孫梓峰 張俊生 劉勇男 陳昌平 大連海洋大學(xué)海洋與土木工程學(xué)院

1.引言

隨著經(jīng)濟(jì)貿(mào)易全球化影響越來越大，我國貿(mào)易事業(yè)也得到了快速發(fā)展，在海運(yùn)方面港口集裝箱吞吐量增長迅速，同時對港口碼頭運(yùn)輸能力要求也越來越高。如果說海運(yùn)是全球貿(mào)易往來的樞紐，那么用來連接海運(yùn)與陸運(yùn)的港口則是實現(xiàn)全球資源配置的關(guān)鍵。我國正致力于提高港口效率，而提高集裝箱碼頭裝卸工作效率對于港口效率的提高起到了極大的作用，所以本文即通過對集裝箱碼頭裝卸工藝的分析及與自動化集裝箱碼頭堆場工藝結(jié)合的討論，來為裝卸工作效率提高提出建議。

2.提高港口效率的兩種方式——優(yōu)化泊位數(shù)與提高裝卸效率的對比

現(xiàn)預(yù)測某港口5 年后貨物吞吐量為Q=14610t/年，1.5萬噸級多用途泊位通過能力約40萬---50萬t/泊位。船舶達(dá)到符合泊松分布，占用泊位時間基本符合負(fù)指數(shù)分布?，F(xiàn)通過兩種方式即加泊位數(shù)與提高裝卸效率來計算分析。通過最優(yōu)泊位數(shù)計算將泊位由3個提升到4個，而研究泊位裝卸效率則是由原有2000t/日·泊位提高到3 000 t/日·泊位。其中G=5000t/艘，cb=2.92萬元/日·泊位，cs=8.00萬元/日·艘。

從表1中可以看出增加泊位數(shù)與提高裝卸效率均有利于提高港口效率，但與增加泊位數(shù)相比，提高泊位裝卸效率的方式卻使船舶在港時間減少了0.87日。我國海域、陸域面積遼闊，港口處于不同地勢。由于考慮到地形的影響，想要取得最優(yōu)泊位數(shù)也存在一定的困難，而通過對集裝箱碼頭工作機(jī)械的改進(jìn)、合理配置集裝箱裝卸工藝方案等方法來提高裝卸效率適應(yīng)于大部分集裝箱碼頭。所以本文主要討論集裝箱裝卸效率提高的途徑。

3.傳統(tǒng)集裝箱碼頭裝卸工藝改進(jìn)：集裝箱跨運(yùn)車與底盤車結(jié)合的裝卸工藝方案

傳統(tǒng)的集裝箱跨運(yùn)車裝卸工藝方案：船舶→岸橋→集裝箱跨運(yùn)車→堆場，如圖1。

表1 提高港口裝卸效率前后對比

船舶上的集裝箱通過岸橋被吊下來以后，卸載放置在碼頭前沿，再通過集裝箱跨運(yùn)車作用將集裝箱運(yùn)輸?shù)蕉褕觯⑦M(jìn)行堆垛。該裝卸工藝方案靈活多變，隨機(jī)應(yīng)變性較強(qiáng)，能夠獨(dú)立完成集裝箱的搬運(yùn)、堆垛作業(yè)，需要配備的機(jī)械種類較少。

圖1 傳統(tǒng)的集裝箱跨運(yùn)車裝卸工藝方案

然而集裝箱跨運(yùn)車價格比較昂貴、故障率也較高。如果搬運(yùn)、碼垛和拆垛全過程均只使用集裝箱跨運(yùn)車，由于運(yùn)行的距離較長，容易對集裝箱跨運(yùn)車造成損壞，影響裝卸效率的同時也造成了經(jīng)濟(jì)的損壞。所以對此方案的改進(jìn)即將集裝箱跨運(yùn)車與底盤車結(jié)合起來，在搬運(yùn)過程用底盤車代替集裝箱跨運(yùn)車，用底盤車將集裝箱從碼頭前沿運(yùn)輸?shù)蕉褕?，而集裝箱跨運(yùn)車只負(fù)責(zé)堆場上堆放作用。底盤車的運(yùn)輸機(jī)動性較大，代替集裝箱跨運(yùn)車運(yùn)輸集裝箱既保證了集裝箱跨運(yùn)車的安全運(yùn)行又提高了運(yùn)行的效率，便極大的提高了碼頭裝載工作效率。

4.傳統(tǒng)集裝箱碼頭裝卸工藝與自動化結(jié)合

目前全球大部分港口都致力于自動化集裝箱碼頭建設(shè)，自動化集裝箱碼頭分為全自動化（只在船舶岸邊裝卸使用人工操作）和半自動化（只有堆場環(huán)節(jié)實現(xiàn)自動化）。我國自動化集裝箱碼頭起步較晚，與國外技術(shù)相比有一定差距，我國僅有廈門港、洋山港等少數(shù)港實現(xiàn)全自動化。所以我們目前應(yīng)將傳統(tǒng)集裝箱碼頭裝卸工藝向半自動化碼頭轉(zhuǎn)型結(jié)合，在實踐學(xué)習(xí)中向完全自動化轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)集裝箱碼頭裝卸工作效率的大幅度提高。

AGV自動引導(dǎo)運(yùn)輸車是通過計算機(jī)控制來實現(xiàn)運(yùn)輸車沿特定的路徑自動行駛。目前AGV的動力系統(tǒng)正向全電力方向發(fā)展，自身重量較輕，無排放，能夠極大的提高集裝箱碼頭的運(yùn)輸效率。

利用AGV 自動引導(dǎo)輸運(yùn)車代替?zhèn)鹘y(tǒng)底盤車、叉車、集裝箱跨運(yùn)車等來運(yùn)輸，實現(xiàn)傳統(tǒng)工藝所不具備的功能，例如無人駕駛、自動導(dǎo)航、路徑優(yōu)化等。運(yùn)輸過程采用自動引導(dǎo)運(yùn)輸車來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的運(yùn)輸車，岸橋則選用雙小車岸橋，雙小車交替循環(huán)運(yùn)輸從而極大提高碼頭工作效率。

5.結(jié)束語

我國提出的“一帶一路”，加強(qiáng)沿線各國貿(mào)易往來與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，對我國的海運(yùn)工作也提出了更高加嚴(yán)格要求。所以希望通過本文對于集裝箱碼頭裝卸工作效率提高途徑的淺談，即對于傳統(tǒng)集裝箱碼頭裝卸工藝進(jìn)行改進(jìn)，同時將傳統(tǒng)集裝箱碼頭裝卸工藝向自動化結(jié)合轉(zhuǎn)型。能夠?qū)τ谖覈劭诮ㄔO(shè)起到一些建議幫助。