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自動化的集裝箱碼頭是啥樣?

      近期,中國港口協會主辦“2016集裝箱碼頭自動化推進與技術交流論壇會”,行業百余人聚焦青島,期待一窺青島董家口港區自動化集裝箱碼頭風采。目前,我國自動化集裝箱碼頭建設方興未艾。廈門遠海自動化碼頭開始運行,上海港洋山深水港區四期建設如火如荼,人們不禁好奇這三家均以自動化為標簽的集裝箱碼頭是怎樣的?各有什么特點?
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  青島港:自動循環充電 定位精確到毫米
  自去年開始,青島港自動化碼頭裝卸系統總承包和振華進行了簽約儀式,開始了全面自動化碼頭的建設階段。目前,碼頭基本打樁完成,所有設備7個橋吊、38個軌道吊全部上岸。各個區域進行全封閉,進行不同階段的調試。
  青島港股份有限公司信息中心副主任楊杰敏介紹,該碼頭整體布局主要分為海側作業區,水平運作系統,堆場、冷箱作業區,以及陸側交換區,包括閘口區。裝卸貨物首先經過自動化橋吊,在海側作業區裝運,經過運輸系統把貨物運到海側交換區,通過軌道吊到堆場的陸側交換區。在進出閘口設計方面,該碼頭將進出閘分離,實現不停車信息采集。
  楊杰敏介紹,青島港自動化碼頭主要采用的機械設備包括7個橋吊,38個自動導航運載車(AGV),38個軌道吊。其中,自動化吊橋采用雙小車模式。主小車從事船舶作業,把集裝箱作業到橋吊平臺上,門架小車負責把平臺運到AGV上。整個作業區只是考慮安全因素才進行人工交付,除此之外整個橋吊作業都是全自動化運作,且車輛定位能精確到毫米級別。
  AGV是青島港自動化碼頭的另一個特點,采用國際上最新一代,純電動操作,是世界上最輕的AGV,運用自動循環充電技術,每次充電可滿足一次運行。
  對于自動化碼頭的核心——信息系統,青島港主要分為碼頭操作系統(TOS)和設備控制系統(ECS)。楊杰敏介紹,TOS系統基本定位和傳統碼頭差別不大,只是在其中增加了部分設備調度模塊。ECS相對傳統碼頭差別較大,但還沒有特別成熟的解決方案,青島港正在全力探索當中。
  廈門遠海:單泊位運營成本降低37%
  廈門遠海是我國第一個全自動化集裝箱碼頭。
  與傳統碼頭一樣,該碼頭在布局上劃分為岸邊作業區域、堆場作業區域以及水平運輸區域等3個主要工作區域。通過對集裝箱裝卸系統進行自動化改造,建設一個15萬噸級自動化集裝箱泊位,一期工程總平面根據自動化裝卸工藝流程按7個區域布置:前沿作業區、水平運輸區、堆場作業區、集卡交換區、AGV交換區、AGV維護區和集卡緩沖區;配備3臺自動化雙小車岸邊集裝箱起重機(STS)、16臺自動化軌道吊(ARMG)、18臺自動導航運載車、8臺自動化集裝箱轉運平臺(AGV-mate)。碼頭設計年吞吐量近期70萬標箱,遠期95萬標箱。
  據廈門遠海集裝箱碼頭有限公司技術總監王沈元介紹,碼頭創新運用自動化仿真系統,進行自動化集裝箱碼頭水平運輸、堆場裝卸、路徑優化等工作的設計、開發、統計、分析,為更新傳統碼頭低效裝卸流程、加速集裝箱碼頭智能化裝卸系統升級奠定了基礎。
  據介紹,該碼頭在投入商業試運行之后,單橋平均效率實現每小時運送37、8個自然箱,工作效率將比人工操作大大提高。在運營成本方面,以廈門遠海集裝箱碼頭14號泊位為例,建設全自動化碼頭后的年運營成本只需2564萬元,而常規碼頭的運營成本要4039萬元,降低了37%。其中常規碼頭的人工費用為3072萬元,而自動化碼頭只需1872萬元。
  上海港洋山深水港區四期:自主研發操作和調度系統
  作為世界上最大的單體自動化碼頭,上海港洋山深水港區四期預計2017年投入運行。
  根據上港集團的規劃,該碼頭在東海大橋以南,依托顆珠山島及大、小烏龜島,由人工圍海填筑而成,平均陸域縱深約500米,總用地面積約223萬平方米,碼頭岸線長2350米,擁有2個7萬噸級泊位和5個5萬噸級泊位,設計吞吐能力初期達到400萬標箱,遠期將達到630萬標箱,可滿足多艘大型集裝箱船同時靠泊。
  據上港集團黨委副書記、總裁嚴俊介紹,上海港洋山深水港區四期工程,采用了代表當前國際集裝箱碼頭技術最高水平的全自動化集裝箱碼頭方案,碼頭建成后將在通過能力、裝卸效率、節能環保、安全等方面具有顯著優勢。嚴俊舉例,傳統碼頭的作業效率是每小時完成抓取30次自然箱或者標箱的動作,而洋山深水港區四期自動碼頭每小時作業效率將提高30%至50%,而排放量可減少30%以上。
  此外,和傳統碼頭相比,洋山四期將首次采用最新一代自動化集裝箱裝卸設備和自動化生產管理控制系統,由電腦控制橋吊來裝卸集裝箱,用無人駕駛的自動轉運車替代現在碼頭上的集卡。船靠岸后,計算機會自動安排作業時間點,系統提前通知無人轉運車到達位置。電腦會根據卸船計劃,實時計算路徑,無人轉運車則會按照電腦規劃的行駛路徑,前往堆場,整個計劃可以精確到秒級。
  洋山深水港區四期還有一個亮點在于,自動化碼頭的操作系統和調度系統都來自于上港集團的自主研發,其中碼頭的裝卸設備將全部采用智能化和全電力驅動。建成之后,洋山港四期碼頭將成為實現智能裝卸,增加整個碼頭的利用效率。相對于傳統碼頭,實現自動化運轉后,碼頭也將更為安全、高效和可靠。
  此外,據上港集團工程技術部副總經理、技術中心主任王黎明介紹,上海港也在同步推進傳統碼頭的自動化改造。目前,上海港正在推進岸橋遠程控制及全自動重箱堆場的改造。通過無線通訊、大車自動糾偏、大小車定位系統,TOS系統與輪胎吊管理系統之間的對接,實現一對三輪胎吊的操作。通過采用RFID識別技術,實現集卡檢測識別系統、集卡停車系統、檢視系統,自動發卡,自動放行。