碼頭無人區:集裝箱自動化發展之勢
2016-07-07 10:30:02
Landbridge平臺
2015年,鹿特丹港“Maasvlakte 2”自動化碼頭項目投入使用;今年3月,全國首個、也是全球首個第四代自動化碼頭廈門遠海自動化碼頭(一期)開始自動化設備系統驗收。4月中旬,被業內稱為亞洲首個真正意義上的全自動化無人碼頭青島港全自動化碼頭迎來首批全自動化港機設備,進入設備交付期。港口自動化項目的應用在全球都已相當普遍。那么,集裝箱自動化碼頭到底發展到什么程度了呢?
國內三大自動化碼頭
廈門遠海自動化碼頭
2014年8月,由廈門市與中遠集團、中交建集團三方投資建設,項目總投資6.58億元,號稱“魔鬼碼頭”的廈門遠海自動化碼頭試運行。碼頭采用3臺自動化雙小車岸橋、16臺自動化軌道吊、18臺自動導航運載車、8臺自動化轉運平臺,單橋平均效率將實現每小時運送三十七八自然箱,提升作業效率快約20%。碼頭的年吞吐量可達78萬-91萬標箱。
洋山港四期自動化碼頭
2014年11月, 洋山港四期宣布將建成全球最大自動化碼頭。建設方自主開發關鍵的作業調度控制系統,建成后的港口將全面實現“智能裝卸”、“無人碼頭”和“零排放”。
四期工程位于小洋山島的最北側,總投資約128.48億元,計劃建設5個5萬噸級和2個7萬噸級集裝箱泊位以及1個工作船泊位等配套設施,泊位總長2800米,設計年吞吐量為630萬標準箱。
青島港集裝箱全自動化碼頭
2015年7月,青島港宣布將打造亞洲首個集裝箱全自動化碼頭。2016年4月中旬,青島港全自動化碼頭迎來首批全自動化港機設備,進入設備交付期。青島港自動化碼頭目前正在加緊建設中,力爭2016年年底達到試運行條件。工程分三期開發建設六個泊位,岸線總長2088米。項目建成后,青島港集團自動化碼頭將實現對碼頭裝卸運輸設備實時智能化控制,可停靠目前世界上最大19000標準箱的集裝箱船舶和未來24000標準箱的集裝箱船舶,設計效率達到每小時40自然箱,減少人工約70%,提升作業效率約30% 。
國外典型自動化碼頭
英國倫敦門戶碼頭
由迪拜環球港務集團投資開發,坐落于倫敦港以東約50km 處,規劃岸線長2700m,碼頭前沿水深17m,共有泊位6個,設計年集裝箱吞吐量 360 萬TEU。該碼頭1號泊位已于2013年11月開港作業第一艘集裝箱船舶。倫敦門戶碼頭采用“雙40英尺岸橋+跨運車+自動化軌道吊”作業工藝。
每塊堆場配置 2 臺起重能力為 40 t 的自動化軌道吊,采用全自動化作業方式,不支持雙箱作業;堆場陸側采用集卡倒車作業工藝。
荷蘭鹿特丹港 Euromax 碼頭
Euromax 碼頭是歐洲集裝箱碼頭公司(EuropeContainer Teminals,ECT)旗下三個碼頭之一,隸屬于和記黃埔港口集團,位于鹿特丹港以西約 30 km處,碼頭岸線長 1 500 m,總面積 84 萬m2,目前年集裝箱吞吐量約 180 萬TEU。
Euromax 碼頭采用“雙小車岸橋+自動導引車+自動化軌道吊”作業工藝。堆場垂直于岸線設計,每塊堆場設 2 臺起重能力為 40 t 的自動化軌道吊,采用全自動化作業方式,不支持雙箱作業;堆場陸側采用集卡倒車工藝方式。
西班牙巴塞羅那港巴塞南歐碼頭
巴塞南歐碼頭是從和記黃埔港口集團旗下的加泰羅利亞碼頭(TERCAT)分出的,總占地面積 132 萬m2,規劃岸線總長 2 100 m,碼頭前沿水深 16~18 m,設計年集裝箱吞吐量 445 萬TEU。
巴塞南歐碼頭于 2011 開始建設,巴塞南歐碼頭采用“單 40 英尺岸橋+跨運車+自動化軌道吊”作業工藝。岸邊船舶作業采用單 40英尺岸橋,其起重能力 61 t,起升高度 41 m,外伸距66 m。
韓國釜山新集裝箱碼頭
釜山新集裝箱碼頭坐落于韓國釜山港新港港區,是亞洲第一個堆場垂直于岸線布置的自動化集裝箱碼頭。
該碼頭采用“單小車岸橋+跨運車+自動化軌道吊”作業工藝。岸橋和自動化軌道吊均由上海振華重工(集團)股份有限公司(以下簡稱振華重工)制造,跨運車由美國特雷克斯集團制造,堆垛能力為“堆一過二”,碼頭操作系統由美國 Navis 公司提供,碼頭設備控制系統由瑞士ABB公司開發。
日本名古屋港 TCB 碼頭
由于日本為多地震國家,集裝箱碼頭結構和設備均采用強化抗震設計工藝,以減小地震危害。TCB碼頭是日本首個全自動化集裝箱碼頭,也是目前公認的世界上最先進的自動化集裝箱碼頭之一。
TCB 碼頭堆場平行于岸線布置,采用“單小車岸橋+自動導引車+自動化輪胎吊”作業工藝。岸橋和自動化輪胎吊均由日本三菱公司制造;自動導引車由日本豐田公司制造。
鹿特丹港馬斯萊可迪二號碼頭
該碼頭將創新性使用遠程控制的STS龍門起重機,并配備62輛電動無人搬運車在船舶、集裝箱碼頭、堆場、駁船和船塢鐵路設施之間完成集裝箱堆垛。總投資為5億歐元的自動化碼頭具備接納滿載3E級船(18000TEU)的能力。已于2015年4月開始運營。
一、自動化碼頭的出現和發展 自動化集裝箱碼頭首先出現在勞動力成本昂貴和熟練勞動力匱乏的歐洲。自 1993 年世界第一個自動化集裝箱碼頭投入商業運營以來,自動化集裝箱碼頭歷經三代發展,其典型代表分別是荷蘭鹿特丹港的ECT(Europe Combined Terminals)碼頭(1993年投入運營)、德國漢堡港的CTA(Container Terminal Altenwerder)碼頭(2002 年投入運營)和荷蘭鹿特丹港的Euromax碼頭(2010年投入運營)。目前中國第一個全自動化碼頭是廈門遠海自動化碼頭,也是采用眾多創新技術的第四代自動化集裝箱碼頭。二、全球自動化碼頭發展現狀
據天津港自動化集裝箱碼頭項目組的統計,目前世界建成和在建的自動化集裝箱碼頭共計 32 個。據統計,目前世界自動化集裝箱碼頭分布情況如下:歐洲地區 10 個,亞洲地區 15 個,北美地區 4 個,澳洲地區 3 個(見表 1)。
從世界自動化集裝箱碼頭的分布和自動化程度來看,自動化集裝箱碼頭歷經如下發展趨勢:(1)早期自動化集裝箱碼頭集中分布在人力成本較高的發達地區,當前則出現在世界范圍內推廣建設的趨勢;(2)經歷半自動化碼頭快速發展的過渡期后,全自動化碼頭已成為自動化集裝箱碼頭發展新趨勢,其技術先進性的優勢不斷顯現。
典型工藝系統
“自動化軌道吊+自動導引車”工藝系統
在岸邊配置岸橋(多為雙小車岸橋)負責船舶裝卸,由自動導引車負責集裝箱在岸邊的水平運輸,由自動化軌道吊負責堆場和集疏運集裝箱裝卸。此類工藝系統定位于實現集裝箱碼頭的全自動化作業,其典型布局如圖 2 所示,其代表碼頭有ECT碼頭、CTA碼頭和Euromax碼頭等。
“帶外伸臂軌道吊+集卡”工藝系統
在岸邊配置岸橋負責船舶裝卸,由集卡負責集裝箱在岸邊和堆場內的水平運輸,由帶外伸臂的軌道吊負責堆場集裝箱裝卸。此類工藝系統定位于實現集裝箱碼頭的半自動化作業,其典型布局如圖 3 所示,其代表碼頭有香港國際貨柜碼頭、韓進碼頭和高明碼頭等。圖 3 “帶外伸臂軌道吊+集卡”工藝系統典型布局。
“自動化軌道吊+跨運車”工藝系統在岸邊配置岸橋負責船舶裝卸,由跨運車負責集裝箱岸邊水平運輸,由自動化軌道吊負責堆場和集疏運集裝箱裝卸。此類工藝系統的定位較全面,在適用于半自動化集裝箱碼頭的同時,為全自動化集裝箱碼頭預留技術改造空間。該工藝系統的典型布局如圖4 所示,其代表碼頭有弗吉尼亞集裝箱碼頭、釜山新集裝箱碼頭和倫敦門戶碼頭等。
其他形式工藝系統
除上述自動化集裝箱碼頭工藝系統外,世界上還存在基于軌道分配系統和立庫式堆場的工藝系統形式,但由于其技術成熟度和建設成本等問題,目前仍處于概念設計階段。
自動化碼頭的優勢
一是提高作業的安全性和可靠性,降低勞動強度,減少碼頭人工成本;
二是極好地改善港區內交通組織情況;
三是形成“高密度”集裝箱碼垛堆場,堆場利用率提高,堆存容量增大;
四是裝卸設備采用電驅動,能耗低,高環保,噪音小;
五是有效緩解碼頭作業壓力,提高碼頭生產效率,滿足船舶大型化的要求。
自動化碼頭的興建,不是單純的資金投入與技術革新,更是人才儲備、產業鏈升級的必經之路。同時帶來的人員安置與培訓問題,對人才的技術要求更高等問題也將使經營者更多地考慮人員設置安排。
目前自動化集裝箱碼頭已成為世界主要港口和碼頭運營商的關注焦點。隨著集裝箱船的大型化,集裝箱碼頭面臨吞吐量急劇增加的巨大壓力。加之勞動力成本增加和勞動力資源匱乏,以及環保理念深入人心,高效節能的自動化碼頭已成為碼頭發展的趨勢。我國港口若要參與國際競爭,就必須順應這一發展趨勢,加快自動化集裝箱碼頭建設進程,洞悉其發展的潛在規律,有助于推動我國建設具有自主知識產權的自動化集裝箱碼頭。
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