自動(dòng)化的集裝箱碼頭是啥樣？
近期，中國(guó)港口協(xié)會(huì)主辦“2016集裝箱碼頭自動(dòng)化推進(jìn)與技術(shù)交流論壇會(huì)”，行業(yè)百余人聚焦青島，期待一窺青島董家口港區(qū)自動(dòng)化集裝箱碼頭風(fēng)采。目前，我國(guó)自動(dòng)化集裝箱碼頭建設(shè)方興未艾。廈門遠(yuǎn)海自動(dòng)化碼頭開始運(yùn)行，上海港洋山深水港區(qū)四期建設(shè)如火如荼，人們不禁好奇這三家均以自動(dòng)化為標(biāo)簽的集裝箱碼頭是怎樣的？各有什么特點(diǎn)？
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青島港：自動(dòng)循環(huán)充電 定位精確到毫米
自去年開始，青島港自動(dòng)化碼頭裝卸系統(tǒng)總承包和振華進(jìn)行了簽約儀式，開始了全面自動(dòng)化碼頭的建設(shè)階段。目前，碼頭基本打樁完成，所有設(shè)備7個(gè)橋吊、38個(gè)軌道吊全部上岸。各個(gè)區(qū)域進(jìn)行全封閉，進(jìn)行不同階段的調(diào)試。
青島港股份有限公司信息中心副主任楊杰敏介紹，該碼頭整體布局主要分為海側(cè)作業(yè)區(qū)，水平運(yùn)作系統(tǒng)，堆場(chǎng)、冷箱作業(yè)區(qū)，以及陸側(cè)交換區(qū)，包括閘口區(qū)。裝卸貨物首先經(jīng)過(guò)自動(dòng)化橋吊，在海側(cè)作業(yè)區(qū)裝運(yùn)，經(jīng)過(guò)運(yùn)輸系統(tǒng)把貨物運(yùn)到海側(cè)交換區(qū)，通過(guò)軌道吊到堆場(chǎng)的陸側(cè)交換區(qū)。在進(jìn)出閘口設(shè)計(jì)方面，該碼頭將進(jìn)出閘分離，實(shí)現(xiàn)不停車信息采集。
楊杰敏介紹，青島港自動(dòng)化碼頭主要采用的機(jī)械設(shè)備包括7個(gè)橋吊，38個(gè)自動(dòng)導(dǎo)航運(yùn)載車(AGV)，38個(gè)軌道吊。其中，自動(dòng)化吊橋采用雙小車模式。主小車從事船舶作業(yè)，把集裝箱作業(yè)到橋吊平臺(tái)上，門架小車負(fù)責(zé)把平臺(tái)運(yùn)到AGV上。整個(gè)作業(yè)區(qū)只是考慮安全因素才進(jìn)行人工交付，除此之外整個(gè)橋吊作業(yè)都是全自動(dòng)化運(yùn)作，且車輛定位能精確到毫米級(jí)別。
AGV是青島港自動(dòng)化碼頭的另一個(gè)特點(diǎn)，采用國(guó)際上最新一代，純電動(dòng)操作，是世界上最輕的AGV，運(yùn)用自動(dòng)循環(huán)充電技術(shù)，每次充電可滿足一次運(yùn)行。
對(duì)于自動(dòng)化碼頭的核心——信息系統(tǒng)，青島港主要分為碼頭操作系統(tǒng)(TOS)和設(shè)備控制系統(tǒng)(ECS)。楊杰敏介紹，TOS系統(tǒng)基本定位和傳統(tǒng)碼頭差別不大，只是在其中增加了部分設(shè)備調(diào)度模塊。ECS相對(duì)傳統(tǒng)碼頭差別較大，但還沒(méi)有特別成熟的解決方案，青島港正在全力探索當(dāng)中。
廈門遠(yuǎn)海：?jiǎn)尾次贿\(yùn)營(yíng)成本降低37%
廈門遠(yuǎn)海是我國(guó)第一個(gè)全自動(dòng)化集裝箱碼頭。
與傳統(tǒng)碼頭一樣，該碼頭在布局上劃分為岸邊作業(yè)區(qū)域、堆場(chǎng)作業(yè)區(qū)域以及水平運(yùn)輸區(qū)域等3個(gè)主要工作區(qū)域。通過(guò)對(duì)集裝箱裝卸系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化改造，建設(shè)一個(gè)15萬(wàn)噸級(jí)自動(dòng)化集裝箱泊位，一期工程總平面根據(jù)自動(dòng)化裝卸工藝流程按7個(gè)區(qū)域布置：前沿作業(yè)區(qū)、水平運(yùn)輸區(qū)、堆場(chǎng)作業(yè)區(qū)、集卡交換區(qū)、AGV交換區(qū)、AGV維護(hù)區(qū)和集卡緩沖區(qū)；配備3臺(tái)自動(dòng)化雙小車岸邊集裝箱起重機(jī)(STS)、16臺(tái)自動(dòng)化軌道吊(ARMG)、18臺(tái)自動(dòng)導(dǎo)航運(yùn)載車、8臺(tái)自動(dòng)化集裝箱轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)(AGV-mate)。碼頭設(shè)計(jì)年吞吐量近期70萬(wàn)標(biāo)箱，遠(yuǎn)期95萬(wàn)標(biāo)箱。
據(jù)廈門遠(yuǎn)海集裝箱碼頭有限公司技術(shù)總監(jiān)王沈元介紹，碼頭創(chuàng)新運(yùn)用自動(dòng)化仿真系統(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)、開發(fā)、統(tǒng)計(jì)、分析，為更新傳統(tǒng)碼頭低效裝卸流程、加速集裝箱碼頭智能化裝卸系統(tǒng)升級(jí)奠定了基礎(chǔ)。
據(jù)介紹，該碼頭在投入商業(yè)試運(yùn)行之后，單橋平均效率實(shí)現(xiàn)每小時(shí)運(yùn)送37、8個(gè)自然箱，工作效率將比人工操作大大提高。在運(yùn)營(yíng)成本方面，以廈門遠(yuǎn)海集裝箱碼頭14號(hào)泊位為例，建設(shè)全自動(dòng)化碼頭后的年運(yùn)營(yíng)成本只需2564萬(wàn)元，而常規(guī)碼頭的運(yùn)營(yíng)成本要4039萬(wàn)元，降低了37%。其中常規(guī)碼頭的人工費(fèi)用為3072萬(wàn)元，而自動(dòng)化碼頭只需1872萬(wàn)元。
上海港洋山深水港區(qū)四期：自主研發(fā)操作和調(diào)度系統(tǒng)
作為世界上最大的單體自動(dòng)化碼頭，上海港洋山深水港區(qū)四期預(yù)計(jì)2017年投入運(yùn)行。
根據(jù)上港集團(tuán)的規(guī)劃，該碼頭在東海大橋以南，依托顆珠山島及大、小烏龜島，由人工圍海填筑而成，平均陸域縱深約500米，總用地面積約223萬(wàn)平方米，碼頭岸線長(zhǎng)2350米，擁有2個(gè)7萬(wàn)噸級(jí)泊位和5個(gè)5萬(wàn)噸級(jí)泊位，設(shè)計(jì)吞吐能力初期達(dá)到400萬(wàn)標(biāo)箱，遠(yuǎn)期將達(dá)到630萬(wàn)標(biāo)箱，可滿足多艘大型集裝箱船同時(shí)靠泊。
據(jù)上港集團(tuán)黨委副書記、總裁嚴(yán)俊介紹，上海港洋山深水港區(qū)四期工程，采用了代表當(dāng)前國(guó)際集裝箱碼頭技術(shù)最高水平的全自動(dòng)化集裝箱碼頭方案，碼頭建成后將在通過(guò)能力、裝卸效率、節(jié)能環(huán)保、安全等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。嚴(yán)俊舉例，傳統(tǒng)碼頭的作業(yè)效率是每小時(shí)完成抓取30次自然箱或者標(biāo)箱的動(dòng)作，而洋山深水港區(qū)四期自動(dòng)碼頭每小時(shí)作業(yè)效率將提高30%至50%，而排放量可減少30%以上。
此外，和傳統(tǒng)碼頭相比，洋山四期將首次采用最新一代自動(dòng)化集裝箱裝卸設(shè)備和自動(dòng)化生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)，由電腦控制橋吊來(lái)裝卸集裝箱，用無(wú)人駕駛的自動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)車替代現(xiàn)在碼頭上的集卡。船靠岸后，計(jì)算機(jī)會(huì)自動(dòng)安排作業(yè)時(shí)間點(diǎn)，系統(tǒng)提前通知無(wú)人轉(zhuǎn)運(yùn)車到達(dá)位置。電腦會(huì)根據(jù)卸船計(jì)劃，實(shí)時(shí)計(jì)算路徑，無(wú)人轉(zhuǎn)運(yùn)車則會(huì)按照電腦規(guī)劃的行駛路徑，前往堆場(chǎng)，整個(gè)計(jì)劃可以精確到秒級(jí)。
洋山深水港區(qū)四期還有一個(gè)亮點(diǎn)在于，自動(dòng)化碼頭的操作系統(tǒng)和調(diào)度系統(tǒng)都來(lái)自于上港集團(tuán)的自主研發(fā)，其中碼頭的裝卸設(shè)備將全部采用智能化和全電力驅(qū)動(dòng)。建成之后，洋山港四期碼頭將成為實(shí)現(xiàn)智能裝卸，增加整個(gè)碼頭的利用效率。相對(duì)于傳統(tǒng)碼頭，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)后，碼頭也將更為安全、高效和可靠。
此外，據(jù)上港集團(tuán)工程技術(shù)部副總經(jīng)理、技術(shù)中心主任王黎明介紹，上海港也在同步推進(jìn)傳統(tǒng)碼頭的自動(dòng)化改造。目前，上海港正在推進(jìn)岸橋遠(yuǎn)程控制及全自動(dòng)重箱堆場(chǎng)的改造。通過(guò)無(wú)線通訊、大車自動(dòng)糾偏、大小車定位系統(tǒng)，TOS系統(tǒng)與輪胎吊管理系統(tǒng)之間的對(duì)接，實(shí)現(xiàn)一對(duì)三輪胎吊的操作。通過(guò)采用RFID識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)集卡檢測(cè)識(shí)別系統(tǒng)、集卡停車系統(tǒng)、檢視系統(tǒng)，自動(dòng)發(fā)卡，自動(dòng)放行。
