長灘港自動化集裝箱碼頭建設(shè)和經(jīng)營概況

彭傳圣　彭澄

美國是世界經(jīng)濟和貿(mào)易大國，其貿(mào)易貨物主要以海運方式輸入和輸出。從港口集裝箱吞吐量來看，美國是僅次于我國的集裝箱運輸大國。2014年，美國沿海港口完成集裝箱吞吐量4 649萬TEU，占當年全球海港集裝箱吞吐總量的約6.8%。與歐洲國家自動化集裝箱碼頭發(fā)展較早的情況（歐洲國家早在1993年就出現(xiàn)了運作成熟的自動化集裝箱碼頭[1]）不同，盡管美國科技研究、開發(fā)和應(yīng)用能力較強，但在過去很長一段時間內(nèi)，由于美國碼頭工人擔心自動化集裝箱碼頭會減少其工作機會，碼頭工會對港口使用或推廣自動化技術(shù)的舉措表示強烈抵觸，導(dǎo)致美國一直沒有建設(shè)自動化集裝箱碼頭。鑒于在集裝箱吞吐量持續(xù)高速增長的情況下，即使碼頭使用新技術(shù)也不會減少碼頭工人工作機會總量，美國西海岸的國際碼頭和倉儲工會與代表碼頭雇主的太平洋海運協(xié)會于2002年簽署勞資合同，允許碼頭使用先進技術(shù)，但要求將在使用先進技術(shù)過程中創(chuàng)造的新工作機會提供給碼頭工人；美國東海岸的國際碼頭和倉儲工會與雇主的勞資合同中也有類似條款。美國自動化集裝箱碼頭建設(shè)進程由此開啟。2007年，樸茨茅斯港半自動化集裝箱碼頭投入運行；2014年，新澤西港半自動化集裝箱碼頭投入運行；同年，洛杉磯港TraPac自動化集裝箱碼頭一期工程投入運行；2016年4月7日，長灘港自動化集裝箱碼頭一期工程投入運行，該碼頭被認為是當前世界上最先進、最環(huán)保的集裝箱碼頭，完全建成后將成為美國最大的自動化集裝箱碼頭。

目前，我國廈門遠海集裝箱碼頭有限公司經(jīng)營的自動化集裝箱泊位已經(jīng)投入運行，另有不少港口正致力于建設(shè)自動化集裝箱碼頭。本文從工程選址和建設(shè)目標、平面布置和設(shè)備配置、自動化操作、環(huán)境保護、投資和經(jīng)營等方面介紹長灘港自動化集裝箱碼頭的相關(guān)情況，以期為國內(nèi)港口自動化集裝箱碼頭建設(shè)提供借鑒。

1 工程選址和建設(shè)目標

美國是集裝箱運輸?shù)陌l(fā)源地。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，一些老舊集裝箱碼頭已難以適應(yīng)集裝箱運輸發(fā)展的新形勢。一方面，隨著集裝箱船舶的大型化，碼頭設(shè)備設(shè)施難以滿足大型船舶的作業(yè)要求；另一方面，隨著進出口貿(mào)易高速增長，碼頭通過能力面臨嚴峻考驗。此外，業(yè)界對碼頭的船舶作業(yè)效率、集疏運效率、環(huán)境保護等服務(wù)質(zhì)量或社會責任的要求也不斷提高。為此，需要對老舊集裝箱碼頭進行技術(shù)改造，以便適應(yīng)船舶大型化趨勢，提升碼頭通過能力和服務(wù)水平，滿足環(huán)境保護要求等。

在此背景下，長灘港于2008年在原有的幾個老舊集裝箱碼頭所在的陸域和水域（見圖1）規(guī)劃建設(shè)自動化集裝箱碼頭（見圖2），在提高碼頭通過能力的同時，實現(xiàn)提高作業(yè)效率、改善環(huán)境質(zhì)量的目標。如圖1所示：D，E和F分別為長灘港中部港灣的D港區(qū)、E港區(qū)和F港區(qū)； D港區(qū)和E港區(qū)原為加利福尼亞聯(lián)合碼頭公司經(jīng)營的集裝箱碼頭，占地2；F港區(qū)原為長灘集裝箱碼頭公司經(jīng)營的集裝箱碼頭，占地2；①和③分別為1號港池和3號港池。[2]

長灘港自動化集裝箱碼頭工程建設(shè)周期為9年，將實現(xiàn)以下建設(shè)目標：

（1）對D港區(qū)、E港區(qū)和F港區(qū)的老舊集裝箱碼頭實施現(xiàn)代化改造，建設(shè)大型集裝箱碼頭，滿足大型船舶的作業(yè)要求以及進出口貿(mào)易增長對長灘港集裝箱通過能力的需求；

（2）應(yīng)用先進設(shè)備，有效減少空氣污染并降低健康風險；

（3）為加利福尼亞州南部地區(qū)創(chuàng)造大約個固定工作機會；

（4）在9年建設(shè)期內(nèi)，每年創(chuàng)造個臨時工作機會；

（5）采取綠色港口政策和圣佩德羅灣清潔空氣行動計劃要求的激進的環(huán)境保護措施；

（6）建設(shè)長度足夠的鐵路裝卸線并配置相應(yīng)的設(shè)備設(shè)施，將鐵路集疏運比例提高到至少35%（最高50%），相應(yīng)降低公路集疏運比例，從而緩解港口集疏運對交通和環(huán)境的負面影響。

長灘港自動化集裝箱碼頭工程分3期建設(shè)完成。一期工程于2011年11月2日開工建設(shè)，2016年初完成，建設(shè)內(nèi)容包括：（1）對E港區(qū)的集裝箱碼頭實施現(xiàn)代化改造， 建設(shè)2個大型泊位；（2）拓寬并浚深3號港池；（3）回填1號港池，形成2的陸域面積；（4）配置設(shè)備設(shè)施，使碼頭通過能力達到170萬TEU。 二期工程和三期工程將分別于2017年和2019年完成。

2 平面布置和設(shè)備配置

長灘港自動化集裝箱碼頭平面布置如圖3所示，設(shè)備設(shè)施配置情況如下：

（1）進港航道水深23.2 m，前沿水深18.3 m；

（2）陸域面積123.3 hm2；

（3）岸線總長1 295.4 m，設(shè)置3個泊位，通過能力330萬TEU；

（4）垂直于碼頭岸線布置36個集裝箱堆場，每個堆場可堆存8列5層集裝箱；

（5）配置14臺雙小車岸邊集裝箱起重機，外伸距，允許作業(yè)船舶甲板上積載24列集裝箱，作業(yè)船舶的最大載箱量可達；

（6）配置70臺自動堆碼起重機，跨8列集裝箱，堆5過6；

（7）配置72臺由電池驅(qū)動的自動導(dǎo)引車，額定載質(zhì)量，定位精度，可運載單個20英尺、30英尺、40英尺或45英尺集裝箱，也可同時運載2個20英尺集裝箱；

（8）配置1套自動導(dǎo)引車隊管理系統(tǒng)并設(shè)置1座電池置換站，可同時對2臺自動導(dǎo)引車的電池組實施置換，并自動完成重達的電池組的置換工作；

（9）配置5臺用于鐵路裝卸作業(yè)的帶雙外伸臂的軌道式龍門起重機，即多式聯(lián)運堆場起重機，跨6條裝卸線，外側(cè)外伸臂下另有1條裝卸線，可在7條裝卸線上實施雙層集裝箱列車的裝卸作業(yè)；

（10）配置總長的鐵路裝卸作業(yè)線；

（11）設(shè)置2個大門，共計28條進港車道和17條出港車道。

已投入使用的長灘港自動化集裝箱碼頭一期工程設(shè)備設(shè)施配置情況如下：

（1）陸域面積2；

（2）岸線長838 m，設(shè)置2個泊位，通過能力170萬TEU；

（3）布置16個集裝箱堆場；

（4）配置8臺雙小車岸邊集裝箱起重機；

（5）配置32臺自動堆碼起重機；

（6）配置38臺由電池驅(qū)動的自動導(dǎo)引車；

（7）配置2臺多式聯(lián)運堆場起重機（見圖4）；

（8）配置長9 144 m的鐵路裝卸作業(yè)線。

3 自動化操作

長灘港自動化集裝箱碼頭的操作過程與現(xiàn)有自動化集裝箱碼頭（如漢堡港自動化集裝箱碼頭）類似。集裝箱堆場垂直于碼頭岸線布置，海側(cè)設(shè)有自動導(dǎo)引車與自動堆碼起重機的交換區(qū)，陸側(cè)設(shè)有集卡與自動堆碼起重機的交換區(qū)。這樣的碼頭布置形式有效隔離了船舶-堆場作業(yè)與堆場-集卡作業(yè)。

雙小車岸邊集裝箱起重機采用半自動化操作方式：海側(cè)小車（主小車）由人工操作，負責中轉(zhuǎn)平臺與船舶之間的集裝箱運輸，需要人工操作的環(huán)節(jié)主要是裝船對位和卸船對箱；陸側(cè)小車（門架小車）自動完成中轉(zhuǎn)平臺與自動導(dǎo)引車之間的集裝箱操作。

自動導(dǎo)引車負責堆場海側(cè)與碼頭之間以及鐵路裝卸作業(yè)線與堆場之間的集裝箱運輸，操作完全自動化。

自動堆碼起重機負責堆場與堆場海側(cè)（自動導(dǎo)引車與自動堆碼起重機的交換區(qū)）之間以及堆場與堆場陸側(cè)（集卡與自動堆碼起重機的交換區(qū)）之間的集裝箱運輸，操作完全自動化。

集卡的操作過程如下：司機將裝載出口箱或空箱的集卡停在碼頭大門外的信息亭處，并將其運輸工人身份證（美國為進出港區(qū)人員定制的身份識別證件，通過多種技術(shù)手段確認持卡人身份）插入信息亭旁控制設(shè)備的讀卡器中；確認司機身份無誤后，控制設(shè)備為司機生成設(shè)備交接單；司機根據(jù)設(shè)備交接單上的信息，駕駛集卡到達相應(yīng)堆場，并將集卡車頭向外停在堆場陸側(cè)區(qū)域；司機下車進入防護棚并站到壓板上，壓板通知自動堆碼起重機將集卡裝載的出口箱或空箱卸下并堆放到堆場相應(yīng)位置，然后在堆場提取進口箱裝到集卡上；自動堆碼起重機完成上述操作后，司機駕駛集卡到附近的海關(guān)檢查站和底盤車安全性能檢查站接受檢查，通過檢查后離開碼頭。上述操作過程表明，長灘港自動化集裝箱碼頭的優(yōu)勢之一是進口箱、出口箱和空箱可以堆放在同一堆場，集卡載運出口箱或空箱進港卸載后，可以立即在同一堆場提取進口箱出港。

4 環(huán)境保護

美國對港口建設(shè)和經(jīng)營的環(huán)境和生態(tài)保護要求較高，社會認可是港口發(fā)展的基礎(chǔ)；因此，長灘港自動化集裝箱碼頭在規(guī)劃設(shè)計階段就充分考慮應(yīng)用先進的環(huán)境和生態(tài)保護技術(shù)，并在建設(shè)階段落實相關(guān)要求，為碼頭可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。長灘港自動化集裝箱碼頭采用的環(huán)境和生態(tài)保護技術(shù)措施如下：

（1）配備岸電供電設(shè)備設(shè)施，為靠港船舶使用岸電提供條件；

（2）配置充足的鐵路裝卸作業(yè)線和裝卸設(shè)備，大幅提升鐵路集疏運比例，相應(yīng)降低公路集疏運比例，從而減少港口集疏運導(dǎo)致的大氣污染物排放，改善空氣質(zhì)量；

（3）自動堆碼起重機和自動導(dǎo)引車等堆場作業(yè)設(shè)備以及多式聯(lián)運堆場起重機等鐵路裝卸設(shè)備全部采用電力驅(qū)動，避免因使用燃油驅(qū)動設(shè)備而導(dǎo)致的大氣污染物排放；

（4）碼頭建筑物均滿足“能源和環(huán)境設(shè)計先鋒”認證要求；

（5）配置污水處理系統(tǒng)；

（6）配置太陽能板發(fā)電設(shè)備設(shè)施；

（7）建設(shè)期綜合利用混凝土、鋼材、銅等各種廢舊材料。

5 投資和經(jīng)營

長灘港自動化集裝箱碼頭規(guī)劃階段的投資預(yù)算為7.5億美元，目前估算實際總投資將達到13.1億美元，其中，一期工程投資8.4億美元，后續(xù)工程投資4.7億美元。長灘港自動化集裝箱碼頭設(shè)備購置費用占總投資的比例較高：2012年向上海振華重工（集團）股份有限公司采購14臺岸邊集裝箱起重機和70臺自動堆碼起重機，合同總價3.466億美元，其中，岸邊集裝箱起重機和自動堆碼起重機的單臺采購價分別為萬美元和256萬美元；2014年向Terex Gottwald采購72臺自動導(dǎo)引車、1套自動導(dǎo)引車隊管理系統(tǒng)和1座電池置換站，合同總價萬美元。

2012年4月，東方海外貨柜航運有限公司與長灘港簽訂自動化集裝箱碼頭租賃合同，租期40年，租金46億美元。2016年4月7日，長灘港自動化集裝箱碼頭一期工程迎接首艘船舶“東方海外長灘”號掛靠。

美國建設(shè)自動化集裝箱碼頭的目的在于：提高集裝箱碼頭作業(yè)效率、可靠性和安全性；使堆場作業(yè)能力最大化；具備裝卸大型船舶的能力；環(huán)境友好；保持貨運碼頭競爭力。長灘港自動化集裝箱碼頭規(guī)劃設(shè)計初衷與此吻合，在建設(shè)過程中也落實了相關(guān)技術(shù)措施，其能否達到上述目標有待未來長期的經(jīng)營實踐檢驗。

6 結(jié)束語

當前，發(fā)達國家和地區(qū)港口集裝箱運輸發(fā)展主要面臨以下挑戰(zhàn)：第一，全球經(jīng)濟貿(mào)易發(fā)展進入新階段，未來經(jīng)濟發(fā)達國家和地區(qū)港口的集裝箱吞吐量可能增長有限，但集裝箱貨值將大幅上升，導(dǎo)致對集裝箱運輸系統(tǒng)的高效率、可靠性和安全性等要求提升；第二，港口面臨的加速船舶周轉(zhuǎn)、縮短集疏運車輛在港時間、保護環(huán)境等方面的壓力不斷增加；第三，發(fā)達國家和地區(qū)港口相關(guān)崗位的熟練操作人員短缺，人力資源成本持續(xù)上升。自動化集裝箱碼頭軟硬件技術(shù)先進，在減少對人力資源的依賴、提升集裝箱運輸效率和安全性、降低能耗和污染物排放等方面均有突出表現(xiàn)，為解決當前港口集裝箱運輸面臨的主要問題提供了有效途徑。我國是全球港口集裝箱吞吐量最大的國家，在2015年全球10大集裝箱港口中，我國港口占7個席位。我國港口在集裝箱運輸方面與發(fā)達國家和地區(qū)港口面臨類似挑戰(zhàn)，將現(xiàn)有的老舊碼頭改造為自動化集裝箱碼頭或者新建自動化集裝箱碼頭是我國港口應(yīng)對挑戰(zhàn)的有效手段之一。

參考文獻：

[1] 彭傳圣. 集裝箱碼頭的自動化運轉(zhuǎn)[J]. 港口裝卸，2003（2）：1-6.

[2]ALMEIDA R. New Technology Installed at OOCL's Long Beach Container Terminal[EB/OL].（2014-05-28）[2016-06- 18]. http：//gcaptain.com/new-technology-installed-oocl-long-beach- container-terminal/.

（編輯：張敏 收稿日期：2016-07-19）