自動(dòng)化碼頭對我國港口經(jīng)濟(jì)的影響及未來發(fā)展對策

董楠

（上海振華重工(集團(tuán))股份有限公司，上海 200125）

1.自動(dòng)化碼頭發(fā)展現(xiàn)狀

目前，全球建成了33個(gè)自動(dòng)化集裝箱碼頭，憑借降低碼頭人工成本、提高港口吞吐量、降低設(shè)備能耗、改善港口形象等優(yōu)勢，自動(dòng)化集裝箱碼頭成為了未來發(fā)展的必然趨勢。

1.1 國外自動(dòng)化碼頭發(fā)展現(xiàn)狀

在各國自動(dòng)化碼頭發(fā)展過程中，一些發(fā)達(dá)國家，例如英國、德國等。他們在效率和技術(shù)方面表現(xiàn)得更為明顯。另外，雖然自動(dòng)化集裝箱碼頭最早出現(xiàn)在歐洲，但這項(xiàng)技術(shù)是比荷蘭更新的晚一些的。目前，德國使用的是二代自動(dòng)化碼頭。雖然，德國在自動(dòng)化方面相比荷蘭是比較晚的，但是其在世界范圍內(nèi)發(fā)揮著重要的作用。目前，德國汽車碼頭的長度是比較長的，大概是1400m共有4個(gè)泊位。適用于碼頭起重機(jī)多的大型卸貨作業(yè)。但是，雙小車結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)更加明顯，并且還采用了橫向運(yùn)輸和彈性的路線。但也存在一些問題，比如后期維護(hù)的成本是比較高的以及對某些操作的控制不夠充分。不過，倫敦門戶碼頭由迪拜環(huán)球港口集團(tuán)投資開發(fā)，位于倫敦港東側(cè)的碼頭前岸線規(guī)劃為2700m，水深17m。共6個(gè)泊位設(shè)計(jì)年集裝箱吞吐量360萬標(biāo)準(zhǔn)箱。碼頭的建設(shè)分為五個(gè)階段的工程項(xiàng)目。一期工程包括3張床位、長海岸線、12臺碼頭起重機(jī)、28臺跨運(yùn)車和40臺自動(dòng)軌道起重機(jī)。碼頭1號泊位于2013年11月開通首艘集裝箱船。倫敦門戶碼頭采用“雙40英尺岸橋+跨運(yùn)車+自營船車”作業(yè)技術(shù)。40英尺雙碼頭起重機(jī)以其起重能力、起重高度、福利和后支腿下方的六個(gè)寬作業(yè)車道體現(xiàn)了沿海船舶的工作。海邊的水平運(yùn)輸采用具有起重能力的“堆疊一對二”橫向運(yùn)輸。堆場設(shè)計(jì)垂直于海岸線，因此最大的集裝箱區(qū)域可以容納36個(gè)標(biāo)準(zhǔn)集裝箱位置（大約長度）。[1]

1.2 國內(nèi)自動(dòng)化碼頭發(fā)展現(xiàn)狀

在中國，集裝箱自動(dòng)化碼頭的建設(shè)也在加緊進(jìn)行。2016年3月，廈門遠(yuǎn)海全自動(dòng)碼頭正式投入使用。2017年5月，規(guī)劃青島港全自動(dòng)碼頭4個(gè)泊位，2個(gè)泊位正式投入運(yùn)營。2017年底運(yùn)營的上海洋山港四期全自動(dòng)碼頭，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行碼頭卸貨水平運(yùn)輸、堆場卸貨全過程的智能化無人操作。

廈門遠(yuǎn)海全自動(dòng)化碼頭于2014年8月在廈門市，由中遠(yuǎn)集團(tuán)、中國交通建設(shè)集團(tuán)投資建設(shè)，項(xiàng)目總投資6.65億元。被稱為“魔鬼碼頭”的廈門遠(yuǎn)海自動(dòng)化碼頭投入試運(yùn)行。碼頭使用了3臺自動(dòng)雙小車岸橋、16臺自動(dòng)軌道起重機(jī)、18臺自動(dòng)導(dǎo)航運(yùn)載車和8個(gè)自動(dòng)運(yùn)輸平臺。單橋的平均效率為每小時(shí)輸送37～38個(gè)自然箱。它是在一個(gè)天然容器中提高操作效率，約20%。碼頭年處理量可達(dá)780000～910000TEU。[2]碼頭取消了傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的水平運(yùn)輸系統(tǒng)，碼頭的裝卸完全放置在鐵軌上，由電動(dòng)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，解決了噪音大、排放超標(biāo)和環(huán)境污染問題。系統(tǒng)運(yùn)行高效，碼頭起重機(jī)與后院軌道起重機(jī)之間的水平運(yùn)輸車采用慢車形式結(jié)合節(jié)能環(huán)保電動(dòng)小車，全自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)無人操作。

上海洋山港四期全自動(dòng)碼頭于2017年12月10日開始投產(chǎn)。振華重工洋山四期全自動(dòng)碼頭該項(xiàng)目在自動(dòng)碼頭上開創(chuàng)了兩個(gè)先河：一是雙箱自動(dòng)化軌道吊首次從實(shí)驗(yàn)室走向市場；另一個(gè)是電機(jī)、制動(dòng)器、變速箱三者結(jié)合的使用。碼頭采用上海振華重工自主設(shè)計(jì)制造的自動(dòng)上下料裝置，涉及上下料過程的三款機(jī)型均為國產(chǎn)，其中最為搶眼的是懸臂箱區(qū)域深處的“搬運(yùn)工”。不僅可以工作，還可以往返園區(qū)，全天候不間斷地完成工作，有效降低終端能耗。它們是無人運(yùn)輸車，被稱為AGV。AGV通過“智能”大腦定義行駛路線可有效防止碰撞。目前碼頭使用鋰電池的AGV采用當(dāng)今前沿技術(shù)，支持無人駕駛、無人載具路線優(yōu)化、主動(dòng)避障等功能診斷自供電監(jiān)測。

2.自動(dòng)化碼頭對我國港口經(jīng)濟(jì)的影響

2.1 對我國港口物流的影響

（1）自動(dòng)化碼頭可以吸納巨額投資，發(fā)揮乘數(shù)效應(yīng)，帶動(dòng)港口經(jīng)濟(jì)增長。相關(guān)資料顯示，1TEU集裝箱，即港口公司直接進(jìn)口的港口租金約為800～1200元，其中包括由此產(chǎn)生的拖船、引航、港口配套服務(wù)以及船上的集裝箱修理和倉儲。代理、海運(yùn)、財(cái)務(wù)結(jié)算、拖車運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)利潤是直接港口收入的6倍，即4800～7200元人民幣。[3]

（2）自動(dòng)化碼頭帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)集群，港口物流業(yè)實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)，帶動(dòng)港口物流業(yè)發(fā)展，引領(lǐng)港口經(jīng)濟(jì)發(fā)展。自動(dòng)化碼頭建成后，港口的產(chǎn)能和效率將得到顯著提升。港口將發(fā)展壯大，聚集更多的人、貨、資金、技術(shù)和信息，整合物流和生產(chǎn)要素，構(gòu)建港口物流平臺，并且?guī)?dòng)其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

2.2 對港口競爭的影響

通過港口之間的競爭，貨主可以通過降低費(fèi)用和成本直接獲得經(jīng)濟(jì)利益。它可以使社會(huì)資源和投資更加合理。有自動(dòng)化碼頭的港口和沒有自動(dòng)化碼頭的港口容量和效率水平參差不齊，并且有相當(dāng)大的差距。[4]在我國，一般重疊或具有相同港口經(jīng)濟(jì)腹地，沒有自動(dòng)化碼頭實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的沿海港口，由于降價(jià)競爭而變得混亂和激烈。自動(dòng)化碼頭的激烈且惡性競爭，降低了港口的壟斷地位，使得港口盈利能力大大降低，損害了經(jīng)濟(jì)利益，同時(shí)造成了社會(huì)資源和資源資源的浪費(fèi)，貨物運(yùn)輸不合理。

3.自動(dòng)化碼頭未來發(fā)展對策

3.1 加大技術(shù)的應(yīng)用和更新

自動(dòng)化碼頭未來的建設(shè)和發(fā)展必須積極開發(fā)和應(yīng)用自動(dòng)對接技術(shù)，如自動(dòng)軌道起重機(jī)防搖技術(shù)、自動(dòng)化軌道起重機(jī)車輛同步控制技術(shù)，推動(dòng)行業(yè)智能化、高效化的發(fā)展。一是自動(dòng)軌道起重機(jī)防搖技術(shù)。在手推車的某些運(yùn)動(dòng)過程中，掛在手推車上的掛鉤和負(fù)載可能會(huì)不斷搖晃。上面控制了運(yùn)行小車的運(yùn)行速度，從靜止到恒速的計(jì)算方法，必須控制起重機(jī)吊鉤和負(fù)載。[5]同時(shí)，起重機(jī)吊鉤和負(fù)載在勻速運(yùn)動(dòng)的靜止?fàn)顟B(tài)下不會(huì)擺動(dòng)，需要控制該時(shí)間以確保吊鉤和負(fù)載之間沒有擺動(dòng)。那么可以采用計(jì)算小車行駛速度的方法，在實(shí)施過程中更好地控制調(diào)整時(shí)間。二是自動(dòng)化軌道起重機(jī)車輛同步控制技術(shù)。在軌道門式起重機(jī)的具體操作中，剛、柔支腿之間的力矩是不一樣的，所以兩支腿的位置存在一定的差異，間接造成了“軌無效”。為了解決這個(gè)問題，算法調(diào)優(yōu)方法被廣泛用于解決這個(gè)錯(cuò)誤。也可根據(jù)推車剛性支腿進(jìn)行恒速調(diào)整。在這個(gè)整個(gè)調(diào)整過程中，可以使得速度恒定同時(shí)可以控制其他的位置。如果由于某些其他原因改變了大車剛性支腿的扭矩，可以更適當(dāng)?shù)卣{(diào)整可輸出控制該逆變器扭矩的柔性支腿的扭矩。

3.2 政府加大監(jiān)管力度

目前，由于種種原因我國自動(dòng)化碼頭還沒有被充分利用起來，其中最重要也是最主要的原因就是港口之間的惡性競爭。這一系列的惡性港口競爭帶來了許多負(fù)面的影響，造成了一系列風(fēng)險(xiǎn)、設(shè)備浪費(fèi)和配送績效低下。因此，政府必須采取有效的措施來嚴(yán)格規(guī)范港口競爭。首先核心是政府可以采取行政措施加強(qiáng)港口運(yùn)營，規(guī)范稅收和運(yùn)營。這里列出的標(biāo)準(zhǔn)關(guān)稅并不意味著同價(jià)或取消港口價(jià)格，但它們確實(shí)在價(jià)格波動(dòng)時(shí)為港口提供了合理和科學(xué)的能量。其次，政府可以采取經(jīng)濟(jì)措施，在不建設(shè)自動(dòng)化碼頭的情況下，對經(jīng)濟(jì)利益受到影響的港口進(jìn)行經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償。這邊的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償不存在簡單的貨幣轉(zhuǎn)移支付，政府必須使用經(jīng)濟(jì)手段，通過生產(chǎn)性投資建設(shè)港口基礎(chǔ)設(shè)施。通過生產(chǎn)性投資，幫助未建設(shè)自動(dòng)化碼頭的港口開發(fā)具有比較優(yōu)勢的功能，避免港口功能的簡化。