新中國成立以來，貨物吞吐量從1949年的1000萬噸，增長至2018年的143．51億噸，增長高達(dá)1434倍。在2018年度全球港口集裝箱吞吐量榜單上前10名中，中國港口占據(jù)7席。但全球34個(gè)自動(dòng)化港口中國大陸占據(jù)3席。世界自動(dòng)化碼頭的發(fā)展已經(jīng)有30多年的歷史。中國自動(dòng)化碼頭還處于起步階段。
自動(dòng)化集裝箱碼頭作為未來港口重點(diǎn)的發(fā)展方向，必將引起港口建設(shè)新的變革，在發(fā)展初期，只有借鑒老碼頭經(jīng)驗(yàn)，在規(guī)劃初期，及時(shí)對(duì)現(xiàn)存的問題尋求好的解決方法，才能在建設(shè)中做到一次到位，實(shí)現(xiàn)工藝先進(jìn)化、投入最小化、產(chǎn)出最大化的自動(dòng)化集裝箱碼頭。自動(dòng)化集裝箱碼頭早期出現(xiàn)在國外，1993年世界上第一座自動(dòng)化集裝箱碼頭荷蘭鹿特丹港的ECT碼頭建成，接著是英國倫敦港、日本川崎港、新加坡港、德國漢堡港等港口相繼建成自動(dòng)化集裝箱碼頭。隨后經(jīng)過20多年的發(fā)展和創(chuàng)新改進(jìn)，目前自動(dòng)化碼頭技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟和完善。早期的自動(dòng)化碼頭基本的工藝都是采用“雙小車岸橋+AGV+ARMG”作業(yè)，水平運(yùn)輸采用AGV小車，堆場(chǎng)作業(yè)采用ARMG進(jìn)行場(chǎng)地裝卸，為了適應(yīng)環(huán)保要求，建設(shè)較早的都開始對(duì)老的工藝進(jìn)行改造，例如：早期使用的都是內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的AGV，現(xiàn)在都在向電力驅(qū)動(dòng)改進(jìn)等。
自動(dòng)化集裝箱碼頭的發(fā)展過程基本可分為四代：第一代以1993年投入運(yùn)營的荷蘭鹿特丹港ECT碼頭為代表；第二代以2002年投入運(yùn)營的德國漢堡港CTA碼頭為代表；第三代以2008年投入運(yùn)營的荷蘭鹿特丹港Euromax碼頭為代表；第四代以2014年以來建成的廈門遠(yuǎn)海、青島港、洋山四期為代表。全球不同地區(qū)的自動(dòng)化碼頭根據(jù)碼頭自身需求和當(dāng)?shù)靥攸c(diǎn)，配置不同設(shè)備設(shè)施和裝卸工藝。
截至2017年9月份，全球自動(dòng)化集裝箱碼頭34個(gè)（含在建3個(gè)），其中全自動(dòng)化碼頭13個(gè)，半自動(dòng)化碼頭21個(gè)；歐洲10個(gè)，亞洲17個(gè)，美洲4個(gè)，澳洲3個(gè)。截至2019年3月，內(nèi)地有廈門港遠(yuǎn)海、青島港、上海港洋山四期3個(gè)自動(dòng)化碼頭。最新的消息顯示，天津港也正在抓緊改造老碼頭，建設(shè)全新自動(dòng)化智能集裝集箱碼頭。
表1 歐洲自動(dòng)化碼頭
在Lloyd’s List發(fā)布的2018年港口全球排名中，鹿特丹港排在第11位，漢堡港排在第18名。
1）鹿特丹港
鹿特丹港是歐洲第一大集裝箱港口，與全世界1000多個(gè)港口之間都有航線，同時(shí)通過極佳的多式聯(lián)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)⒓b箱運(yùn)往歐洲境內(nèi)的所有目的地。鹿特丹港務(wù)局目前正在引領(lǐng)向可持續(xù)能源的轉(zhuǎn)型，并致力于數(shù)字化港口建設(shè)，以提高港口和供應(yīng)鏈的效率。
圖1 鹿特丹港集裝箱吞吐量（1994-2018）
數(shù)據(jù)來源：Clarkson
鹿特丹港的集裝箱碼頭是全球最具現(xiàn)代化的碼頭之一，采用了最新的設(shè)備和最大的起重機(jī)，碼頭直接連通北海，接入歐洲鐵路、內(nèi)河航運(yùn)和公路網(wǎng)絡(luò)。
圖2 鹿特丹港碼頭分布圖（每個(gè)藍(lán)色圓點(diǎn)代表一個(gè)碼頭）
資料來源：Port of Rotterdam
（1）ECT碼頭
ECT Delta碼頭作為世界上第一個(gè)自動(dòng)化碼頭而聞名。通過不斷的技術(shù)投資，ECT Delta碼頭仍屬于自動(dòng)化水平程度最前沿的碼頭之一。目前最大的船舶可以?？吭诖硕皇艹毕蛘叽l的限制。從船舶進(jìn)入港口算起，能在一小時(shí)之內(nèi)停靠到泊位，因此，許多航運(yùn)公司選擇ECT Delta碼頭作為在歐洲的第一個(gè)停靠港，同時(shí)使得ECT Delta碼頭成為了歐洲最重要的支線樞紐，與歐洲以及北非的其他100多個(gè)港口保持著緊密的聯(lián)系。
表2 ECT碼頭基本情況
資料來源：Port of Rotterdam—Facilities
（2）Euromax碼頭
ECT Euromax是世界上最先進(jìn)和環(huán)保的集裝箱碼頭之一。自動(dòng)化碼頭位于Maasvlakte的西北角，幾乎直臨北海。ECT Euromax專為快速、安全、高效地處理最大的集裝箱船而設(shè)計(jì)。吃水深度為16.65米，隨著船舶大型化，航道可以進(jìn)一步加深到19.60米。ECT Euromax的起重機(jī)達(dá)到23個(gè)集裝箱寬，超大型集裝箱運(yùn)輸船可以在一小時(shí)內(nèi)停泊在碼頭，不受潮汐或船閘的限制，水深條件優(yōu)于ECT Delta碼頭。
表3 Euromax碼頭基本情況
資料來源：Port of Rotterdam—Facilities
（3）APMT MVII碼頭
APMT MVII于2015年開始運(yùn)行，至今仍是世界上最先進(jìn)的全自動(dòng)碼頭之一，它具備處理目前最大集裝箱船舶的能力。碼頭內(nèi)大約80%的起重機(jī)是全自動(dòng)化的，其余的手動(dòng)操作是遠(yuǎn)程執(zhí)行的，碼頭內(nèi)每臺(tái)起重機(jī)均配有雙吊具，可同時(shí)裝卸兩個(gè)40英尺長的集裝箱。2019年，兩座超級(jí)碼頭起重機(jī)的加入預(yù)計(jì)將使碼頭吞吐量增加20%以上。綠色能源和全電氣化設(shè)備的使用，使其成為全球首個(gè)二氧化碳、氮氧化物和顆粒物零排放碼頭。它擁有完全隔離的自動(dòng)化區(qū)域，將人與機(jī)器分隔開來，安全性非常高。
表4 APMT MVII碼頭基本情況
資料來源：Port of Rotterdam—Facilities
APMT MVII碼頭的相關(guān)運(yùn)作模式如下：Betuwe鐵路線是一條全長160公里(100英里)的雙軌電力貨運(yùn)線路，連接鹿特丹港和德國邊境澤韋納爾-埃默里奇，碼頭有2臺(tái)多式軌道起重機(jī)橋，總共8條軌道，八軌鐵路終點(diǎn)站與Betuwe鐵路線直接相連，大大提高了貨物轉(zhuǎn)運(yùn)的效率。碼頭內(nèi)擁有獨(dú)立的駁船碼頭、完全一體化的鐵路碼頭，貨物從船上卸下之后，將按照運(yùn)往內(nèi)陸的順序放置，便于直接運(yùn)輸。
（4）RWG 碼頭
Rotterdam World Gateway（RWG）是全球最具創(chuàng)新性的自動(dòng)化集裝箱碼頭之一，在高效、可持續(xù)、可靠和安全性等方面發(fā)揮著重要作用，碼頭的利用率達(dá)到了90%以上。內(nèi)設(shè)2臺(tái)軌道起重機(jī)，軌道長度達(dá)到750米；AGV小車59輛；集卡105輛；自動(dòng)堆垛機(jī)50輛。碼頭和倉庫之間的內(nèi)部集裝箱運(yùn)輸由電動(dòng)自動(dòng)控制車輛完成，集裝箱在這里通過內(nèi)河、鐵路或公路運(yùn)往內(nèi)地，每個(gè)集裝箱在碼頭實(shí)現(xiàn)了獨(dú)立于海上作業(yè)的單獨(dú)處理。為了減少對(duì)環(huán)境的影響，65%的內(nèi)陸集裝箱通過內(nèi)河、火車運(yùn)輸而不是卡車?yán)^續(xù)運(yùn)往最終目的地。
表5 RWG 碼頭基本情況
資料來源：Port of Rotterdam—Facilities
圖3 RWG設(shè)備相關(guān)信息
資料來源：Port of Rotterdam
2019年4月17日，RWG處理了自2015年9月正式開放以來的第250萬個(gè)集裝箱。
2）漢堡港——CTA碼頭
漢堡港位于易北河下游，阿爾斯特河和比勒河匯合處，距北海110公里。港口面積100平方公里，是德國最大的海港，也是歐洲最佳轉(zhuǎn)口港之一。每年約有8000次船舶停靠，擁有近300個(gè)泊位，碼頭總長43公里，每周有超過2300個(gè)貨運(yùn)列車運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)擁有4個(gè)最先進(jìn)的集裝箱碼頭，3個(gè)郵輪碼頭和約50個(gè)專門處理各種散雜貨的設(shè)施，與約7300家物流公司建立了合作關(guān)系。2018年集裝箱吞吐量達(dá)到了870萬TEU。
漢堡港CTA碼頭的AGV利用異頻雷達(dá)導(dǎo)航，按不固定路線運(yùn)行，相對(duì)于固定路線，其效率更高，但是調(diào)度更復(fù)雜。在堆場(chǎng)集疏運(yùn)模塊，它的自動(dòng)化集裝箱碼頭在堆垛時(shí)采用一高一低2臺(tái)全自動(dòng)軌道吊（ARMG），2臺(tái)ARMG軌距不同并運(yùn)行在不同軌道上，可以互相穿越運(yùn)行，裝卸效率以及靈活性更高。
圖4 漢堡港集裝箱吞吐量（1994-2018）
數(shù)據(jù)來源：Clarkson
圖5 漢堡港海運(yùn)貨物情況統(tǒng)計(jì)
數(shù)據(jù)來源：https://www.hafen-hamburg.de/en/statistics
港口的智能化以及信息化已被視為衡量港口綜合實(shí)力的指標(biāo)，也被視為提升港口核心競(jìng)爭(zhēng)力的手段?；诖耍孕畔⒓夹g(shù)為先導(dǎo)，積極轉(zhuǎn)變思想，形成全新建設(shè)理念，探索智慧港口建設(shè)的路徑，正視發(fā)展中的不足，構(gòu)建信息化發(fā)展戰(zhàn)略，強(qiáng)化縱深發(fā)展，為港口全面智慧化建設(shè)創(chuàng)造更加優(yōu)質(zhì)的條件。
本文由中國港口網(wǎng)m.partilhate.com
特約上海海事大學(xué)郭佳君、周鑫、沙梅獨(dú)家提供
參考文獻(xiàn)：
[1]《淺談集裝箱碼頭自動(dòng)化業(yè)務(wù)》
[2]《AI賦能全局化智慧港口》
[3]《一文解析全球自動(dòng)化集裝箱碼頭發(fā)展現(xiàn)狀》
[4] Lloyd’s List ：《One Hundred Ports 2018》
[5] https://www.hafen-hamburg.de/en/statistics
[6] Clarkson Shipping Intelligence Network Timeseries，Created 12 May 2019 11:21
[7] Port of Rotterdam
