新中國成立以來(lái)，貨物吞吐量從1949年的1000萬(wàn)噸，增長(cháng)至2018年的143．51億噸，增長(cháng)高達1434倍。在2018年度全球港口集裝箱吞吐量榜單上前10名中，中國港口占據7席。但全球34個(gè)自動(dòng)化港口中國大陸占據3席。世界自動(dòng)化碼頭的發(fā)展已經(jīng)有30多年的歷史。中國自動(dòng)化碼頭還處于起步階段。
自動(dòng)化集裝箱碼頭作為未來(lái)港口重點(diǎn)的發(fā)展方向，必將引起港口建設新的變革，在發(fā)展初期，只有借鑒老碼頭經(jīng)驗，在規劃初期，及時(shí)對現存的問(wèn)題尋求好的解決方法，才能在建設中做到一次到位，實(shí)現工藝先進(jìn)化、投入最小化、產(chǎn)出最大化的自動(dòng)化集裝箱碼頭。自動(dòng)化集裝箱碼頭早期出現在國外，1993年世界上第一座自動(dòng)化集裝箱碼頭荷蘭鹿特丹港的ECT碼頭建成，接著(zhù)是英國倫敦港、日本川崎港、新加坡港、德國漢堡港等港口相繼建成自動(dòng)化集裝箱碼頭。隨后經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展和創(chuàng )新改進(jìn)，目前自動(dòng)化碼頭技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟和完善。早期的自動(dòng)化碼頭基本的工藝都是采用“雙小車(chē)岸橋+AGV+ARMG”作業(yè)，水平運輸采用AGV小車(chē)，堆場(chǎng)作業(yè)采用ARMG進(jìn)行場(chǎng)地裝卸，為了適應環(huán)保要求，建設較早的都開(kāi)始對老的工藝進(jìn)行改造，例如：早期使用的都是內燃機驅動(dòng)的AGV，現在都在向電力驅動(dòng)改進(jìn)等。
自動(dòng)化集裝箱碼頭的發(fā)展過(guò)程基本可分為四代：第一代以1993年投入運營(yíng)的荷蘭鹿特丹港ECT碼頭為代表；第二代以2002年投入運營(yíng)的德國漢堡港CTA碼頭為代表；第三代以2008年投入運營(yíng)的荷蘭鹿特丹港Euromax碼頭為代表；第四代以2014年以來(lái)建成的廈門(mén)遠海、青島港、洋山四期為代表。全球不同地區的自動(dòng)化碼頭根據碼頭自身需求和當地特點(diǎn)，配置不同設備設施和裝卸工藝。
截至2017年9月份，全球自動(dòng)化集裝箱碼頭34個(gè)（含在建3個(gè)），其中全自動(dòng)化碼頭13個(gè)，半自動(dòng)化碼頭21個(gè)；歐洲10個(gè)，亞洲17個(gè)，美洲4個(gè)，澳洲3個(gè)。截至2019年3月，內地有廈門(mén)港遠海、青島港、上海港洋山四期3個(gè)自動(dòng)化碼頭。最新的消息顯示，天津港也正在抓緊改造老碼頭，建設全新自動(dòng)化智能集裝集箱碼頭。
表1 歐洲自動(dòng)化碼頭
在Lloyd’s List發(fā)布的2018年港口全球排名中，鹿特丹港排在第11位，漢堡港排在第18名。
1）鹿特丹港
鹿特丹港是歐洲第一大集裝箱港口，與全世界1000多個(gè)港口之間都有航線(xiàn)，同時(shí)通過(guò)極佳的多式聯(lián)運網(wǎng)絡(luò )，能夠將集裝箱運往歐洲境內的所有目的地。鹿特丹港務(wù)局目前正在引領(lǐng)向可持續能源的轉型，并致力于數字化港口建設，以提高港口和供應鏈的效率。
圖1 鹿特丹港集裝箱吞吐量（1994-2018）
數據來(lái)源：Clarkson
鹿特丹港的集裝箱碼頭是全球最具現代化的碼頭之一，采用了最新的設備和最大的起重機，碼頭直接連通北海，接入歐洲鐵路、內河航運和公路網(wǎng)絡(luò )。
圖2 鹿特丹港碼頭分布圖（每個(gè)藍色圓點(diǎn)代表一個(gè)碼頭）
資料來(lái)源：Port of Rotterdam
（1）ECT碼頭
ECT Delta碼頭作為世界上第一個(gè)自動(dòng)化碼頭而聞名。通過(guò)不斷的技術(shù)投資，ECT Delta碼頭仍屬于自動(dòng)化水平程度最前沿的碼頭之一。目前最大的船舶可以?？吭诖硕皇艹毕蛘叽l的限制。從船舶進(jìn)入港口算起，能在一小時(shí)之內?？康讲次?，因此，許多航運公司選擇ECT Delta碼頭作為在歐洲的第一個(gè)?？扛?，同時(shí)使得ECT Delta碼頭成為了歐洲最重要的支線(xiàn)樞紐，與歐洲以及北非的其他100多個(gè)港口保持著(zhù)緊密的聯(lián)系。
表2 ECT碼頭基本情況
資料來(lái)源：Port of Rotterdam—Facilities
（2）Euromax碼頭
ECT Euromax是世界上最先進(jìn)和環(huán)保的集裝箱碼頭之一。自動(dòng)化碼頭位于Maasvlakte的西北角，幾乎直臨北海。ECT Euromax專(zhuān)為快速、安全、高效地處理最大的集裝箱船而設計。吃水深度為16.65米，隨著(zhù)船舶大型化，航道可以進(jìn)一步加深到19.60米。ECT Euromax的起重機達到23個(gè)集裝箱寬，超大型集裝箱運輸船可以在一小時(shí)內停泊在碼頭，不受潮汐或船閘的限制，水深條件優(yōu)于ECT Delta碼頭。
表3 Euromax碼頭基本情況
資料來(lái)源：Port of Rotterdam—Facilities
（3）APMT MVII碼頭
APMT MVII于2015年開(kāi)始運行，至今仍是世界上最先進(jìn)的全自動(dòng)碼頭之一，它具備處理目前最大集裝箱船舶的能力。碼頭內大約80%的起重機是全自動(dòng)化的，其余的手動(dòng)操作是遠程執行的，碼頭內每臺起重機均配有雙吊具，可同時(shí)裝卸兩個(gè)40英尺長(cháng)的集裝箱。2019年，兩座超級碼頭起重機的加入預計將使碼頭吞吐量增加20%以上。綠色能源和全電氣化設備的使用，使其成為全球首個(gè)二氧化碳、氮氧化物和顆粒物零排放碼頭。它擁有完全隔離的自動(dòng)化區域，將人與機器分隔開(kāi)來(lái)，安全性非常高。
表4 APMT MVII碼頭基本情況
資料來(lái)源：Port of Rotterdam—Facilities
APMT MVII碼頭的相關(guān)運作模式如下：Betuwe鐵路線(xiàn)是一條全長(cháng)160公里(100英里)的雙軌電力貨運線(xiàn)路，連接鹿特丹港和德國邊境澤韋納爾-埃默里奇，碼頭有2臺多式軌道起重機橋，總共8條軌道，八軌鐵路終點(diǎn)站與Betuwe鐵路線(xiàn)直接相連，大大提高了貨物轉運的效率。碼頭內擁有獨立的駁船碼頭、完全一體化的鐵路碼頭，貨物從船上卸下之后，將按照運往內陸的順序放置，便于直接運輸。
（4）RWG 碼頭
Rotterdam World Gateway（RWG）是全球最具創(chuàng )新性的自動(dòng)化集裝箱碼頭之一，在高效、可持續、可靠和安全性等方面發(fā)揮著(zhù)重要作用，碼頭的利用率達到了90%以上。內設2臺軌道起重機，軌道長(cháng)度達到750米；AGV小車(chē)59輛；集卡105輛；自動(dòng)堆垛機50輛。碼頭和倉庫之間的內部集裝箱運輸由電動(dòng)自動(dòng)控制車(chē)輛完成，集裝箱在這里通過(guò)內河、鐵路或公路運往內地，每個(gè)集裝箱在碼頭實(shí)現了獨立于海上作業(yè)的單獨處理。為了減少對環(huán)境的影響，65%的內陸集裝箱通過(guò)內河、火車(chē)運輸而不是卡車(chē)繼續運往最終目的地。
表5 RWG 碼頭基本情況
資料來(lái)源：Port of Rotterdam—Facilities
圖3 RWG設備相關(guān)信息
資料來(lái)源：Port of Rotterdam
2019年4月17日，RWG處理了自2015年9月正式開(kāi)放以來(lái)的第250萬(wàn)個(gè)集裝箱。
2）漢堡港——CTA碼頭
漢堡港位于易北河下游，阿爾斯特河和比勒河匯合處，距北海110公里。港口面積100平方公里，是德國最大的海港，也是歐洲最佳轉口港之一。每年約有8000次船舶?？?，擁有近300個(gè)泊位，碼頭總長(cháng)43公里，每周有超過(guò)2300個(gè)貨運列車(chē)運轉。同時(shí)擁有4個(gè)最先進(jìn)的集裝箱碼頭，3個(gè)郵輪碼頭和約50個(gè)專(zhuān)門(mén)處理各種散雜貨的設施，與約7300家物流公司建立了合作關(guān)系。2018年集裝箱吞吐量達到了870萬(wàn)TEU。
漢堡港CTA碼頭的AGV利用異頻雷達導航，按不固定路線(xiàn)運行，相對于固定路線(xiàn)，其效率更高，但是調度更復雜。在堆場(chǎng)集疏運模塊，它的自動(dòng)化集裝箱碼頭在堆垛時(shí)采用一高一低2臺全自動(dòng)軌道吊（ARMG），2臺ARMG軌距不同并運行在不同軌道上，可以互相穿越運行，裝卸效率以及靈活性更高。
圖4 漢堡港集裝箱吞吐量（1994-2018）
數據來(lái)源：Clarkson
圖5 漢堡港海運貨物情況統計
數據來(lái)源：https://www.hafen-hamburg.de/en/statistics
港口的智能化以及信息化已被視為衡量港口綜合實(shí)力的指標，也被視為提升港口核心競爭力的手段?；诖?，要以信息技術(shù)為先導，積極轉變思想，形成全新建設理念，探索智慧港口建設的路徑，正視發(fā)展中的不足，構建信息化發(fā)展戰略，強化縱深發(fā)展，為港口全面智慧化建設創(chuàng )造更加優(yōu)質(zhì)的條件。
本文由中國港口網(wǎng)www.austinsherwood.com
特約上海海事大學(xué)郭佳君、周鑫、沙梅獨家提供
參考文獻：
[1]《淺談集裝箱碼頭自動(dòng)化業(yè)務(wù)》
[2]《AI賦能全局化智慧港口》
[3]《一文解析全球自動(dòng)化集裝箱碼頭發(fā)展現狀》
[4] Lloyd’s List ：《One Hundred Ports 2018》
[5] https://www.hafen-hamburg.de/en/statistics
[6] Clarkson Shipping Intelligence Network Timeseries，Created 12 May 2019 11:21
[7] Port of Rotterdam
