自动化集装箱码头堆场系统变革

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1、自动化集装箱码头堆场系统变革近年来，我国多个沿海港口加紧规划建设自动化集装箱码头，争相抢占国内自动化集装箱码头技术和管理的制高点。在借鉴西方发达国家港门白动化集装箱码头建设经验的基础上，我国自动化集装箱码头在规划建设及设备设计和选型等方面均有所突破，但在业务管理和流程，尤其是堆场系统设计方面还存在薄弱之处。木文分析传统集装箱码头堆场系统的局限性，介绍自动化集装箱码头堆场系统的特点，并探讨自动化集装箱码头堆场系统变革的主要内容，以期为我国沿海港口自动化集装箱码头优化堆场管理系统提供参考。1传统集装箱码头堆场系统的局限性我

2、国沿海港口基本上采用轮胎吊搭配堆高机（铲车）的传统集装箱码尖堆场系统，该系统具冇场地利用率高、成本低、设备操作简单灵活、对集装箱的损坏少等优点。随着集装箱运输业的发展，传统集装箱码头堆场系统得以持续优化和改进，逐渐形成一套行之有效的管理流程和规则，加之近年来对数学模型和仿真科技的应用，使得传统集装筘码头堆场系统的效率优势进一步体现。然而，随着自动化集装箱码头的兴起，传统集装箱码头堆场系统的局限性逐步凸显。1.1系统输入和输出无法预知传统集装箱码头堆场系统无法预知出口集装箱进场情况，导致随机进场的出口集装箱全？｛人工经验

3、安排堆场计划。另外，传统集装箱码头堆场计划受后续船舶配积载的制约，难以适应船舶配积载要求的变化。例如，开工作业路数、出口集装箱在船上的具体贝位等都无法在安排堆场计划前预知。进口集装箱的情况亦然：虽然在作业前己知进口船图等部分信息，但无法在安排进口集装箱卸船堆场计划前预知后续的中转二程船或客户提箱等信息。1.2制约和冲突并存传统集装箱码头堆场计划经常陷入一种“平衡陷阱”：若出口集装箱堆场过于分散，则会牵涉过多机械，造成机械资源浪费；若其过于集中，则会造成作业路间的冲突，导致作业效率下降。究其原因，由于无法预知后续船舶开路

4、和配积载情况，不能根据船舶实际开路数来分配出门集装箱箱区，只能大致凭经验或历史数据安排堆场计划。在同一箱区内，来自同一港口或同一吨级的集装箱基木上集中堆放，但这会受指令先后次序的影响；另外，同一箱区存在2条甚至更多作业路，这同样会对堆场安排形成制约。在传统集装箱码头堆场轮胎吊收发箱工艺模式下，同一箱位的收发箱作业最好集中进行，待该箱位的所有集装箱收发完毕，轮胎吊再行车到邻近箱位实施收发箱作业，从而降低作业成本，提高作业效率。此外，虽然目前集卡司机可通过无线终端（外集卡司机可通过道口小票）获悉取箱和收箱位置，但由于集卡长

5、度大于箱位长度，当不同作业路或不同箱位的指令集卡在同一箱区相邻作业时，往往需要协调作业，导致成本增加。1.3效益与效率的矛盾突出在传统集装箱码头堆场系统作业模式下，轮胎吊需要来回行车收发箱，集卡等待成本和翻箱率较高，并且进口集装箱难以分票堆放或根据二程船堆放。如果进口集装箱分票量较大，且同票集装箱无法同时卸船，则势必需要将集装箱堆放在多个箱位，促使轮胎吊频繁来回行车，导致进口集装箱作业效率下降，作业成本上升。此外，由于在安排进口集装箱堆场计划前无法预知客户提箱或二程船装船情况，同样会造成轮胎吊频繁来回行车发箱的情况，导

6、致作业效率下降。1.4堆场计划规则复杂传统集装箱码头堆场计划的制订受诸多规则的制约，其中包括分船、分港、分吨级、按位、按排、重压轻等堆放原则。堆场计划员往往仅凭经验应用规则，致使规则应用难以实现标准化。2自动化集装箱码头堆场系统的特点国内外自动化集装箱码头普遍采用自动化轨道式龙门起重机(AutomatedRail-MountedGantryCrane,ARMG)作业工艺：海侧ARMG通过自动导引车(AutomatedGuidedVehicle,AGV)与岸桥对接，形成码头海侧船舶装卸系统；陆侧ARMG直接对接外集卡，形

7、成码头陆侧作业系统；海侧与陆侧之间形成全封闭式的ARMG作业区域(见图1)。该作业系统的特点如下。(1)收取箱点固定。传统集装箱码头堆场的收取箱点随着轮胎吊作业箱位的变化而变化，由集卡行驶到指令所在箱位取箱；全封闭式自动化集装箱码头堆场收取箱点固定在箱区两端。(1)双机配置形成“缓冲-接力”作业模式。以进口集装箱卸船作业为例，“缓冲-接力”作业模式指海侧ARMG从AGV收进的进口集装箱由陆侧ARMG接力运输至靠近陆侧的堆存区域，并由陆侧ARMG发给外集卡。(1)全封闭式双机作业。自动化集装箱码头全封闭式堆场解决了水平运

8、输机械在箱区内、箱区间和集装箱间的作业冲突问题，双机缓冲作业的设计则避免了收发箱作业冲突问题。3白动化集装箱码头堆场系统变革收取箱点固定使得每个装卸箱指令变为相互独立的事件。传统集装箱码头堆场收取箱指令受到上一个指令的制约，上一个指令的箱位是下一个指令的开始位置，因为轮胎吊与集卡的交接点随作业指令而不断变化。自动化集装箱码头堆场收