孫元一

堆場是聯(lián)結集裝箱碼頭海側作業(yè)與陸側作業(yè)的重要節(jié)點，在集裝箱碼頭作業(yè)中發(fā)揮著承上啟下的重要作用，其管理水平和作業(yè)能力直接影響碼頭整體作業(yè)效率。隨著自動化技術在集裝箱碼頭的推廣應用，堆場策劃模式及相應的作業(yè)工藝也面臨變革和調整。天津五洲國際集裝箱碼頭有限公司（以下簡稱“五洲國際碼頭”）針對堆場自動化改造需求，將堆場策劃模式由傳統(tǒng)的集中策劃改為分散策劃，并設計堆場智能選位工藝，取得良好的實施效果。

1 五洲國際碼頭概況

五洲國際碼頭位于天津港北疆港區(qū)東側，由煤炭碼頭改建而成。該碼頭岸線全長1 202 m，前沿水深15.7 m，占地面積35萬m2，擁有4個12萬噸級集裝箱泊位、12臺岸橋和31臺軌道吊，可接卸第六代以上集裝箱船舶，年設計吞吐能力為150萬TEU，是

我國首個全部采用軌道吊作業(yè)工藝的數字化集裝箱碼頭。隨著軌道吊自動化技術發(fā)展日趨成熟，五洲國際碼頭結合智慧港口建設的政策導向，積極落實《天津港智慧港口建設三年行動計劃（2017―2019年）》，立項實施堆場自動化改造項目。

2 自動化堆場策劃模式選擇

2.1 集中策劃模式與分散策劃模式比較

堆場策劃模式分為集中策劃和分散策劃兩種：集中策劃模式以船舶為策劃單位，將特定船舶的集裝箱集中堆放在固定區(qū)域內，待該船舶作業(yè)結束后再接收下一船舶的集裝箱;分散策劃模式以航線或流向為策劃單位，甚至不設置策劃單位，由系統(tǒng)按集裝箱屬性分配非固定區(qū)域堆放集裝箱。集裝箱碼頭堆場集中策劃模式與分散策劃模式比較見表1。

2.2 自動化堆場采用分散策劃模式的必要性和可行性

2.2.1 必要性

（1）軌道吊能夠在一定區(qū)域內水平移動，但無法垂直轉場;因此，在集中策劃模式下，經常出現部分設備作業(yè)繁忙而部分設備作業(yè)空閑的情況，無法充分發(fā)揮設備效能。相比之下，在分散策劃模式下，碼頭操作系統(tǒng)根據設備作業(yè)繁忙程度動態(tài)分配作業(yè)指令，從而確保特定時段內設備作業(yè)任務相對均衡。

（2）在集中策劃模式下，海側作業(yè)和陸側作業(yè)通常分開進行，往往存在相互等待的情況，導致作業(yè)效率低下，客戶體驗不佳;在分散策劃模式下，堆場作業(yè)資源分散，海側作業(yè)和陸側作業(yè)可同時進行，有利于提高作業(yè)效率和優(yōu)化客戶體驗。

（3）分散策劃模式采用絕對分散、相對集中的選位方法，能夠有效減少自動化堆場的作業(yè)瓶頸，避免因作業(yè)資源緊張而產生的堆場選位混亂、作業(yè)效率下降等問題。

（4）在分散策劃模式下，碼頭操作系統(tǒng)根據集裝箱屬性和設備作業(yè)繁忙程度多點均衡分配作業(yè)指令，從而避免作業(yè)沖突，使堆場作業(yè)井然有序，有利于實現堆場管理的無人化。

2.2.2 可行性

在分散策劃模式下，軌道吊大車需要頻繁移動，對安全控制的要求較高。堆場自動化技術的應用能夠確保軌道吊等設備作業(yè)的精確性和安全性，從而為分散策劃模式的實施提供有效保障。

3 分散策劃模式下自動化堆場智能選位

工藝設計

（1）梳理堆場業(yè)務 梳理并分析堆場作業(yè)流程，以集裝箱選位最均衡、設備利用率最高、大車移動距離最短和翻箱率最低為目標，設計堆場智能管理架構。

（2）多策略協(xié)同 針對不同場區(qū)、作業(yè)模式和集裝箱屬性設計多種選位策略。在選位過程中，采用多策略同步搜索箱位，計算并比較所有候選箱位的分值，從中選取分值最高的箱位（即最符合條件的箱位），從而在提高堆場選位效率的同時，避免人工選位的隨意性。

（3）設計翻箱策略 結合自動化堆場的預翻箱機制，在考慮進口箱堆存時間和出口箱裝船時間的基礎上，針對進口箱和出口箱設計不同的翻箱策略，確保堆場作業(yè)效率最高。

（4）化解瓶頸因素 針對作業(yè)沖突、作業(yè)量不均衡、獨立事件干擾、設備運行距離過長等瓶頸因素，設計并優(yōu)化相應的選位策略。

4 分散策劃模式下自動化堆場智能選位工藝實施

4.1 保障措施

4.1.1 作業(yè)組織

（1）改變作業(yè)組織模式。改變傳統(tǒng)的計劃驅動調度的作業(yè)組織模式，建立面向即時和未來的作業(yè)組織模式，加強對海陸側作業(yè)量和作業(yè)瓶頸的預判，采取相應措施優(yōu)化集疏港流程，從而提前化解瓶頸因素。

（2）進出場作業(yè)分區(qū)。按作業(yè)流向劃分，卸船和集港為進場作業(yè)，裝船和提箱為出場作業(yè)。為了減少交叉作業(yè)情況下需要考慮的變量，進場作業(yè)與出場作業(yè)宜兩兩搭配，即：卸船作業(yè)搭配提箱作業(yè)，并且提箱作業(yè)時間和空間相對固定，卸船作業(yè)應遷就提箱作業(yè);集港作業(yè)搭配裝船作業(yè)，并且裝船作業(yè)時間和空間相對固定，集港作業(yè)應遷就裝船作業(yè)。

（3）提高集港作業(yè)的可控性。具體措施包括：適當延長集港窗口期，以平抑集港高峰時段的作業(yè)負荷;規(guī)定外部堆場的集港時段，并確保滿足相應時段的集港作業(yè)需求。

（4）完善提箱預約規(guī)則。為了避免集卡集中到港提箱，原有的提箱預約規(guī)則將每個預約時段的長度設置為2 h;但從實際實施效果來看，集卡往往在每個預約時段的第1個0.5 h時段內集中到港，導致卸船作業(yè)不均衡。為解決上述問題，五洲國際碼頭將提箱預約時段長度從2 h縮短為0.5 h，堆場計劃的單位時段長度依然為2 h，預約提箱配額平均分配至每個0.5 h時段內，預約集卡的有效進場時段為預約進場時點向后延續(xù)2 h。例如：20：00―22：00時段的預約提箱配額為20 TEU，則20：00―22：00時段、20：30―22：30時段、21：00―23：00時段、21：30―23：30時段各分配5 TEU可供預約。

（5）在提箱作業(yè)中實施預翻箱。由堆場策劃員根據系統(tǒng)提示發(fā)布預翻箱作業(yè)指令，并由軌道吊結合實際作業(yè)情況選擇合適的時機自動執(zhí)行作業(yè)指令，從而提高堆場提箱作業(yè)效率，縮短集卡在場時間，減少陸側作業(yè)對海側作業(yè)的干擾。

4.1.2 人員配置

（1）職能轉變 集中策劃模式以船舶為中心組織作業(yè)，強調避免交叉作業(yè);分散策劃模式則以資源為中心組織作業(yè)，強調場地、設備等資源的合理調配。隨著堆場策劃模式由傳統(tǒng)的集中策劃轉變?yōu)榉稚⒉邉潱褕鲇媱澛毮芤蚕鄳赜晌⒂^指定轉變?yōu)楹暧^調控，即：通過優(yōu)化集疏港流程平衡海側作業(yè)與陸側作業(yè)，充分發(fā)揮場地和設備等作業(yè)資源的效能，滿足船舶對作業(yè)資源的動態(tài)需求。

（2）崗位設置 在集中策劃模式下，為了適應以船舶為中心的作業(yè)組織安排，以船舶為導向設置航運中控員崗位和其他支撐崗位;在分散策劃模式下，為了適應以資源為中心的作業(yè)組織安排，將航運中控改為船邊調度，設置集卡調度員、場地調度員、設備調度員等崗位，負責合理調配作業(yè)資源以及平衡海側作業(yè)與陸側作業(yè)、重點作業(yè)與一般作業(yè)的關系，從而充分發(fā)揮作業(yè)資源的整體效能。

4.2 實施步驟

五洲國際碼頭根據自動化堆場的場地條件和工藝特點，分階段循序漸進地應用分散策劃模式：在已完成堆場自動化改造的部分場區(qū)，選擇合適的內外貿航線測試分散策劃模式的應用效果;隨著后續(xù)堆場自動化改造全部完成，逐步擴大分散策劃模式覆蓋的航線和區(qū)域，最終實現分散策劃模式在自動化堆場的全面推廣應用。

（1）第一階段：分級策劃 將集裝箱按照流向分為進口箱和出口箱兩大類，再按照裝卸屬性分為五小類，并將選位因素（參數）分為四級。

（2）第二階段：進出口分區(qū)策劃 將場區(qū)與集裝箱屬性相結合，并分階段部署智能選位參數，實現各因素之間的平衡。

（3）第三階段：進出口全場策劃 對進口箱和出口箱實行差異式選位處理，確保同場選位不重疊，并調整智能選位參數，以同時滿足海側和陸側作業(yè)需求。

（編輯：張敏 收稿日期：2019-09-19）