楊宇華，張 氫，聶飛龍

（1.上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司，上海 200125；2.同濟(jì)大學(xué) 機(jī)械與能源工程學(xué)院，上海 201804）

集裝箱碼頭是實(shí)現(xiàn)海陸物流輸送的樞紐，據(jù)統(tǒng)計(jì)世界貿(mào)易總額的2／3經(jīng)過(guò)港口和碼頭.隨著船舶大型化，港口的裝卸效率迫切需要不斷提高.再加上人力成本，碼頭對(duì)環(huán)保、節(jié)能等方面的要求越來(lái)越高.自動(dòng)化碼頭因其安全可靠性高、作業(yè)效率高（如采用雙小車(chē)岸橋?qū)崿F(xiàn)裝卸緩沖、一名司機(jī)遠(yuǎn)程遙控多臺(tái)場(chǎng)橋設(shè)備等）、場(chǎng)地利用率高、環(huán)境友好（如采用純電驅(qū)動(dòng)或混合驅(qū)動(dòng)）、人力成本低等顯著優(yōu)點(diǎn)而成為普遍發(fā)展趨勢(shì)，已在世界很多港口實(shí)現(xiàn)應(yīng)用.雖然世界上很多港口均已實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，但是其布置方案、裝卸工藝、裝卸效率等均不盡相同.本文通過(guò)對(duì)比世界上具有代表性的幾個(gè)自動(dòng)化碼頭方案及其裝卸工藝、效率、成本、優(yōu)缺點(diǎn)等，分析其中存在的問(wèn)題，最后指出自動(dòng)化碼頭中主要設(shè)備的發(fā)展方向.

1 自動(dòng)化碼頭的出現(xiàn)和發(fā)展

自動(dòng)化集裝箱碼頭首先出現(xiàn)在勞動(dòng)力成本昂貴和熟練勞動(dòng)力匱乏的歐洲.20世紀(jì)80年代中后期，自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展使得英國(guó)泰晤士港、日本川崎港和荷蘭鹿特丹港率先規(guī)劃嘗試建設(shè)自動(dòng)化集裝箱碼頭，運(yùn)營(yíng)效果達(dá)到了預(yù)期目標(biāo).但受經(jīng)濟(jì)波動(dòng)和財(cái)政政策的影響，自動(dòng)化集裝箱碼頭的發(fā)展一度陷入了停滯狀態(tài).世界上第一個(gè)自動(dòng)化集裝箱碼頭在1993年于荷蘭鹿特丹港投入運(yùn)行，接著是英國(guó)倫敦港、日本川崎港、新加坡港、德國(guó)漢堡港等相繼建成全自動(dòng)化或堆場(chǎng)自動(dòng)化即半自動(dòng)化的集裝箱碼頭.

自動(dòng)化集裝箱碼頭的發(fā)展過(guò)程基本可分為以下幾代：第一代以1993年投入運(yùn)營(yíng)的荷蘭鹿特丹港ECT（Europe Combined Terminals）碼頭為代表；第二代以2002年投入運(yùn)營(yíng)的德國(guó)漢堡港CTA（Container Terminal Altenwerder）碼頭為代表；第三代以2008年投入運(yùn)營(yíng)的荷蘭鹿特丹港Euromax碼頭為代表.目前中國(guó)剛剛建成的全自動(dòng)集裝箱碼頭是廈門(mén)遠(yuǎn)海自動(dòng)化碼頭，它是中國(guó)第一個(gè)全自動(dòng)化碼頭，也是采用眾多創(chuàng)新技術(shù)的第四代自動(dòng)化集裝箱碼頭.

2 世界范圍內(nèi)自動(dòng)化碼頭發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 荷蘭鹿特丹港

1993年投入運(yùn)營(yíng)的荷蘭鹿特丹港ECT Delta Sealand碼頭是第一代集裝箱自動(dòng)化碼頭的典型代表，它的岸橋采用單小車(chē)布置，集裝箱水平運(yùn)輸采用自動(dòng)導(dǎo)引小車(chē)（Automated Guided Vehicle，AGV）并沿固定圓形路線運(yùn)行.堆場(chǎng)每個(gè)堆區(qū)有1臺(tái)高速無(wú)人駕駛軌道吊，堆場(chǎng)為6排箱，堆4層.AGV裝卸點(diǎn)位于岸橋門(mén)框內(nèi)，AGV不進(jìn)入堆場(chǎng)，其裝卸點(diǎn)位于堆場(chǎng)端部并垂直于泊岸，如圖1所示.AGV速度是3m／s，采用內(nèi)燃機(jī)液壓驅(qū)動(dòng).如果場(chǎng)橋發(fā)生故障，則堆場(chǎng)同一箱垛的裝卸作業(yè)會(huì)受到嚴(yán)重影響.由于AGV以固定路線行駛，路線長(zhǎng)，不靈活，會(huì)產(chǎn)生堵塞，堆場(chǎng)前沿占用面積大，因此，ECT在總結(jié)Delta Sealand自動(dòng)化碼頭建設(shè)和使用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，于1997年建成Delta Dedicated East（DDE）自動(dòng)化集裝箱碼頭，2000年建成Delta Dedicated West（DDW）自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)集裝箱碼頭［1］.

于2008年投入運(yùn)營(yíng)的荷蘭鹿特丹港Euromax碼頭代表了第三代集裝箱自動(dòng)化碼頭，它的泊岸設(shè)備為雙小車(chē)岸橋，AGV速度是6m／s，采用柴油發(fā)電機(jī)電力驅(qū)動(dòng)，作業(yè)于岸橋后伸區(qū)域.堆場(chǎng)區(qū)采用全自動(dòng)軌道式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)ARMG，可堆5過(guò)6，跨10列集裝箱［2］.與第二代相比，堆場(chǎng)每個(gè)堆區(qū)內(nèi)的軌道吊為接力式對(duì)稱布置，如圖2所示.岸橋理論裝卸效率為40（標(biāo)準(zhǔn)箱）／h.上海振華重工集團(tuán)是Euromax碼頭岸橋設(shè)備供應(yīng)商.Euromax碼頭采用德國(guó)Dematic公司的Dynacore導(dǎo)航軟件對(duì)AGV進(jìn)行導(dǎo)航和控制，并采用美國(guó)Navis公司的信息自動(dòng)化軟件對(duì)碼頭進(jìn)行管理.堆場(chǎng)內(nèi)每個(gè)箱區(qū)設(shè)有1條AGV通道.在相互交叉的情況下，AGV不僅可以直行，而且可以轉(zhuǎn)彎、環(huán)行，還可在軌道式龍門(mén)起重機(jī)的門(mén)腿間進(jìn)行裝卸作業(yè).

2.2 新加坡巴西班讓（Pasir Panjang）碼頭

新加坡巴西班讓自動(dòng)化集裝箱碼頭采用的是岸橋（單小車(chē)）－拖掛車(chē)－高架棧橋式自動(dòng)化集裝箱起重機(jī)工藝系統(tǒng)［3］.拖掛車(chē)由人工駕駛，轉(zhuǎn)運(yùn)集裝箱時(shí)位于岸橋跨距內(nèi).堆場(chǎng)布置與碼頭岸線平行.堆場(chǎng)設(shè)備采用了桁架式自動(dòng)化場(chǎng)橋，這種場(chǎng)橋可堆高8個(gè)集裝箱，跨9個(gè)集裝箱.堆場(chǎng)內(nèi)將自動(dòng)化場(chǎng)橋與軌道龍門(mén)吊相結(jié)合，完成港口堆區(qū)的集裝箱作業(yè)，實(shí)現(xiàn)堆場(chǎng)作業(yè)自動(dòng)化［4］.

自動(dòng)化場(chǎng)橋負(fù)責(zé)處理中轉(zhuǎn)箱，集卡在自動(dòng)化場(chǎng)橋的跨下裝卸集裝箱（車(chē)道）；軌道龍門(mén)吊用于處理非中轉(zhuǎn)箱，人工操作，集卡在軌道龍門(mén)吊的兩側(cè)裝卸集裝箱.自動(dòng)化場(chǎng)橋共有6條作業(yè)線，每條線分為5個(gè)箱區(qū)，每個(gè)箱區(qū)配置兩臺(tái)小車(chē)，每臺(tái)小車(chē)有自己的工作區(qū)域，每個(gè)操作人員可同時(shí)操作4～5臺(tái)場(chǎng)橋小車(chē).場(chǎng)橋小車(chē)之間裝有防撞設(shè)施，當(dāng)場(chǎng)橋小車(chē)發(fā)生故障后，可以將場(chǎng)橋小車(chē)從作業(yè)區(qū)域移開(kāi)，進(jìn)行維修而不耽誤堆區(qū)內(nèi)的作業(yè).該自動(dòng)化場(chǎng)橋工藝有以下特點(diǎn)：場(chǎng)橋代替了吊具的大車(chē)，節(jié)約能源；大大節(jié)約了人力成本，1個(gè)堆區(qū)8臺(tái)機(jī)，僅需2人操作；裝卸過(guò)程簡(jiǎn)單，裝卸過(guò)程優(yōu)化易于實(shí)現(xiàn)；維修方便，不會(huì)影響堆場(chǎng)的作業(yè)［4］.

2.3 德國(guó)漢堡港

德國(guó)漢堡港CTA集裝箱碼頭建于1999年，1期工程于2002年建成投產(chǎn)，是第二代集裝箱自動(dòng)化碼頭的代表.CTA碼頭岸線長(zhǎng)約1400m，共有4個(gè)泊位，堆存能力3萬(wàn)TEU（20英尺標(biāo)準(zhǔn)集裝箱）；碼頭前沿配備14臺(tái)超巴拿馬型岸橋，可快速裝卸大型集裝箱船；鐵路作業(yè)區(qū)有6條長(zhǎng)700m的平行裝卸作業(yè)車(chē)道，配備4臺(tái)跨6條車(chē)道的軌道式龍門(mén)起重機(jī)進(jìn)行裝卸作業(yè)［5］.

CTA集裝箱碼頭的特點(diǎn)是岸橋?yàn)殡p小車(chē)結(jié)構(gòu)，水平運(yùn)輸采用AGV（在岸橋的后伸區(qū)域），以靈活路線運(yùn)行；堆場(chǎng)每個(gè)堆區(qū)內(nèi)的2臺(tái)軌道吊為穿越式布置，堆場(chǎng)為10排箱，堆4層［5］.碼頭的路徑規(guī)劃設(shè)計(jì)和設(shè)備調(diào)度采用了計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，如圖3所示.AGV利用異頻雷達(dá)導(dǎo)航，相對(duì)于固定路線運(yùn)行，其效率更高，但是調(diào)度更復(fù)雜.AGV起初采用內(nèi)燃機(jī)液壓驅(qū)動(dòng)，后來(lái)采用柴油發(fā)電機(jī)供電的電力驅(qū)動(dòng)，2009年逐步升級(jí)為動(dòng)力電池供電的電力驅(qū)動(dòng)以減少排放.2臺(tái)軌道吊冗余配置，某臺(tái)發(fā)生故障時(shí)對(duì)作業(yè)的影響較小，但是投資成本加大.由于集卡需進(jìn)入堆區(qū)作業(yè)，定位困難，另AGV按不固定路線運(yùn)行，因此調(diào)控較復(fù)雜.

2.4 日本名古屋碼頭

日本名古屋港Tobishima集裝箱碼頭是日本首個(gè)全自動(dòng)集裝箱碼頭［2］，也是目前公認(rèn)的世界上最先進(jìn)的自動(dòng)化集裝箱碼頭之一.該碼頭共有2個(gè)泊位，分別于2005年12月和2008年12月投入運(yùn)營(yíng).由于日本為多地震國(guó)家，其集裝箱碼頭的結(jié)構(gòu)和設(shè)備均采用強(qiáng)化抗震的設(shè)計(jì)工藝，以減小地震危害.

Tobishima集裝箱碼頭采用岸橋（單小車(chē)）－AGV－ARTG裝卸工藝.碼頭前沿共配備6臺(tái)超巴拿馬型岸橋.堆場(chǎng)區(qū)采用的全自動(dòng)輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)（ARTG）為堆4過(guò)5型、下跨6排箱［2］.水平運(yùn)輸采用AGV，AGV在岸橋跨距內(nèi)或后大梁下停放并轉(zhuǎn)運(yùn)集裝箱.按指令運(yùn)行至堆場(chǎng)內(nèi)時(shí)，由ARTG裝卸集裝箱.堆場(chǎng)布置沿碼頭岸線平行方向.Tobishima集裝箱碼頭是目前世界上唯一采用ARTG作為堆場(chǎng)設(shè)備的自動(dòng)化集裝箱碼頭.與一般的輪胎式龍門(mén)起重機(jī)相比，ARTG具有精度高、對(duì)位準(zhǔn)、穩(wěn)定性好、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，且具備自動(dòng)糾偏、光電控制、液壓汽缸防搖等功能.此外，該碼頭采用智能道口系統(tǒng)光學(xué)字符識(shí)別（OCR）技術(shù)和無(wú)線射頻識(shí)別（FRID）技術(shù)，結(jié)合電子信息提示牌、閘道系統(tǒng)、道口自助終端系統(tǒng)等多重設(shè)施，可實(shí)現(xiàn)集卡車(chē)號(hào)及集裝箱箱號(hào)的自動(dòng)采集.

2.5 ZPMC自動(dòng)化碼頭

2007年上海振華重工集團(tuán)（ZPMC）提出了世界上第一個(gè)高效智能型立體裝卸集裝箱系統(tǒng)的概念，位于ZPMC長(zhǎng)興島基地的示范線在開(kāi)發(fā)過(guò)程中得到了上海市科委和國(guó)家863計(jì)劃的支持.該自動(dòng)化系統(tǒng)將傳統(tǒng)碼頭的水平運(yùn)輸概念推廣到立體運(yùn)輸，采用立體式軌道高低架橋和清潔能源電動(dòng)車(chē)輛（軌道橋電動(dòng)小車(chē)、地面軌道回轉(zhuǎn)式電動(dòng)小車(chē)、軌道橋電動(dòng)起重小車(chē)）組成轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)，如圖4所示.它將傳統(tǒng)的AGV改為兩個(gè)方向立體交叉運(yùn)行的軌道平板車(chē)，上層與岸橋大車(chē)軌道平行，下層則與岸橋大車(chē)軌道方向垂直，由高架軌道起重機(jī)實(shí)現(xiàn)上下層升降銜接以及90°旋轉(zhuǎn).經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，示范系統(tǒng)（1條線）達(dá)到80TEU／h以上的裝卸效率，作業(yè)效率比目前世界集裝箱碼頭平均裝卸效率提高5%～10%；同時(shí)在節(jié)能、降低廢氣排放、降低噪音污染、可靠性、安全性等方面提高明顯.

2.6 廈門(mén)港碼頭

剛剛建成的廈門(mén)遠(yuǎn)海碼頭（見(jiàn)圖5）是國(guó)內(nèi)建成的第一個(gè)全自動(dòng)化碼頭，也是全球首個(gè)應(yīng)用第四代全自動(dòng)化技術(shù)的集裝箱碼頭，將為已建造碼頭提供升級(jí)換代標(biāo)準(zhǔn).其特點(diǎn)是岸橋?yàn)殡p小車(chē)，水平運(yùn)輸采用電池動(dòng)力靈活路線運(yùn)行的AGV，堆場(chǎng)內(nèi)的2臺(tái)軌道吊為接力式對(duì)稱布置，并引入AGV伴侶來(lái)解決軌道吊和AGV的耦合問(wèn)題.廈門(mén)港自動(dòng)化碼頭在設(shè)計(jì)階段首次運(yùn)用了國(guó)內(nèi)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的仿真系統(tǒng)，進(jìn)行自動(dòng)化集裝箱碼頭水平運(yùn)輸、堆場(chǎng)裝卸、路徑優(yōu)化等工作的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、統(tǒng)計(jì)和分析.

廈門(mén)港碼頭的特點(diǎn)在于：（1）取消傳統(tǒng)的由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的水平運(yùn)輸方式，將碼頭裝卸完全置于軌道上，用電驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，因而解決了噪音大、排放超標(biāo)、污染環(huán)境等問(wèn)題；（2）系統(tǒng)作業(yè)高效，岸橋和后方堆場(chǎng)軌道吊之間的水平運(yùn)輸車(chē)采用低架橋結(jié)合電動(dòng)小車(chē)形式，節(jié)能環(huán)保，且實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化；（3）實(shí)現(xiàn)了堆場(chǎng)無(wú)人化作業(yè)，系統(tǒng)采用由ZPMC自主研發(fā)的中央控制室計(jì)算機(jī)控制，降低了成本，提高了安全作業(yè)水平和產(chǎn)能.

圖1 荷蘭鹿特丹港ECT碼頭Fig.1 ECT terminal of Rotterdam port

圖2 荷蘭鹿特丹港Euromax碼頭Fig.2 Euromax terminal of Rotterdam port

3 世界主要自動(dòng)化碼頭方案及裝卸工藝對(duì)比

表1為以上建成的幾代自動(dòng)化碼頭方案與裝卸工藝對(duì)比（表中空缺處為未查到相關(guān)資料，部分資料出自文獻(xiàn)［3］）.

圖3 德國(guó)漢堡港CTA碼頭Fig.3 CTA terminal in Hamburg

圖4 長(zhǎng)興島集裝箱立體裝卸碼頭Fig.4 Stereoscopic loading and uploading container terminal in Changxing island

圖5 廈門(mén)遠(yuǎn)海集裝箱自動(dòng)化碼頭Fig.5 Ocean automated container terminal of Xiamen

4 集裝箱自動(dòng)化碼頭主要設(shè)備

4.1 岸橋

自動(dòng)化碼頭從第一代發(fā)展到第三代、第四代的過(guò)程中，岸橋技術(shù)也在不斷發(fā)展.總體而言，岸橋經(jīng)歷了單小車(chē)—雙小車(chē)—多種改進(jìn)型的發(fā)展過(guò)程.

雙小車(chē)岸橋上有前小車(chē)、中轉(zhuǎn)平臺(tái)和后小車(chē).卸船時(shí)，前小車(chē)負(fù)責(zé)將船上的集裝箱吊至中轉(zhuǎn)平臺(tái)，后小車(chē)將中轉(zhuǎn)平臺(tái)上的集裝箱吊放到水平運(yùn)輸工具上.裝船時(shí)則按相反過(guò)程進(jìn)行.由于雙小車(chē)岸橋2臺(tái)小車(chē)各自的運(yùn)行路程僅為單小車(chē)岸橋小車(chē)運(yùn)行路程的一半，故工作效率較高.ZPMC針對(duì)超巴拿馬船型開(kāi)發(fā)的新型雙小車(chē)岸橋具有如下特點(diǎn)：（1）2臺(tái)小車(chē)一高一低；（2）后小車(chē)設(shè)計(jì)速度大于前小車(chē)；（3）在中轉(zhuǎn)平臺(tái)上提取貨物裝上集裝箱轉(zhuǎn)銷，取轉(zhuǎn)銷不占用生產(chǎn)循環(huán)時(shí)間，提高了生產(chǎn)率.在后大梁下進(jìn)行集卡裝卸，避免了多輛集卡或AGV進(jìn)入門(mén)框時(shí)在轉(zhuǎn)彎處堵塞.此外還有雙40英尺箱雙小車(chē)岸橋，它與雙小車(chē)岸橋區(qū)別在于前后小車(chē)可以同時(shí)一次裝卸2個(gè)并排40英尺箱，中轉(zhuǎn)平臺(tái)可以保證并排的2個(gè)箱快速定位.圖6為ZPMC生產(chǎn)的雙小車(chē)岸橋.

表1 典型自動(dòng)化碼頭方案與裝卸工藝對(duì)比Tab.1 Comparison of the scheme and process of typical automation terminals

圖6 ZPMC雙小車(chē)岸橋Fig.6 Double dolly quayside container crane of ZPMC

為了進(jìn)一步提高前場(chǎng)堆場(chǎng)作業(yè)效率，文獻(xiàn)［6］提出在雙小車(chē)岸橋基礎(chǔ)上，岸橋使用雙大梁岸橋.雙大梁岸橋門(mén)框下掛有2支大梁，可以裝卸相鄰艙.雙大梁岸橋［7］在雙大梁上裝有平移機(jī)構(gòu)，這樣不僅單臺(tái)岸橋可以裝卸相鄰艙，而且可以由多臺(tái)雙大梁岸橋并排作業(yè)同時(shí)裝卸多個(gè)相鄰艙，見(jiàn)圖7.隨著自動(dòng)化碼頭的發(fā)展，可以同時(shí)卸載相鄰艙的雙大梁岸橋結(jié)合雙小車(chē)岸橋方案將成為未來(lái)碼頭岸橋發(fā)展的趨勢(shì).

圖7 雙大梁岸橋集裝箱起重機(jī)方案Fig.7 Scheme of the double boom quayside container crane

4.2 水平轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備

傳統(tǒng)自動(dòng)化碼頭水平轉(zhuǎn)運(yùn)工具多采用內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的集裝箱卡車(chē)、跨運(yùn)車(chē)、AGV等.其中AGV是自動(dòng)化碼頭中最廣泛使用的水平運(yùn)輸工具，目前以Euromax為代表的第三代自動(dòng)化碼頭的AGV速度已經(jīng)達(dá)到6m／s.從運(yùn)載能力來(lái)講，隨著雙小車(chē)岸橋出現(xiàn)，甚至三小車(chē)岸橋的提出，AGV也從只能運(yùn)載1個(gè)集裝箱向運(yùn)載2個(gè)或多個(gè)集裝箱發(fā)展.但是使用AGV進(jìn)行集裝箱轉(zhuǎn)運(yùn)也存在不少問(wèn)題，如投資成本高，環(huán)境污染嚴(yán)重，效率低等缺點(diǎn).

上海振華重工集團(tuán)于2007年提出的高效智能型立體裝卸集裝箱碼頭系統(tǒng)概念，將碼頭水平運(yùn)輸推廣到立體運(yùn)輸，并采用立體式軌道高低架橋和清潔能源電動(dòng)車(chē)輛組成運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng).

2013年，上海振華重工集團(tuán)開(kāi)發(fā)的廈門(mén)遠(yuǎn)海智能化集裝箱碼頭中，所有集裝箱的搬運(yùn)均采用市電驅(qū)動(dòng)；AGV首次采用鋰電池動(dòng)力，并實(shí)施“機(jī)會(huì)充電”新理念（根據(jù)每個(gè)循環(huán)需進(jìn)入交換區(qū)由AGV伴侶裝卸集裝箱的特點(diǎn)，在交換區(qū)設(shè)置充電裝置，在AGV伴侶作業(yè)的同時(shí)，補(bǔ)充每個(gè)循環(huán)的電能損失），使得200A·h級(jí)大載荷運(yùn)輸車(chē)輛采用電池驅(qū)動(dòng)成為現(xiàn)實(shí).經(jīng)預(yù)測(cè)，由于采用了市電和鋰電池等清潔能源驅(qū)動(dòng)，碼頭本身無(wú)污染、零排放.此外，創(chuàng)新設(shè)計(jì)的AGV伴侶解決了設(shè)備的作業(yè)耦合和擁堵問(wèn)題.AGV與雙小車(chē)岸橋的門(mén)架小車(chē)一起，使得AGV與自動(dòng)化軌道吊以及岸橋主小車(chē)之間不需相互等待，可提高作業(yè)效率和設(shè)備利用率.ZPMC的AGV（見(jiàn)圖8）主要技術(shù)如下：（1）自動(dòng)完成泊車(chē)位置檢測(cè)，電刷自動(dòng)進(jìn)入導(dǎo)電軌道；（2）自動(dòng)位置補(bǔ)償（三向）；（3）快速作業(yè)，機(jī)構(gòu)動(dòng)作總時(shí)間小于10s；（4）全天候操作環(huán)境，安全防護(hù)技術(shù).

4.3 堆場(chǎng)起重機(jī)

自動(dòng)化集裝箱碼頭堆場(chǎng)起重機(jī)主要是全自動(dòng)輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)ARTG或全自動(dòng)軌道式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)ARMG.ARTG采用內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)，運(yùn)行靈活性強(qiáng).ARMG則按照固定軌道行駛，使用電動(dòng)車(chē)輪驅(qū)動(dòng)，環(huán)境污染小.在迄今三代自動(dòng)化碼頭中，ARMG占據(jù)多數(shù).

目前ARTG，ARMG由吊1個(gè)集裝箱向吊多箱發(fā)展.ZPMC設(shè)計(jì)研發(fā)了可以同時(shí)吊2個(gè)40英尺或4個(gè)20英尺集裝箱的ARMG（雙起升場(chǎng)橋），如圖9，效率比常規(guī)岸橋提高30%以上.

此外德國(guó)漢堡港CTA自動(dòng)化集裝箱碼頭在堆垛時(shí)采用一高一低2臺(tái)全自動(dòng)軌道式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)ARMG.2臺(tái)ARMG軌距不同并運(yùn)行在不同軌道上，可以互相穿越運(yùn)行，各自均可獨(dú)立裝卸箱垛任何一部分，裝卸效率和靈活性較高.廈門(mén)港自動(dòng)化碼頭堆場(chǎng)內(nèi)ARMG為接力式對(duì)稱布置，借助AGV伴侶來(lái)解決軌道吊和AGV的耦合問(wèn)題.不難想象，可吊多箱的全自動(dòng)輪胎式／軌道式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)將在日后的自動(dòng)化碼頭堆場(chǎng)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，而堆場(chǎng)工藝的創(chuàng)新將進(jìn)一步提高堆場(chǎng)效率.

圖8 ZPMC的AGVFig.8 AGV of ZPMC

圖9 ZPMC雙起升場(chǎng)橋作業(yè)圖Fig.9 Operation diagram of double container crane

5 結(jié)語(yǔ)

隨著集裝箱船的大型化，集裝箱碼頭面臨吞吐量急劇增加的巨大壓力.加之勞動(dòng)力成本增加和勞動(dòng)力資源匱乏，以及環(huán)保理念深入人心，高效節(jié)能的自動(dòng)化碼頭已成為碼頭發(fā)展的趨勢(shì)，而科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步則為自動(dòng)化碼頭的發(fā)展帶來(lái)新的機(jī)遇.本文綜述了具有代表性的第一代至第三代自動(dòng)化碼頭，以及建成不久的第四代自動(dòng)化碼頭—廈門(mén)港自動(dòng)化碼頭方案，概括了自動(dòng)化碼頭的主要設(shè)備岸橋、水平運(yùn)輸工具、堆場(chǎng)起重機(jī)發(fā)展的一些新技術(shù).

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