自動化碼頭內集卡作業調度優化

朱 龑

上海國際港務(集團)股份有限公司尚東集裝箱碼頭分公司

1 引言

自動化集裝箱碼頭普遍采用雙小車岸邊集裝箱起重機(以下簡稱岸橋)、自動化軌道式龍門起重機(以下簡稱軌道吊)與自動導引車相結合的裝卸工藝，相較傳統碼頭，可大幅縮減人機交互環節，提高作業安全水平和作業效率。目前，自動導引車為普通集裝箱的主要水平運輸機械，危險品、特種箱和后場轉堆作業仍需借助內集卡[1]。隨著碼頭吞吐能力不斷提升，內集卡作業量也隨之上升，內集卡周轉率以及軌內作業效率成為制約船舶作業效率的關鍵因素。

2 軌內作業岸邊生產組織優化

2.1 軌內作業線路

自動化碼頭的危險品堆場、特種箱堆場、查驗箱堆場一般為非自動化箱區，由輪胎式龍門起重機(以下簡稱輪胎吊)、集裝箱正面吊負責裝卸，需要使用內集卡作業。低平板掛車和過高架放置在內集卡停車場，內集卡根據作業要求更換掛車，港內車流圍繞自動化堆場呈逆時針總體流向[2-3]。

2.2 軌內作業拼箱流程

2.2.1裝船流程

控制員發送裝船指令，并綁定內集卡車號；內集卡空車開往自動化箱區陸側并掃碼，待系統調度指令后，軌道吊對內集卡發箱。此時內集卡車尾重車，開往危險品庫或特種箱區。內集卡到達危險品庫或特種箱區后，輪胎吊司機根據指令要求判斷是否需要將內集卡車尾小箱調至車頭，并對內集卡發箱，內集卡整車重車后開往岸邊。內集卡到達岸邊，等待裝船；控制員通知單船指導員和外輪理貨員就位，單船指導員安排內集卡作業順序并監護作業，橋邊指揮信號員指揮內集卡上檔(安裝鎖鈕)，并通過對講機告知岸橋遠程操作員船箱位，外輪理貨員做箱號確認以及裝船確認后，由岸橋遠程操作員完成裝船操作。

2.2.2 卸船流程

控制員發送卸船指令，并綁定內集卡車號，內集卡空車開往岸邊等待卸船?？刂茊T通知單船指導員和外輪理貨員就位，單船指導員安排內集卡作業順序并監護作業，橋邊信號指揮員指揮內集卡上檔(拆卸鎖鈕)，岸橋遠程操作員完成卸船操作，外輪理貨員做箱號確認以及卸船確認后，內集卡重車，開往危險品庫或特種箱區。輪胎吊司機對內集卡收箱，并根據剩余小箱在內集卡上位置判斷是否需要調整；內集卡帶車尾1個小箱開往自動化箱區陸側并掃碼，待系統調度指令后，軌道吊對內集卡收箱。

2.3 軌內作業目前存在的問題及其優化措施

2.3.1 自動化作業與軌內作業交替進行問題

岸橋需進行大批量軌內作業，受限于內集卡資源數量，自動化作業和軌內作業頻繁交替進行，會導致2方面問題：橋邊指揮信號員需往返于中轉平臺和軌內之間，無法及時安排上檔順序，即軌內有內集卡等待作業，但岸橋仍斷檔；在1條路安排1名橋邊指揮信號員情況下拆裝鎖鈕不及時，造成岸橋等待。

優化措施為：

(1)如軌內作業無需拆裝鎖鈕，控制員提前通知泊位管理員，由泊位管理員安排內集卡上檔順序并指揮作業。

(2)當中轉平臺配置2名橋邊指揮信號員，將平臺作業模式改成單人模式，1人負責軌內，1人負責中轉平臺；當中轉平臺配置1名橋邊指揮信號員，由控制員布置，泊位管理員安排，增加1名機動人員，輔助橋邊指揮信號員工作(最好具備危險品監護資質)。

(3)橋邊指揮信號員提前與鏟車聯系，在軌內準備好鎖鈕臨框，擺放位置需便于提前安裝鎖鈕。

(4)控制員提前通過工作軟件將軌內作業指令信息發送給泊位管理員，由泊位管理員負責安排、通知內集卡上檔順序。

2.3.2 內集卡上檔順序安排不合理問題

內集卡上檔順序安排不合理主要表現為：特種箱集中卸船，軌內高低平板掛車排序與作業要求不符，一般大件占用低平板資源；特種箱集中裝船，僅部分需要使用過高架，實際超限箱與非超限箱穿插作業，造成無需使用過高架的大件作業時長增加；岸橋作業完畢歸還過高架時，未及時安排拖掛車上檔，造成岸橋等待。

優化措施為：

(1)控制員安排特種箱卸船時，提前與泊位管理員和甲板指揮信號員確定作業工藝、所需高低平板數量以及作業順序，按要求通知內集卡更換平板，同時布置高低平板上檔順序，由橋邊指揮信號員負責落實。

(2)控制員安排特種箱裝船時，提前告知橋邊指揮信號員包括過高架拖掛車在內的所有內集卡上檔順序，同時將作業優先級告知內集卡和特種箱區輪胎吊，確保箱區發箱順序和岸邊作業優先級一致。

2.3.3 內集卡車頭朝向安排不合理問題

管理規定要求,40 ft集裝箱拖掛車裝1只20 ft集裝箱時，應放在拖掛車的后軸。當內集卡收到卸船雙箱吊指令，界面按船頭到船尾順序顯示集裝箱箱型，未顯示集裝箱危險品類別，同時進口船圖與實際情況可能存在誤差。因此當內集卡裝車后，如后箱是危險品，到危險品庫落箱后，需要輪胎吊回手作業，將剩余前軸箱調至后軸，增加內集卡周轉時間，同時占用輪胎吊資源。

優化措施為：控制員安排軌內危險品拼箱卸船時，提前與甲板指揮信號員確認危險品小箱所在位置(船頭/船尾)，布置內集卡車頭朝向，由橋邊指揮信號員負責落實，確保內集卡前軸是危險品。

2.3.4 內集卡裝箱位置不合理問題

內集卡裝箱位置不合理問題主要表現為：內集卡拖運兩關裝船單吊小箱，根據作業順序，在岸橋下先裝了后軸的小箱，導致前軸帶單個小箱，無法行駛，需岸橋回手；卸船最后一關單吊小箱，為充分利用內集卡資源，橋邊指揮信號員優先安排放前軸，導致內集卡前軸帶單個小箱，無法行駛，需岸橋回手。

優化措施為：

(1)控制員綁定內集卡指令后，告知其兩關單吊的作業關序，確保內集卡重車后，前軸小箱作業關序在前。

(2)單吊卸船，橋邊指揮信號員優先安排放內集卡后軸；針對1車僅拖1個小箱工況，控制員提前告知橋邊指揮信號員與內集卡。

2.3.5 甲板作業順序安排不合理問題

甲板作業順序安排不合理問題主要表現為：關艙后甲板第一關是危險品裝船，對應槽位的底鎖未擺放，岸橋軌內抓箱后無法及時作業；關艙后作業甲板，與裝船雙箱吊綁扎要求沖突，岸橋無法作業。

優化措施為：

(1)由于甲板指揮信號員使用的設備是對講機，無法接收電子船圖，船舶開工前，控制員需將打印好的進/出口船圖交接到現場；同時告知甲板指揮信號員優先作業的槽位，使之根據作業優先級擺放底鎖，如有加載也應及時告知。

(2)控制員需提前與甲板指揮信號員確認甲板雙箱吊中間是否需要綁扎，如需綁扎，應根據要求安排作業順序。

3 內集卡調度邏輯優化

3.1 現有內集卡調度邏輯及其問題分析

系統基于內集卡掛車狀態(高、低平板)、作業類型(裝卸、轉堆、某臺岸橋、所有)，自動匹配車號和指令，具體表現為：針對無超限數據的集裝箱，自動調度同作業類型的空車高平板；針對有超限數據的集裝箱，自動調度同作業類型的空車低平板；支持人工改配。

在實際生產中，高、低平板的使用范圍并非如此界定，且由于碼頭四班兩運轉的工時制度，負責同一個特種箱進出場操作的輪胎吊司機有概率不是同一個人，控制員在發送裝船指令前會跟特種箱區輪胎吊司機確認工藝，遇到超限數據臨界的情況，司機會先使用過高架嘗試，增加了不需要使用過高架和需要使用鋼絲繩特種箱的作業時間。

3.2 優化內容

3.2.1 內集卡調度邏輯優化

現階段碼頭配備有8臺內集卡，結合實際生產需求，在未購置新集卡前另租用了4臺集卡，受限于車況，只能拖運20 t以下非危險品箱。考慮到內集卡資源現狀，在大批量軌內集中作業時，控制員會盡量安排岸邊重進重出，即在內集卡完成A岸橋裝船指令后，再為其指定B岸橋卸船指令，以提高利用率，降低空駛距離?？刂茊T需要不斷調整集卡號，因此提出創建岸橋池、集卡池需求，岸橋可不限于同一條船舶，同池的內集卡自動接受岸橋指令，無需控制員介入。

與自動化作業指令不同，內集卡作業指令的狀態無法根據自動化機械單機層狀態變更，需由人工確認。為提高內集卡周轉率，更好地監測指令執行情況，需在內集卡控制界面增加內集卡進入當前作業階段時間，當控制員發現異常時可及時了解情況并采取應對措施。

3.2.2 內集卡控制界面優化

在內集卡控制界面增加“箱拖運要求”欄目，顯示該箱所需的工索具及掛車類型。針對卸船特種箱，由控制員在進口船圖中進行維護；針對裝船特種箱，進場時由輪胎吊司機在手持終端上錄入。控制員通過操作界面發送該箱作業指令，其對應的拖運要求顯示在內集卡控制界面和輪胎吊司機手持終端上，系統根據出勤車輛狀態，自動匹配集卡和指令。

圖1為優化后的內集卡控制界面，左側集卡任務管理區域新增“箱托運要求”和“進入當前階段時間”顯示列，便于控制員及時掌握所需信息、調整指令；右側新增“設備池維護”和“集卡池維護”區域，經控制員設置后，系統自動匹配同池岸橋任務和內集卡，大幅縮減人工作業量。

圖1 優化后的內集卡控制界面

4 結語

目前，自動化碼頭配備21臺岸橋、108臺軌道吊和110臺自動導引車，通過優化內集卡作業流程，改進控制員操作界面，調整后場機械彈性出勤等措施，可有效縮短岸橋在軌內作業中的無效待時，提高船舶作業效率。