淺述集裝箱碼頭裝卸工作效率提高的途徑

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(lái)越大，我國(guó)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(zhǎng)迅速，同時(shí)對(duì)港口碼頭運(yùn)輸能力要求也越來(lái)越高。如果說(shuō)海運(yùn)是全球貿(mào)易往來(lái)的樞紐，那么用來(lái)連接海運(yùn)與陸運(yùn)的港口則是實(shí)現(xiàn)全球資源配置的關(guān)鍵。我國(guó)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(duì)于港口效率的提高起到了極大的作用，所以本文即通過(guò)對(duì)集裝箱碼頭裝卸工藝的分析及與自動(dòng)化集裝箱碼頭堆場(chǎng)工藝結(jié)合的討論，來(lái)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(duì)比

現(xiàn)預(yù)測(cè)某港口5 年后貨物吞吐量為Q=14610t/年，1.5萬(wàn)噸級(jí)多用途泊位通過(guò)能力約40萬(wàn)---50萬(wàn)t/泊位。船舶達(dá)到符合泊松分布，占用泊位時(shí)間基本符合負(fù)指數(shù)分布。現(xiàn)通過(guò)兩種方式即加泊位數(shù)與提高裝卸效率來(lái)計(jì)算分析。通過(guò)最優(yōu)泊位數(shù)計(jì)算將泊位由3個(gè)提升到4個(gè)，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(wàn)元/日·泊位，cs=8.00萬(wàn)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(shí)間減少了0.87日。我國(guó)海域、陸域面積遼闊，港口處于不同地勢(shì)。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(guò)對(duì)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(lái)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(chē)與底盤(pán)車(chē)結(jié)合的裝卸工藝方案

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

表1 提高港口裝卸效率前后對(duì)比

船舶上的集裝箱通過(guò)岸橋被吊下來(lái)以后，卸載放置在碼頭前沿，再通過(guò)集裝箱跨運(yùn)車(chē)作用將集裝箱運(yùn)輸?shù)蕉褕?chǎng)，并進(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(lèi)較少。

圖1 傳統(tǒng)的集裝箱跨運(yùn)車(chē)裝卸工藝方案

然而集裝箱跨運(yùn)車(chē)價(jià)格比較昂貴、故障率也較高。如果搬運(yùn)、碼垛和拆垛全過(guò)程均只使用集裝箱跨運(yùn)車(chē)，由于運(yùn)行的距離較長(zhǎng)，容易對(duì)集裝箱跨運(yùn)車(chē)造成損壞，影響裝卸效率的同時(shí)也造成了經(jīng)濟(jì)的損壞。所以對(duì)此方案的改進(jìn)即將集裝箱跨運(yùn)車(chē)與底盤(pán)車(chē)結(jié)合起來(lái)，在搬運(yùn)過(guò)程用底盤(pán)車(chē)代替集裝箱跨運(yùn)車(chē)，用底盤(pán)車(chē)將集裝箱從碼頭前沿運(yùn)輸?shù)蕉褕?chǎng)，而集裝箱跨運(yùn)車(chē)只負(fù)責(zé)堆場(chǎng)上堆放作用。底盤(pán)車(chē)的運(yùn)輸機(jī)動(dòng)性較大，代替集裝箱跨運(yùn)車(chē)運(yùn)輸集裝箱既保證了集裝箱跨運(yùn)車(chē)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(dòng)化結(jié)合

目前全球大部分港口都致力于自動(dòng)化集裝箱碼頭建設(shè)，自動(dòng)化集裝箱碼頭分為全自動(dòng)化（只在船舶岸邊裝卸使用人工操作）和半自動(dòng)化（只有堆場(chǎng)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化）。我國(guó)自動(dòng)化集裝箱碼頭起步較晚，與國(guó)外技術(shù)相比有一定差距，我國(guó)僅有廈門(mén)港、洋山港等少數(shù)港實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)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(dòng)化碼頭轉(zhuǎn)型結(jié)合，在實(shí)踐學(xué)習(xí)中向完全自動(dòng)化轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)集裝箱碼頭裝卸工作效率的大幅度提高。

AGV自動(dòng)引導(dǎo)運(yùn)輸車(chē)是通過(guò)計(jì)算機(jī)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸車(chē)沿特定的路徑自動(dòng)行駛。目前AGV的動(dòng)力系統(tǒng)正向全電力方向發(fā)展，自身重量較輕，無(wú)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(dòng)引導(dǎo)輸運(yùn)車(chē)代替?zhèn)鹘y(tǒng)底盤(pán)車(chē)、叉車(chē)、集裝箱跨運(yùn)車(chē)等來(lái)運(yùn)輸，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)工藝所不具備的功能，例如無(wú)人駕駛、自動(dòng)導(dǎo)航、路徑優(yōu)化等。運(yùn)輸過(guò)程采用自動(dòng)引導(dǎo)運(yùn)輸車(chē)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的運(yùn)輸車(chē)，岸橋則選用雙小車(chē)岸橋，雙小車(chē)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(yǔ)

我國(guó)提出的“一帶一路”，加強(qiáng)沿線(xiàn)各國(guó)貿(mào)易往來(lái)與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，對(duì)我國(guó)的海運(yùn)工作也提出了更高加嚴(yán)格要求。所以希望通過(guò)本文對(duì)于集裝箱碼頭裝卸工作效率提高途徑的淺談，即對(duì)于傳統(tǒng)集裝箱碼頭裝卸工藝進(jìn)行改進(jìn)，同時(shí)將傳統(tǒng)集裝箱碼頭裝卸工藝向自動(dòng)化結(jié)合轉(zhuǎn)型。能夠?qū)τ谖覈?guó)港口建設(shè)起到一些建議幫助。