自動化集裝箱碼頭工藝系統應用現狀及發展趨勢

楊振宇

摘 要：最近幾年我國的對外貿易規模不斷擴大，運輸的貨物數量也變得越來越多，貨物重量也變得越來越大，為此就要對貨物運輸效率和裝卸速度進行提升，這樣不僅是確保貨物正常運輸的重要保障，也是各個碼頭實現長久發展的基礎。現在很多港口碼頭都應用了自動化集裝箱工藝系統，而且取得了不錯的效果，基于此本文對該系統的應用現狀和未來發展進行了簡單介紹，希望通過本次研究能夠為港口碼頭發展提供助力。

關鍵詞：自動化集裝箱碼頭工藝系統;應用現狀;發展趨勢

0 引言

原來的集裝箱碼頭存在很多問題，不僅需要占據很大的面積還存在很多安全隱患，對于運輸要求也不能進行有效滿足，所以，就要應用先進的自動化工藝系統，以便可以更快速、安全的完成貨物運輸和裝卸工作。

1 自動化集裝箱碼頭工藝系統應用現狀

根據作業內容的不同可以將自動化集裝箱碼頭工藝系統分為三個環節（碼頭、堆場、水平運輸），在這其中占據主要地位的就是水平運輸環節。現在很多港口碼頭都會使用自動導引運輸車、集卡或跨運車三種設備進行碼頭和堆場之間的水平運輸，而且逐漸形成了以下三種具有代表性的自動化集裝箱碼頭工藝系統：

1.1 岸橋、自動導引運輸車和自動化軌道吊相結合

這種工藝系統就是利用雙小車岸橋開展碼頭裝卸操作，利用自動化軌道吊開展堆場裝卸，并借助自動導引運輸車在碼頭和堆場之間進行貨物輸送，其中比較具有代表性的碼頭有國外的鹿特丹ETC碼頭和Euromax碼頭，鹿特丹一共建立了四座自動化碼頭，這四座碼頭分別建立在不同的時期是對該工藝系統發展歷史的充分體現，國內采用這種模式的自動化碼頭主要位于廈門、青島和上海，到目前為止建成了三座。

1.2 岸橋、跨運車和自動化軌道吊相結合

這種工藝系統和上面介紹的工藝系統最大的區別就是采用跨運車作為了碼頭和堆場之間進行貨物輸送的主要方式，而且碼頭裝卸操作變為了單小車岸橋，至于堆場岸線布置則是采用垂直的形式，在箱區兩端還需要水平運輸設備和軌道吊進行對接。和自動導引運輸車相比，跨運車的定位不夠精確，為了確保運輸安全和速度，很多應用該工藝系統的碼頭都會采用分步自動化對策，也就是由人工駕駛完成短途輸送，至于堆場作業則會采用自動化策略。相信等到各種技術發展成熟后就會用無人駕駛替代人工模式，真正達成自動化目標。其中比較具有代表性的碼頭主要位于倫敦和比利時還有西班牙。

1.3 岸橋、集卡和自動化軌道吊相結合

這種工藝系統會借助單小車岸橋完成碼頭裝卸，利用集卡進行水平輸送，利用雙懸臂軌道吊完成堆場裝卸，集裝箱需要放置在軌道內，集卡運輸道路位于懸臂下面。之所以選擇雙懸臂軌道吊是因為這種軌道吊能夠讓集卡在懸臂下面進行對接。為了確保操作的安全性，目前集卡對內運輸已經實現了自動化，對于對外運輸則需要人工進行遠程操控。堆場岸線布置一般會采用平行的形式。亞洲地區由于人工成本不太高，因此會采用這種工藝系統，例如，高雄高明碼頭、深圳媽灣海星碼頭等，在阿聯酋迪拜也有這種類型的碼頭。

2 自動化集裝箱工藝系統發展趨勢

2.1 實現集裝箱鎖銷拆裝自動化

對各個自動化碼頭進行調查后發現，很多自動化碼頭仍在采用人工進行集裝箱鎖銷拆裝，為此，一些企業開發了自動化鎖銷拆裝設備，而且在實際應用了取得了不錯的效果。所謂的自動化鎖銷拆裝設備就是通過機械臂進行旋轉完成拆裝集裝箱鎖銷的操作，但是由于國際上并沒有制定統一的鎖銷構造標準，所以各個碼頭采用的鎖銷都存在一定不同，但是自動化鎖銷拆裝設備并不能適用于所有類型的鎖銷，而且該設備離不開人工操作。雖然現在的自動化鎖銷拆裝設備還存在很多缺陷，但是隨著技術的不斷發展，未來的自動化鎖銷拆裝設備將會在碼頭裝卸中發揮出更大的效用。

2.2 實現岸橋操控遠程化

原來的自動化集裝箱工藝系統主要采用人工的形式進行岸橋作業，隨著科學技術的發展又變為了主小車、副小車作業，現在除了在一些環節中還需要采用人工遠程操控之外，其他的環節都實現了自動化操作，自動化程度不斷提升，工作人員的勞動負擔不斷降低，工作環境也會變得越來越好。相信未來的遠程操控技術將會變得更加先進和精確，在港口碼頭中的應用也會更加廣泛。

2.3 實現駕駛智能化

駕駛智能化不僅要解決路由決策的不確定性還要對交通進行準確規劃，而且會受到投資和作業效率的影響。例如，自動導引運輸車就是利用車載天線來對車輛位置信息進行獲取，之后由計算機控制車輛按照規定線路進行自動前進，再如，跨運車的導航方式則是將GPS和定位雷達進行了結合。隨著車輛智能化的不斷進步，汽車智能化駕駛也實現了快速發展。無人駕駛汽車能夠對周邊駕駛環境進行接收和識別，然后通過高精度傳感器傳送給人工智能系統，由該系統指揮車輛前進，為了讓車輛之間能夠對行駛中的信息進行交換，并和交通系統就路況、道路情況等信息進行交流，污染駕駛汽車還采用了車聯網技術，這樣車輛就可以得到更完善的信息。

雖然現在只有很少數汽車實現了無人駕駛，但是隨著科學技術的不斷進步，無人駕駛將會越來越普及，自動化集裝箱碼頭也會實現智能化、自動化運輸。在堆場和碼頭之間進行水平運輸的交通設備上應用智能駕駛技術能夠有效提高導航精確度和控制準確性，水平運輸效率也會變得更高，運輸成本也能實現降低，從而推動自動化集裝箱碼頭工藝系統實現更好發展。

2.4 實現新能源的廣泛應用

隨著科學技術的快速發展，自動化集裝箱碼頭交通運輸設備也變得越來越節能和環保，如，自動導引運輸車由原來的以柴油為動力變為了以鋰電池為動力，這樣不僅可以降低碼頭環境污染程度，還可以對作業噪音進行減輕，工作人員的工作環境也得到了改善。而且鋰電池充滿電后可以連續工作8個多小時，相信未來的鋰電池續航時間將會更長，高性能電池將會成為交通運輸設備的主要動力。

現在我國已經有些大港口應用了以天然氣作為動力的集卡當做運輸設備，而且取得了不錯的節能環保成效。在輪胎吊上也可以采用液化天然氣作為動力，而且已經有實驗證實這種想法是可行的，至于自動導引運輸車和跨運車也可以開展新能源動力方面的研究。未來的碼頭水平運輸勢必會朝著新能源和高效能方向發展。

2.5 實現輪胎吊自動化

輪胎吊和軌道吊有著不同的行走機構，由于輪胎會出現變形，因此作業時不能對輪胎吊進行精確定位，想要實現輪胎吊自動化也存在很多問題，不僅要對集裝箱堆積位置距離進行精準確定，還要做好堆積控制，對于自動向目標位置也要控制好。現在我國只有深圳和上海的碼頭對自動化輪胎吊技術進行了研究，而且取得了一定效果。

3 結語

隨著我國經濟水平的不斷提升，對于碼頭運輸和裝卸的要求也變得越來越高，為此各個碼頭就要對運輸能力和裝卸效率進行提升，而應用自動化集裝箱碼頭工藝系統不僅可以對機械化水平進行增強，還可以降低人工成本，運輸和裝卸速度也會變得越來越高，資源浪費也能得到遏制，碼頭工作也會變得更加安全和穩定。雖然自動化集裝箱碼頭工藝系統在很多碼頭已經得到了應用，也取得了不錯的成績，但是還有很多地方需要提升，未來的發展走向就是實現高效化和集約化。

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