自動(dòng)化碼頭發(fā)展趨勢(shì)探究

摘 要：當(dāng)前我國(guó)在大力推進(jìn)“一帶一路”的建設(shè)，給世界經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)增添了新的動(dòng)力，彰顯了中國(guó)作為有責(zé)任感的大國(guó)形象。“一帶一路”的建設(shè)為我國(guó)的交通運(yùn)輸行業(yè)提出了全新的高標(biāo)準(zhǔn)的要求，推動(dòng)我國(guó)航運(yùn)不斷向前邁進(jìn)。自動(dòng)化集裝箱碼頭的推廣應(yīng)用可以有效提高我國(guó)碼頭集裝箱裝卸效率，給港機(jī)市場(chǎng)的發(fā)展指明了前進(jìn)的方向，同時(shí)為港機(jī)制造企業(yè)帶來(lái)了全新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

關(guān)鍵詞：一帶一路；自動(dòng)化集裝箱碼頭；裝卸效率；港機(jī)市場(chǎng)“一帶一路”

1 概述

在當(dāng)前全球經(jīng)濟(jì)和平發(fā)展、合作共贏的主旋律下，中國(guó)作為世界最重要的經(jīng)濟(jì)體之一，其一舉一動(dòng)都備受各國(guó)的矚目。中國(guó)經(jīng)濟(jì)的平穩(wěn)向上發(fā)展是全球經(jīng)濟(jì)的保心丸也是驅(qū)動(dòng)全球經(jīng)濟(jì)回暖的主要力量。我國(guó)提出的“一帶一路”戰(zhàn)略是一項(xiàng)造福亞歐大陸的重要決策，有利于加強(qiáng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)合作和各國(guó)間的友好往來(lái)，對(duì)消除貧富差異，維護(hù)世界和平發(fā)展做出了重要的貢獻(xiàn)?！耙粠б宦贰睉?zhàn)略的主題思想就是加強(qiáng)沿線各國(guó)的貿(mào)易往來(lái)與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，使我國(guó)遠(yuǎn)洋航運(yùn)業(yè)的發(fā)展注入了新的動(dòng)力，自動(dòng)化碼頭的推廣建設(shè)同樣也是“一帶一路”戰(zhàn)略的重要環(huán)節(jié)之一。在當(dāng)今世界物流體系中，世界貿(mào)易總量的70%左右由海運(yùn)承擔(dān)。海運(yùn)以其得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)成為了國(guó)際物流體系中的絕對(duì)主力。港口作為“一帶一路”戰(zhàn)略版圖上的一個(gè)個(gè)節(jié)點(diǎn)，是加快推進(jìn)“一帶一路”戰(zhàn)略建設(shè)的重點(diǎn)領(lǐng)域，而集裝箱碼頭作為承載港口功能的主要形式擁有著極其重要的地位。自經(jīng)濟(jì)全球化趨勢(shì)興起之時(shí)，集裝箱碼頭自動(dòng)化改造的發(fā)展就備受世界各國(guó)的青睞。

2 自動(dòng)化碼頭發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 自動(dòng)化碼頭發(fā)展歷程

第一代自動(dòng)化集裝箱碼頭是位于荷蘭鹿特丹港的歐洲聯(lián)合碼頭公司（ECT）的DS集裝箱碼頭，于1993年投入運(yùn)營(yíng)，是第一代自動(dòng)化集裝箱碼頭的代表。該碼頭采用半自動(dòng)化岸橋進(jìn)行集裝箱裝卸作業(yè)，并使用了全自動(dòng)化堆場(chǎng)軌道吊RMG。水平轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的AGV完成，但DS自動(dòng)化集裝箱碼頭所采用的AGV運(yùn)行速度只能達(dá)到3m/s，且單次只支持一個(gè)集裝箱的裝卸。

第二代自動(dòng)化集裝箱碼頭是位于歐洲第二大貿(mào)易港漢堡港的CTA碼頭，歸漢堡港倉(cāng)儲(chǔ)公司（HH-LA）所有。其獨(dú)特之處在于由振華重工（ZPMC）研制的雙箱雙小車(chē)岸橋，該岸橋由兩種小車(chē)構(gòu)成，分別是海測(cè)小車(chē)和陸側(cè)小車(chē)。兩種小車(chē)高度不同、分工不同，交替接力的形式進(jìn)行作業(yè)，從而極大地提高了裝卸效率。同時(shí)，CTA碼頭的AGV較之荷蘭鹿特丹港的第一代自動(dòng)化集裝箱碼頭進(jìn)行了大幅優(yōu)化，從而從根本上解決了在鹿特丹港出現(xiàn)的AGV效率不高的弊端。同時(shí)漢堡港CTA碼頭的AGV通過(guò)改進(jìn)動(dòng)力系統(tǒng)，采用柴油發(fā)電機(jī)電力驅(qū)動(dòng)將運(yùn)行速度提高到了5.8m/s。同時(shí)通過(guò)DGPS系統(tǒng)與LADER系統(tǒng)的運(yùn)用，使得漢堡港的AGV定位精度大大提高，使小車(chē)在岸橋與堆場(chǎng)間穿梭自如，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的自動(dòng)化。

第三代自動(dòng)化集裝箱碼頭同樣是位于荷蘭鹿特丹港的EUROMAX碼頭，由和記黃埔所有。與前兩代相比，EUROMAX碼頭集各家之所長(zhǎng)，并結(jié)合最新一代港機(jī)機(jī)械設(shè)備技術(shù)，大幅提高了碼頭的自動(dòng)化與信息化水平，這些都得益于振華重工（ZPMC）所提供的設(shè)備支持。EUROMAX碼頭應(yīng)用了振華重工（ZPMC）的第二代大型雙箱雙小車(chē)岸橋技術(shù)，大大提升了岸橋的自動(dòng)化水平，同時(shí)采用了定位更為精準(zhǔn)的AGV小車(chē)，這些先進(jìn)機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用使得EUROMAX碼頭的自動(dòng)化水平達(dá)到了一個(gè)全新的高度。

2.2 自動(dòng)化碼頭發(fā)展現(xiàn)狀

加快自動(dòng)化集裝箱碼頭的規(guī)劃與發(fā)展已經(jīng)成為了世界航運(yùn)業(yè)界所達(dá)成的共識(shí)。目前，全自動(dòng)化集裝箱碼頭是自動(dòng)化碼頭發(fā)展的新趨勢(shì)、新潮流。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全世界在建和建成的自動(dòng)化集裝箱碼頭已多達(dá)30個(gè)，經(jīng)過(guò)不斷的實(shí)踐和積累，自動(dòng)化碼頭的發(fā)展有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。在港機(jī)設(shè)備領(lǐng)域，我國(guó)上海的振華重工有著極高的行業(yè)地位，并在自動(dòng)化碼頭研發(fā)領(lǐng)域有著重要的發(fā)言權(quán)。這得益于振華重工長(zhǎng)期致力于發(fā)展港機(jī)設(shè)備，長(zhǎng)期在自動(dòng)化碼頭技術(shù)領(lǐng)域深耕所積累的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。振華重工先后在2012年、2014年、2015年分別與廈門(mén)遠(yuǎn)海碼頭、上海洋山港、山東青島港等一批國(guó)內(nèi)遠(yuǎn)洋運(yùn)輸行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)簽訂了一系列的戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，興建了一批國(guó)際先進(jìn)、全國(guó)領(lǐng)先的智能化、自動(dòng)化的集裝箱碼頭，將我國(guó)集裝箱碼頭的自動(dòng)化水平提升到一個(gè)全新的高度。

3 自動(dòng)化集裝箱碼頭的主要設(shè)備

3.1 岸橋

隨著自動(dòng)化碼頭技術(shù)的不斷發(fā)展，岸橋的技術(shù)水平也在飛速提升，歷經(jīng)但小車(chē)、雙箱雙小車(chē)等改進(jìn)過(guò)程，朝著多種改進(jìn)的方向大步邁進(jìn)。目前在自動(dòng)化集裝箱碼頭中普遍應(yīng)用的雙箱雙小車(chē)岸橋主要包括海測(cè)小車(chē)、陸側(cè)小車(chē)與中轉(zhuǎn)平臺(tái)等關(guān)鍵部件。兩種小車(chē)交替接力，協(xié)調(diào)工作，大幅提高了集裝箱裝卸效率。中轉(zhuǎn)平臺(tái)的主要功能是控制、協(xié)調(diào)傳送時(shí)間，保證小車(chē)間交接的順利進(jìn)行。

3.2 水平轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備

目前，AGV是自動(dòng)化碼頭中應(yīng)用最為廣泛的水平轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備。目前德國(guó)漢堡港CTA碼頭與荷蘭鹿特丹港的EUROMAX碼頭所用的AGV均能達(dá)到60t的運(yùn)載能力與5.8m/s的運(yùn)行速度。二者均采用柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行電力驅(qū)動(dòng)，但是后者的定位能力要強(qiáng)于前者。隨著岸橋技術(shù)的發(fā)展，AGV也實(shí)現(xiàn)了從只運(yùn)載一個(gè)集裝箱到運(yùn)載多個(gè)集裝箱的跨越式發(fā)展。在2007年上海振華重工（ZPMC）首次提出了智能化立體裝卸集裝箱碼頭系統(tǒng)與立體轉(zhuǎn)運(yùn)概念，通過(guò)立體軌道高低架橋與系能源電動(dòng)小車(chē)構(gòu)建新型智能化轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)。并在2013年在與廈門(mén)市政府聯(lián)合開(kāi)發(fā)的廈門(mén)遠(yuǎn)海碼頭中實(shí)現(xiàn)了運(yùn)用。廈門(mén)遠(yuǎn)海碼頭是以振華重工以智能化、自動(dòng)化并輔以環(huán)保觀念為主題思想建設(shè)的國(guó)際領(lǐng)先的集裝箱碼頭，并首次引用鋰電池作為AGV的動(dòng)力來(lái)源，實(shí)現(xiàn)了碼頭的零排放。

3.3 堆場(chǎng)起重機(jī)

目前在自動(dòng)化集裝箱碼頭所應(yīng)用的堆場(chǎng)起重機(jī)主要是全自動(dòng)軌道式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)ARMG以及全自動(dòng)輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)ARTG。前者采用電力驅(qū)動(dòng)，清潔環(huán)保；后者采用內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，兩種堆場(chǎng)起重機(jī)各有優(yōu)勢(shì)。對(duì)于堆場(chǎng)起重機(jī)的改進(jìn)也主要集中在運(yùn)轉(zhuǎn)模式與起重能力上。振華重工研發(fā)的雙起升場(chǎng)橋ARMG最大起重能力達(dá)到了4個(gè)20英寸集裝箱，大幅提高了岸橋的工作效率。在運(yùn)轉(zhuǎn)模式，德國(guó)漢堡港的CTA碼頭采用高低雙軌式ARMG運(yùn)行模式，兩臺(tái)ARMG擁有不同的軌距且運(yùn)行中能夠互相穿越，裝卸效率和裝卸靈活性大幅提高。

4 自動(dòng)化碼頭存在的問(wèn)題

大量先進(jìn)港機(jī)設(shè)備的應(yīng)用，在大幅提升碼頭自動(dòng)化水平的同時(shí)，所帶來(lái)的主要問(wèn)題就是投資成本過(guò)高，這是必然的也是不可避免的。AGV小車(chē)的運(yùn)用給集裝箱裝卸提供便利的同時(shí)，其高額的導(dǎo)航設(shè)備與系統(tǒng)投資，使得很多港口企業(yè)望而卻步。同時(shí)AGV小車(chē)所采用的內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)模式，也給碼頭運(yùn)行過(guò)程中帶來(lái)巨大的噪音污染與廢氣污染。而且AGV小車(chē)依賴程序進(jìn)行導(dǎo)航轉(zhuǎn)運(yùn)，但是系統(tǒng)存在一定的故障率。一旦AGV運(yùn)行數(shù)量增多，容易造成系統(tǒng)壓力增大，導(dǎo)致轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)輛容易發(fā)生碰撞、堵塞，從而給集裝箱的裝卸造成了額外的負(fù)擔(dān)。

5 自動(dòng)化碼頭的發(fā)展趨勢(shì)

針對(duì)目前自動(dòng)化碼頭所存在的問(wèn)題，振華重工經(jīng)過(guò)對(duì)世界各大主要港口的細(xì)致調(diào)研，結(jié)合自身多年在港機(jī)設(shè)備的技術(shù)儲(chǔ)備，提出了切實(shí)有效的解決方案，指明了未來(lái)自動(dòng)化碼頭的發(fā)展趨勢(shì)。

針對(duì)AGV水平轉(zhuǎn)運(yùn)所用的昂貴的導(dǎo)航系統(tǒng)與內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)模式的弊病，振華重工提出了開(kāi)創(chuàng)性的立體軌道式自動(dòng)化集裝箱裝卸方案，通過(guò)多年自動(dòng)化碼頭運(yùn)用中積累的經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)的儲(chǔ)備，使用全新的工藝布局，通過(guò)軌道依托電驅(qū)動(dòng)模式來(lái)實(shí)現(xiàn)碼頭全部裝卸工作，并通過(guò)光纜、磁尺等高科技手段實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)的軌道定位。這種全新的集裝箱裝卸模式，不僅大幅提升了生產(chǎn)效率還縮減了碼頭建設(shè)運(yùn)營(yíng)成本，這是自動(dòng)化碼頭發(fā)展中開(kāi)天辟地的大事件，開(kāi)啟了自動(dòng)化碼頭智能化，高效化的新篇章。

6 結(jié)束語(yǔ)

港口作為國(guó)家“一帶一路”建設(shè)的重要戰(zhàn)略節(jié)點(diǎn)與布局領(lǐng)域，在促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展中扮演著極為重要的角色。集裝箱碼頭作為主要的物資流動(dòng)平臺(tái)，其自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)是順應(yīng)時(shí)代進(jìn)步的必然，也是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展的需要。

參考文獻(xiàn)

[1]楊宇華，張氫，聶飛龍.集裝箱自動(dòng)化碼頭發(fā)展趨勢(shì)分析[J].中國(guó)工程機(jī)械學(xué)報(bào)，2015（6）.

[2]李金龍.中國(guó)自動(dòng)化集裝箱碼頭的發(fā)展與挑戰(zhàn)[J].港口經(jīng)濟(jì)，2016（1）.

[3]劉曄.談自動(dòng)化集裝箱碼頭[J].港工技術(shù)，2014（2）.

作者簡(jiǎn)介：周春華（1982，12-），男，江蘇省東臺(tái)人，學(xué)歷：本科，畢業(yè)于上海海洋大學(xué)，職稱：中級(jí)工程師，研究方向：港口機(jī)械。