un port est énorme. Même le plus petit port du monde, Depoe Bay dans l'Oregon, couvre six acres. Le vaste espace et les conteneurs étroitement empilés font qu'il est pratiquement impossible pour les humains de le surveiller manuellement 24 heures sur 24. 

Grâce à la vision par ordinateur, les opérations portuaires peuvent être surveillées à plusieurs points d'accès, et toute entrée non autorisée peut être repérée instantanément. Les technologies de reconnaissance optique des caractères (OCR) et de reconnaissance automatique des plaques d'immatriculation (ANPR) peuvent lire les plaques d'immatriculation des véhicules qui entrent et sortent des ports afin de détecter tout véhicule non autorisé. Pour une couche de sécurité supplémentaire, les systèmes de reconnaissance faciale peuvent également être utilisés pour vérifier l'identité des conducteurs et des passagers à l'intérieur des véhicules.

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Par exemple, le port de Valence en Espagne utilise un système de vision par ordinateur qui comprend des drones autonomes, une connectivité 5G et un casque de réalité augmentée (RA) pour surveiller la sécurité du port. Des drones autonomes sont utilisés pour patrouiller régulièrement dans le port, et le flux vidéo est analysé à l'aide de systèmes basés sur la vision via le réseau 5G. Les modèles de vision par ordinateur recherchent toute intrusion ou activité suspecte. Lorsque quelque chose qui sort de l'ordinaire est détecté, des alertes sont générées. À l'aide du casque AR, l'équipe de sécurité peut même jeter un coup d'œil à la zone alertée pour comprendre la gravité de l'incident.

Détecter les marées noires à l'aide de l'IA de la vision

Les déversements d'hydrocarbures constituent une menace environnementale importante, en particulier lors des opérations portuaires de chargement et de déchargement. Des études indiquent qu'environ 29 % des déversements d'hydrocarbures à petite et moyenne échelle (7 à 700 tonnes) se produisent au cours de ces activités. Bien que ces déversements ne soient pas facilement visibles et semblent inoffensifs, leurs conséquences environnementales peuvent être graves. 

La surveillance manuelle de ces déversements est particulièrement difficile dans les grandes zones portuaires. Pour résoudre ce problème, les caméras avancées de détection de l'eau équipées d'un logiciel de vision par ordinateur peuvent constituer une solution efficace. En analysant les séquences vidéo, ces systèmes peuvent détecter les déversements d'hydrocarbures en temps réel, ce qui permet de réagir rapidement et d'entreprendre des efforts de nettoyage.

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En fait, le port d'Anvers, le deuxième plus grand port d'Europe, utilise la technologie de vision par ordinateur pour atténuer l'impact des marées noires. Des drones télécommandés surveillent les zones aquatiques environnantes. Dotés de capacités de vision par ordinateur, ces drones peuvent détecter les déversements de pétrole dans les zones portuaires voisines. Cela permet aux autorités portuaires d'identifier et de traiter rapidement les zones de déversement concentrées, améliorant ainsi la qualité de l'eau le long des bords de mer.

Avantages et limites de la vision par ordinateur dans les ports

L'adoption de la vision par ordinateur dans la gestion des ports apporte de nombreux avantages et entraîne diverses solutions sur mesure à des défis uniques. Voici un bref aperçu de certains de ces avantages :

• Amélioration de la logistique maritime : L 'IA dans les chaînes d'approvisionnement maritimes apporte un nouveau niveau d'efficacité opérationnelle à la logistique. Les systèmes basés sur la vision peuvent être utilisés pour surveiller les échanges de marchandises entre les couloirs de navigation, les services portuaires, la manutention des marchandises, etc. 

• Prise de décision fondée sur des données : Grâce aux enseignements tirés de l'analyse des images et des vidéos, la direction du port peut prendre des décisions en toute connaissance de cause.

• Meilleure prévision des itinéraires : Les systèmes Vision AI peuvent analyser les données visuelles, telles que les séquences en direct des ports et des navires, pour aider les algorithmes d'IA à suggérer des itinéraires optimisés.

• Réduction des coûts de main-d'œuvre: En automatisant des tâches telles que la surveillance des navires, le tri des cargaisons et le suivi des navires grâce à la vision par ordinateur, les ports peuvent réduire leur dépendance à l'égard de la main-d'œuvre humaine. 

Bien que les solutions CV offrent de nombreux avantages, leur mise en œuvre dans les ports comporte certains défis à prendre en compte. Voici quelques limitations à garder à l'esprit :

• Coûts initiaux élevés : La mise en œuvre d'applications de vision artificielle conformes aux normes de l'industrie dans les ports exige un investissement important dans le matériel, l'expertise en IA et l'infrastructure de calcul.

• Contraintes environnementales : Des conditions météorologiques incohérentes, en particulier dans les zones côtières, comme la pluie et le brouillard, peuvent avoir un impact sur la qualité des images et des vidéos et entraîner de mauvaises performances du modèle d'IA.

• Diversité des tailles des conteneurs d'expédition : Les conteneurs d'expédition varient en taille, en couleur, en étiquette et en forme, ce qui rend leur suivi difficile pour les systèmes basés sur la vision. Les modèles de vision par ordinateur peuvent nécessiter une formation supplémentaire pour gérer cette diversité.

• Connexions réseau incohérentes: Une connexion réseau stable est essentielle pour les systèmes de vision par ordinateur basés sur le cloud, car les interruptions peuvent entraîner des retards, des inefficacités et des risques pour la sécurité des opérations portuaires.

L'avenir de la vision par ordinateur dans les ports

Selon les rapports, le marché mondial des ports intelligents devrait croître à un taux de croissance annuel composé (TCAC) impressionnant de 24,16 %, pour atteindre 6,1 milliards de dollars d'ici 2033. Cette croissance met en évidence l'utilisation croissante de technologies avancées comme l'IA, la vision par ordinateur et l'Internet des objets (IoT) dans les opérations portuaires modernes. À mesure que les ports deviennent plus efficaces et plus intelligents, la vision par ordinateur jouera probablement un rôle essentiel dans l'automatisation des tâches, l'amélioration de la sécurité et l'augmentation de l'efficacité opérationnelle.

Associée à des technologies comme l'IoT, la blockchain et le big data, la vision par ordinateur devrait permettre de mettre en place des solutions avancées et complexes alimentées par l'IA, comme le suivi des cargaisons en temps réel et la maintenance prédictive des équipements portuaires. Ces innovations permettront de rationaliser les opérations portuaires et de promouvoir la durabilité en optimisant l'utilisation de l'énergie et en réduisant les émissions de carbone. 

Principaux enseignements sur les ports intelligents

En intégrant la vision par ordinateur dans la gestion des ports, nous pouvons améliorer la sécurité, l'efficacité et la sûreté. De la surveillance des activités des travailleurs à l'automatisation de tâches complexes telles que la manutention des marchandises et la navigation des navires, les applications de vision par ordinateur peuvent offrir un large éventail d'applications et relever des défis cruciaux en matière de gestion portuaire. 

La tendance à l'automatisation et aux processus pilotés par l'IA met en lumière le potentiel des solutions Vision AI. En adoptant ces technologies de pointe, les ports peuvent se positionner en tant que leaders de l'industrie maritime mondiale, contribuant ainsi à la croissance économique et à la durabilité environnementale.

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