集装箱自动化码头发展趋势分析

集装箱自动化码头发展趋势分析

摘要】本文主要阐述了国外具有代表性的集装箱自动化码头以及国内几处码头

的实施办法以及相关的装配施工工艺，并对这些自动化码头在生产工作效率，优点，不足等方面进行了大致的比较，并对集装箱自动化码头发展趋势提出了一些

见解和措施，希冀对类似的工程或同行带来一些参考和借鉴。

【关键词】集装箱自动化码头；码头装卸工艺；发展趋势

1引言

在沟通连接海陆海陆物流输送过程中，集装箱码头可以说是占据了举足轻重

的地位，是运输枢纽。有数据显示，海港码头运输的额度占世界贸易总额的60％

以上。随着经济社会的发展，世界贸易的不断加强。对集装箱码头就自然提出了

更高的要求。船舶越来越大型化，港口的货物装配效率需要不断提升．加之需要

的操作人员，各种因素造成的成本越来越高，节能、环保也就变成了十分棘手的

问题。随着科技的进步自动化码头应运而生，自动化码头具有可靠性高、安全性高、效率高等优势，相对就减少了较多的人力付出，如一人可以控制多台设备等。另一方面，它还有较高的场地利用率，采用电驱动也是减少了对环境的污染，因

为以上特点，集装箱自动化码头在国内外有许多实用的例子，但是在装配布置、

工艺、方案等方面却不尽相同。

2自动化码头的出现和发展

一件新生科技产物的出现一定是在最需要它的地方，那么同理，集装箱自动

化码头的首次亮相就出现在劳动力短缺且成本昂贵的欧洲地区。英国泰晤士港、

日本川崎港和荷兰鹿特丹港几个国家的主要港口依托国内领先的科技技术，率先

进行了集装箱自动化码头的建设，且建成后的效果还是令人满意的，这也就拉开

了集装箱自动化码头的建设序幕。但是在后期收到国家相关政策以及经济状况的

制约，集装箱自动化码头的发展一度原地踏步．全世界范围内的第一个自动化集

装箱码头荷兰鹿特丹港在１９９３年建成并投入使用，后来陆续在英国伦敦、日

本川崎、新加坡、德国汉堡等相继建成集装箱自动化港口或半自动化的集装箱码头。总的来说，集装箱自动化码头的发展可以分为以下几个阶段：荷兰鹿特丹港ETC码头于1993年建成并投入使用属于自动化码头发展的第一阶段；德国汉堡港

ＣＴＡ码头于2002年建成并投入使用属于第二阶段；在2008年建成使用的荷兰

鹿特丹港为集装箱自动化码头发展的第三阶段。而在我国，集装箱自动化码头的

起步较晚，位于厦门的远海自动化码头，是国内建成的中国首个集装箱全自动化

码头，在这个码头的建设过程当中，采用了许多国内外先进的经验，以及相关科

技创新技术，属于第四代自动化集装箱码头。

3国内外自动化码头发展现状

3.1青岛港

青岛新前湾集装箱码头是在青岛港前湾港区迪拜环球码头经过升级改造之后

得来的，准确的地理位置位于前湾港区四期工程1#～4#泊位东侧，按照需求与实

际设计规划，需要建设集装箱泊位为十万吨级与三万吨级各2个(其中的水工结构按设计要求均应按照靠泊10万吨集装箱船舶进行设计)，并设置相应完善的配套

设施，码头的设计总长度约为1320m，按照计划设计年货运吞吐量为220万TEU。主体结构是青岛港前湾港区迪拜环球码头工程设计的基础上进行了集装箱自动化

及其配套设施的升级改造，进行改造升级之后的自动化码头的年计划吞吐量预计

可以上升为258万TEU。截止目前为止，项目已投资37亿元并且一期工程已经完

工，完成部分包含码头660m岸线集装箱码头、后方堆场、辅建区等陆域设施，

升级改造完成后于2016年10月开始自动化系统调试与相关准备工作，并在2017年5月开始进行实际工作流程。在青岛集装箱自动化码头装备了在自动化操作过

程中密不可分的三种机械设备，包括岸边集装箱装卸桥总共7台、集装箱自动导

航运载车（AGV）数目为40台、自动化轨道吊(ARMG)安装调试38台。升级改造

后的集装箱自动化码头能减少人工占比70%，直接减少人工及其他成本约25％，

装配效率提升效果明显。在之后的7个月的运营时间里，数据记录显示：青岛港

自动化码头正常运营时，作业效率从7月份的每小时26自然箱提高到11月份的

每小时35自然箱，系统效率提升稳定。

3.2厦门港码头

在引言中提到的厦门远海码头是在我国境内建成的第一个集装箱全自动化码头，在全球范围内也是首个应用第四代全自动化技术的集装箱码头，厦门远海码

头也为其他已建成的码头的升级改造工作提供了范本。它的显著特点就是岸桥是

双小车，在水平运输方向则采用的是电池动力灵活路线运行的ＡＧＶ，在堆场内

设置有２台轨道吊，布置方式为接力式对称布置，并采用AGV伴侣来解决轨道吊和AGV的耦合问题。与此同时，需要特别注意的是在厦门港自动化码头的设计过程中，运用了我国国内具有完全自主知识产权的仿真系统，这套仿真系统可以用

来设计、开发、统计以及分析集装箱自动化码头在水平运输、货物装卸、运输路

径优化设计。厦门远海集装箱自动化码头的主要特点如下（1）节能环保，码头

内取消了旧式的内燃机水平运输的驱动方式，马桶的装卸过程在轨道上进行，采

用电力驱动。解决了在旧式码头工作过程中产生的排放污染，噪声污染等环境问题。（2）系统工作效率显著提高，位于岸桥和堆放轨道吊之间的水平运输采用

电动小车的形式，一方面较节能环保，另一方面自动化程度高，工作效率显著提升；（3）实现了堆场的无人化作业，采用计算机控制系统，起到了降低运行成

本的作用，而且保证了工作的高效性和安全性。

4集装箱自动化码头发展趋势

（1）集装箱在作业过程中实现自动化，不仅可以在一定程度上减少工作人员、技术人员的劳动量，减轻劳动强度，减少相应的人员数量即节省人工成本，

而且在另一方面，自动化控制可以提升工作精度，减少工作误差，并减少对技术

人员本身的依赖，以及现场工作人员的安全性也可以得到一定程度的保障。就像

欧洲劳动力短缺以及劳动力成本较高致使自动化码头的诞生。随着社会的发展，

我国的劳动力成本也在不断提高，建设集装箱自动化码头也是提高效率的必要手段。实现码头的自动化在企业内部一方面可以大幅度减轻高技术人员短缺不足的

压力，更重要的是，自动化可以为在岗的工作人员的安全性和工作环境提出有力

的保障。降低工作过程中因人工操作产生的操作误差，也就提升了每次作业的稳

定性和高效性。

（2）自动化、智能化的港口可以有效提升码头的生产安全性，排除人力休

息制度的影响，做到全天候24小时的装配进度。智能化的自动化码头依托人工

智能，相关管理学的系统工程理论。可以根据计算机掌握的码头货物流动信息，

自动生成一套高效的集装箱的筹备安排计划，自动进行船舶的流动及调度计划，

对现场各个设备的运营工作进行一个全方位综合性的调度综合安全性、运作效率、以及能耗最低化等各个因素进行综合考量，确定货物运行的最佳路径，堆放位置

的便利性，是码头场地的运营效率最大化，使码头的管理水平提升一个档次。

（3）节能环保、在保证运营高效顺利的前提下使运营成本最小化。随着科