董楠

（上海振華重工(集團(tuán))股份有限公司，上海 200125）

1.自動化碼頭發(fā)展現(xiàn)狀

目前，全球建成了33個(gè)自動化集裝箱碼頭，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 國外自動化碼頭發(fā)展現(xiàn)狀

在各國自動化碼頭發(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化碼頭。雖然，德國在自動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)自動化碼頭發(fā)展現(xiàn)狀

在中國，集裝箱自動化碼頭的建設(shè)也在加緊進(jìn)行。2016年3月，廈門遠(yuǎn)海全自動碼頭正式投入使用。2017年5月，規(guī)劃青島港全自動碼頭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)海自動化碼頭投入試運(yùn)行。碼頭使用了3臺自動雙小車岸橋、16臺自動軌道起重機(jī)、18臺自動導(dǎo)航運(yùn)載車和8個(gè)自動運(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，由電動驅(qū)動實(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)保電動小車，全自動化，實(shí)現(xiàn)無人操作。

上海洋山港四期全自動碼頭于2017年12月10日開始投產(chǎn)。振華重工洋山四期全自動碼頭該項(xiàng)目在自動碼頭上開創(chuàng)了兩個(gè)先河：一是雙箱自動化軌道吊首次從實(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、主動避障等功能診斷自供電監(jiān)測。

2.自動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）自動化碼頭可以吸納巨額投資，發(fā)揮乘數(shù)效應(yīng)，帶動港口經(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）自動化碼頭帶動產(chǎn)業(yè)集群，港口物流業(yè)實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)，帶動港口物流業(yè)發(fā)展，引領(lǐng)港口經(jīng)濟(jì)發(fā)展。自動化碼頭建成后，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)悠渌嚓P(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。它可以使社會資源和投資更加合理。有自動化碼頭的港口和沒有自動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)造成了社會資源和資源資源的浪費(fèi)，貨物運(yùn)輸不合理。

3.自動化碼頭未來發(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)用自動對接技術(shù)，如自動軌道起重機(jī)防搖技術(shù)、自動化軌道起重機(jī)車輛同步控制技術(shù)，推動行業(yè)智能化、高效化的發(fā)展。一是自動軌道起重機(jī)防搖技術(shù)。在手推車的某些運(yùn)動過程中，掛在手推車上的掛鉤和負(fù)載可能會不斷搖晃。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)動的靜止?fàn)顟B(tài)下不會擺動，需要控制該時(shí)間以確保吊鉤和負(fù)載之間沒有擺動。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。