自動化集裝箱碼頭發展現狀分析

陳洋

摘 要：文章結合國內外自動化集裝箱碼頭建設實際，系統地介紹了自動化集裝箱碼頭形成的原因、運營特點，并對發展自動化集裝箱碼頭可能面臨的問題進行分析，提出相應對策，為我國今后發展自動化集裝箱碼頭提供了指導性建議。

關鍵詞：集裝箱碼頭;自動化;碼頭管理;信息化

中圖分類號：U656.1? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2020）02-0035-02

自1993年世界首個自動化集裝箱碼頭（荷蘭鹿特丹ECT）建成以來，至今已有二十多年的發展歷史，自動化集裝箱碼頭因其在降低人力成本、提高港口通過能力、降低裝卸作業能耗、提升港口品牌形象等方面具有重要作用而受到世界各國的重視。我國的自動化集裝箱碼頭建設雖然起步較晚，但成效顯著，2017年，先后有青島全自動化集裝箱碼頭和上海洋山全自動化集裝箱碼頭投入運營，而且在規模、技術上都處于世界領先地位，這標志著我國在全自動化集裝箱碼頭發展上，實現了“從觀望、到試驗、到參與、再到引領”的快速發展。但是，任何事物都有其兩面性，特別是對于像自動化集裝箱碼頭這樣的新生事物，我們在發展的同時，更要全面了解其綜合特質，摸清規律，找出可能出現的問題，并制定相應的對策，只有這樣，才能使自動化集裝箱碼頭更加高效地發揮作用，使我國的港口建設與發展更加穩健高效。

1 自動化集裝箱碼頭產生的背景

1.1全球經濟快速發展的必然產物

集裝箱碼頭作為進出口貿易的中間樞紐，其效率的高低，直接影響到整個物流供應鏈成本，也在一定程度上影響到對外貿易的發展。隨著世界貿易的不斷擴大，貿易量也迅猛增加，在這種貿易量大幅增加的背景下，如果仍然依靠過去的人工操作，必然導致碼頭的工作效率低下，工作出錯率高等問題。大量信息技術的應用，單證無紙化，操作自動化，成為一種必然發展趨勢，自動化集裝箱碼頭正是這一大趨勢下的產物。

1.2船舶大型化的需求

隨著全球貨運量的強勢增長，集裝箱船舶大型化的趨勢日益明顯。超大型船舶的投入，給集裝箱碼頭的日常操作帶來了更大的挑戰。精確的船期編排、周全的作業策劃、快速安全的裝卸作業，成為碼頭需要面對的問題，要滿足船公司的要求，必須投入充足的作業資源來保障，但是碼頭也需要考慮自身的運營成本，必須從內部挖潛力，優化工藝流程，提高管理水平，以最少的投入，獲得預期的效果。如開發船舶自動配載系統、自動堆場系統、場橋遠程操控系統、集卡全場調度系統等，既節省了人力，又提高了作業效率，還能為碼頭安全生產提供保障。

1.3港口企業增效節支的因素

隨著我國經濟的快速發展，人民生活水平不斷提高，企業的用人成本也大幅增加，此外，企業還存在設備老化，設備故障率高，維修成本上升等問題，以上諸多因素迫使港口企業尋求減少人員，提高作業效率的新途徑。先進智能技術代替人工操作，大幅降低了企業的成本支出，成為港口企業發展的新思路。如青島港全自動化集裝箱碼頭，整個碼頭相比之前，操作人員減少了70%，碼頭整體效率提高30%，不僅用工成本大幅降低，碼頭作業效率也大大提高。

1.4碼頭安全管理的需要

集裝箱碼頭屬于安全事故高發場所，而且大多數安全事故往往都是由于人的因素造成的，如不遵守規章制度、違反操作規范、疲勞作業、麻痹大意等，要想消除這些人為的不安全因素，就必須減少人員與設備的接觸，實現人機分離，集裝箱碼頭實現自動化，正是解決這一問題的正確途徑。

2 與傳統集裝箱碼頭的異同

自動化集裝箱碼頭由于是無人作業模式，相對于傳統集裝箱碼頭來說，必然有其自身的操作特點，我們在建設自動化集裝箱碼頭之初，首先應對自動化集裝箱碼頭的運作特點有一個充分的了解，統籌兼顧協調各方面因素，只有這樣，才能保證自動化集裝箱碼頭的安全高效，具體包括以下幾個方面：

2.1使用自動化設備

與傳統集裝箱碼頭相比，自動化集裝箱碼頭的設備主要有以下幾個方面的變化：

2.1.1船邊作業設備

傳統集裝箱碼頭的船邊作業采用單小車裝卸橋起吊，人工操作;自動化集裝箱碼頭的船邊作業則是采用雙小車裝卸橋起吊，船側主小車由人工遠程操控，陸側副小車則是由電腦自動控制，無人操作，主小車與副小車之間采用平臺過渡，這種操作模式可以減少設備的等待時間，提高工作效率;

2.1.2堆場作業設備

傳統集裝箱碼頭的堆場作業主要是柴油機驅動的輪胎式龍門吊，也有少部分集裝箱碼頭采用電動的軌道式龍門吊，人工操作。自動化集裝箱碼頭則全部采用全自動化的軌道式龍門吊，人工成本更省，作業效率更高。

2.1.3水平作業設備

傳統集裝箱碼頭從船邊至堆場的運輸主要是靠人工駕駛的牽引車運輸，自動化集裝箱碼頭的水平運輸則是采用自動跨運車（ASHC）和自動導引車（AGV），分別適用于半自動化和全自動化集裝箱碼頭。

2.1.4自動拆裝集裝箱扭鎖的機器人

自動拆裝集裝箱扭鎖機器人的應用，是我國在全自動化集裝箱碼頭建設方面的重要創新，不僅大大提高了碼頭作業效率，還徹底實現了碼頭作業的人機分離，使碼頭作業更加安全。

2.2不同性質操作業務分開處理

為保證自動化集裝箱碼頭的真正無人化，可以將一部分很難實現無人操作的業務分離開來，單獨處理，在集裝箱碼頭的具體業務中，需要人工處理的工作主要有以下幾個方面：

2.2.1驗箱工作

驗箱包括日常驗箱和海關查驗箱兩類。無論是哪種驗箱，目前都需要人工來完成，所以，這部分業務可以分離開來，即設立單獨的人工驗箱區，所有進入到自動化碼頭的集裝箱，均要事先在專門的驗箱區進行檢驗，驗箱結果會及時傳遞至自動化集裝箱碼頭的閘口，只要驗箱結果合格，車輛就可以順利進入自動化集裝箱碼頭。

2.2.2冷藏箱處理

冷藏箱是集裝箱碼頭的一種特殊箱型，它需要插拔電處理，在這方面，自動化集裝箱碼頭的操作與傳統集裝箱碼頭沒什么區別，都需要人工去處理，這是因為電源的接通與斷開，集裝箱內溫度的監測，都很難實現自動化。

2.3外集卡管理

外集卡是指外來集裝箱碼頭交箱或取箱的社會車輛，對于這部分車輛的管理，自動化集裝箱碼頭目前采用的是備案制度，即車輛所屬企業預先到碼頭備案，并在系統里錄入車輛和司機的信息，已備案的車輛，可憑司機身份證在閘口處驗證后進出碼頭。

2.4閘口管理

傳統集裝箱碼頭的閘口需要大量的人力，而自動化集裝箱碼頭由于采用車輛和司機預先備案和事先驗箱的辦法，其閘口工作僅需極少的人力來管理，每班大概2人，用于設備故障的觀察、申報和維護，相對于傳統集裝箱碼頭的閘口，自動化集裝箱碼頭的閘口幾乎可以看作是無人操作的。

3 發展自動化集裝箱碼頭應注意的問題及對策分析

3.1設備維護問題

自動化集裝箱碼頭的設備都是無人操作，對設備故障不會有任何的預見性，因此，如果設備發生故障不能及時修復，勢必引起作業現場的交通擁堵，導致作業中斷，這是目前自動化集裝箱碼頭普遍面臨的問題。要解決這一問題，需要針對每種設備的特點，總結實踐經驗，對每種設備的故障特征進行綜合歸納，在此基礎上，制訂維修指導手冊，并通過技術數據手段導入至設備控制系統里，以幫助維修師傅快速對設備的故障進行診斷。

3.2區域碼頭建設合理規劃問題

建設自動化碼頭，需要從規劃布局開始，新碼頭的建設運營，必然會對舊的碼頭造成沖擊，容易引起盲目改造和惡性競爭，這不僅會造成港口資源的浪費，也會影響地區經濟的發展。這就要求當地政府根據區域經濟發展的特點進行統一的規劃和開發，在規劃初期就要考慮港口建設模式、工藝、環保等具有可持續性，既要適應自動化碼頭的發展，也要兼顧老碼頭業務，做到統籌兼顧，優劣互補，共同促進區域經濟的發展。

3.3自動化碼頭投資成本問題

自動化碼頭的投資成本主要由兩部分構成：一是碼頭基建成本;二是操作設備成本。基建成本的投入主要在設備定位方面，目前，大多是采用在碼頭地面鑲嵌磁釘的方式，數萬枚磁釘埋在碼頭地面上，形成一條無形的軌道為地面上的自動導引車提供位置信號和行進路線信號，這種物理信號傳輸方式的建造成本相當昂貴，但在目前5G技術尚未成熟之前，卻是唯一可行的定位辦法，今后隨著5G技術的不斷成熟，利用GPS無線信號實現精準定位將成為可能，自動化碼頭的建設成本必將大大降低。至于操作設備的制造成本，考慮到其自身的復雜性和先進性，相比傳統的操作設備，其昂貴的價格也有其合理的一面，而且隨著技術的不斷發展和進步，自動化碼頭的設備制造成本不斷降低，也是一種必然趨勢。

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