自动化集装箱码头发展现状分析
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作者:陈洋
摘 要：文章结合国内外自动化集装箱码头建设实际，系统地介绍了自动化集装箱码头形成的原因、运营特点，并对发展自动化集装箱码头可能面临的问题进行分析，提出相应对策，为我国今后发展自动化集装箱码头提供了指导性建议。
关键词：集装箱码头;自动化;码头管理;信息化
中图分类号：U656.1 文獻标识码：A 文章编号：1006—7973（2020）02-0035-02
自1993年世界首个自动化集装箱码头（荷兰鹿特丹ECT）建成以来，至今已有二十多年的发展历史，自动化集装箱码头因其在降低人力成本、提高港口通过能力、降低装卸作业能耗、提升港口品牌形象等方面具有重要作用而受到世界各国的重视。我国的自动化集装箱码头建设虽然起步较晚，但成效显著，2017年，先后有青岛全自动化集装箱码头和上海洋山全自动化集装箱码头投入运营，而且在规模、技术上都处于世界领先地位，这标志着我国在全自动化集装箱码头发展上，实现了“从观望、到试验、到参与、再到引领”的快速发展。但是，任何事物都有其两面性，特别是对于像自动化集装箱码头这样的新生事物，我们在发展的同时，更要全面了解其综合特质，摸清规律，找出可能出现的问题，并制定相应的对策，只有这样，才能使自动化集装箱码头更加高效地发挥作用，使我国的港口建设与发展更加稳健高效。
1 自动化集装箱码头产生的背景
1.1全球经济快速发展的必然产物
集装箱码头作为进出口贸易的中间枢纽，其效率的高低，直接影响到整个物流供应链成本，也在一定程度上影响到对外贸易的发展。随着世界贸易的不断扩大，贸易量也迅猛增加，在这种贸易量大幅增加的背景下，如果仍然依靠过去的人工操作，必然导致码头的工作效率低下，工作出错率高等问题。大量信息技术的应用，单证无纸化，操作自动化，成为一种必然发展趋势，自动化集装箱码头正是这一大趋势下的产物。
1.2船舶大型化的需求
随着全球货运量的强势增长，集装箱船舶大型化的趋势日益明显。超大型船舶的投入，给集装箱码头的日常操作带来了更大的挑战。精确的船期编排、周全的作业策划、快速安全的装卸作业，成为码头需要面对的问题，要满足船公司的要求，必须投入充足的作业资源来保障，但是码头也需要考虑自身的运营成本，必须从内部挖潜力，优化工艺流程，提高管理水平，以最少的投入，获得预期的效果。如开发船舶自动配载系统、自动堆场系统、场桥远程操控系统、集卡全场调度系统等，既节省了人力，又提高了作业效率，还能为码头安全生产提供保障。
1.3港口企业增效节支的因素
随着我国经济的快速发展，人民生活水平不断提高，企业的用人成本也大幅增加，此外，企业还存在设备老化，设备故障率高，维修成本上升等问题，以上诸多因素迫使港口企业寻求减少人员，提高作业效率的新途径。先进智能技术代替人工操作，大幅降低了企业的成本支出，成为港口企业发展的新思路。如青岛港全自动化集装箱码头，整个码头相比之前，操作人员减少了70%，码头整体效率提高30%，不仅用工成本大幅降低，码头作业效率也大大提高。
1.4码头安全管理的需要
集装箱码头属于安全事故高发场所，而且大多数安全事故往往都是由于人的因素造成的，如不遵守规章制度、违反操作规范、疲劳作业、麻痹大意等，要想消除这些人为的不安全因素，就必须减少人员与设备的接触，实现人机分离，集装箱码头实现自动化，正是解决这一问题的正确途径。
2 与传统集装箱码头的异同
自动化集装箱码头由于是无人作业模式，相对于传统集装箱码头来说，必然有其自身的操作特点，我们在建设自动化集装箱码头之初，首先应对自动化集装箱码头的运作特点有一个充分的了解，统筹兼顾协调各方面因素，只有这样，才能保证自动化集装箱码头的安全高效，具体包括以下几个方面：
2.1使用自动化设备
与传统集装箱码头相比，自动化集装箱码头的设备主要有以下几个方面的变化：
2.1.1船边作业设备
传统集装箱码头的船边作业采用单小车装卸桥起吊，人工操作;自动化集装箱码头的船边作业则是采用双小车装卸桥起吊，船侧主小车由人工远程操控，陆侧副小车则是由电脑自动控制，无人操作，主小车与副小车之间采用平台过渡，这种操作模式可以减少设备的等待时间，提高工作效率;
2.1.2堆场作业设备
传统集装箱码头的堆场作业主要是柴油机驱动的轮胎式龙门吊，也有少部分集装箱码头采用电动的轨道式龙门吊，人工操作。自动化集装箱码头则全部采用全自动化的轨道式龙门吊，人工成本更省，作业效率更高。
2.1.3水平作业设备
传统集装箱码头从船边至堆场的运输主要是靠人工驾驶的牵引车运输，自动化集装箱码头的水平运输则是采用自动跨运车（ASHC）和自动导引车（AGV），分别适用于半自动化和全自动化集装箱码头。
2.1.4自动拆装集装箱扭锁的机器人
自动拆装集装箱扭锁机器人的应用，是我国在全自动化集装箱码头建设方面的重要创新，不仅大大提高了码头作业效率，还彻底实现了码头作业的人机分离，使码头作业更加安全。
2.2不同性质操作业务分开处理
为保证自动化集装箱码头的真正无人化，可以将一部分很难实现无人操作的业务分离开来，单独处理，在集装箱码头的具体业务中，需要人工处理的工作主要有以下几个方面：
2.2.1验箱工作
验箱包括日常验箱和海关查验箱两类。无论是哪种验箱，目前都需要人工来完成，所以，这部分业务可以分离开来，即设立单独的人工验箱区，所有进入到自动化码头的集装箱，均要事先在专门的验箱区进行检验，验箱结果会及时传递至自动化集装箱码头的闸口，只要验箱结果合格，车辆就可以顺利进入自动化集装箱码头。 2.2.2冷藏箱处理
冷藏箱是集装箱码头的一种特殊箱型，它需要插拔电处理，在这方面，自动化集装箱码头的操作与传统集装箱码头没什么区别，都需要人工去处理，这是因为电源的接通与断开，集装箱内温度的监测，都很难实现自动化。
2.3外集卡管理
外集卡是指外来集装箱码头交箱或取箱的社会车辆，对于这部分车辆的管理，自动化集装箱码头目前采用的是备案制度，即车辆所属企业预先到码头备案，并在系统里录入车辆和司机的信息，已备案的车辆，可凭司机身份证在闸口处验证后进出码头。
2.4闸口管理
传统集装箱码头的闸口需要大量的人力，而自动化集装箱码头由于采用车辆和司机预先备案和事先验箱的办法，其闸口工作仅需极少的人力来管理，每班大概2人，用于设备故障的观察、申报和维护，相对于传统集装箱码头的闸口，自动化集装箱码头的闸口几乎可以看作是无人操作的。
3 发展自动化集装箱码头应注意的问题及对策分析
3.1设备维护问题
自动化集装箱码头的设备都是无人操作，对设备故障不会有任何的预见性，因此，如果设备发生故障不能及时修复，势必引起作业现场的交通拥堵，导致作业中断，这是目前自动化集装箱码头普遍面临的问题。要解决这一问题，需要针对每种设备的特点，总结实践经验，对每种设备的故障特征进行综合归纳，在此基礎上，制订维修指导手册，并通过技术数据手段导入至设备控制系统里，以帮助维修师傅快速对设备的故障进行诊断。
3.2区域码头建设合理规划问题
建设自动化码头，需要从规划布局开始，新码头的建设运营，必然会对旧的码头造成冲击，容易引起盲目改造和恶性竞争，这不仅会造成港口资源的浪费，也会影响地区经济的发展。这就要求当地政府根据区域经济发展的特点进行统一的规划和开发，在规划初期就要考虑港口建设模式、工艺、环保等具有可持续性，既要适应自动化码头的发展，也要兼顾老码头业务，做到统筹兼顾，优劣互补，共同促进区域经济的发展。
3.3自动化码头投资成本问题
自动化码头的投资成本主要由两部分构成：一是码头基建成本;二是操作设备成本。基建成本的投入主要在设备定位方面，目前，大多是采用在码头地面镶嵌磁钉的方式，数万枚磁钉埋在码头地面上，形成一条无形的轨道为地面上的自动导引车提供位置信号和行进路线信号，这种物理信号传输方式的建造成本相当昂贵，但在目前5G技术尚未成熟之前，却是唯一可行的定位办法，今后随着5G技术的不断成熟，利用GPS无线信号实现精准定位将成为可能，自动化码头的建设成本必将大大降低。至于操作设备的制造成本，考虑到其自身的复杂性和先进性，相比传统的操作设备，其昂贵的价格也有其合理的一面，而且随着技术的不断发展和进步，自动化码头的设备制造成本不断降低，也是一种必然趋势。
参考文献：
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