提高集装箱码头作业效率的措施

提高集装箱码头作业效率的措施——彭传圣

提高集装箱码头作业效率的措施

交通部水运科学研究所(北京100008) 　彭传圣

　　摘　要:集装箱码头的作业效率是码头能力的综合反应。提高集装箱码头作业效率可从管理方面入

手, 合理配置设备, 挖掘码头设施和设备的潜力, 根本途径是实现码头作业的完全自动化。

　　关键词:集装箱码头; 作业效率; 作业设备; 自动化

　　Abstract :T he operati on efficiency in container’sw harf is the comp lex rep resentati on of w harf’scapac 2

ity . In o rder to raise it w e can p rovide reasonably the equi pm ents , po tentials of installati on and equi pm ents . T he basic w ay is w ho le autom atizati on in on .

　　Key W ords :Container ter m inal ; H andling ; ati on

　　随着船舶的大型化, 舶周转, 力, 一方面, (表1航速, 数据表明同时代建造的船舶中, 载箱量大的船舶的平均服务航速较大) ; 另一方面, 船公司要求其船舶挂靠的港口有较高的码头作业效率, 以便缩短船舶装卸作业总时间, 从而缩短船舶在港时间。因此, 码头作业效率为船公司和码头经营商所重视[1], 提高集装箱码头作业效率成为港口增强其竞争力的重要方面之一。

辅助管理的计算机软件的应用。

　　本文根据有关资料, 整理报告有关集装箱码头的船舶作业效率, 介绍目前在码头作业设备方面采取的提高码头作业效率的技术措施和新设想。

1　集装箱码头的作业效率

一般港口的码头作业效率数据难以从公开的资料中获得, 不过, 作业效率高的码头通常公布这类数

据以宣示实力。

香港和新加坡港(PSA ) 是目前全球最繁忙的两

表1　各年建造集装箱船舶的平均速度(kn ) 大港口, 在争夺全球最繁忙港口的头

按载箱量分类船舶(T EU ) 衔中, 相互竞争激烈, 不断刷新集装箱

年份

750～11001200～16002500～28003000～34004500以上装卸作业效率记录, 见表2。目前, 最

[**************]8

19. 016. 418. 018. 1

22. 019. 217. 819. 5

20. 820. 921. 3 23. 222. 7

集装箱码头的作业效率与船舶大小及集装箱积载质量、码头海侧轨道到护舷外侧面距离、岸边集装箱起重机及配合作业的水平运输车辆以及堆场作业机械的性能与数量、司机操作水平、堆场堆存能力、堆场布置与管理水平、作业线安排与管理水平等密切相关, 体现码头综合能力和管理水平。提高码头作业效率的措施可分为硬件和软件两个方面:硬件包括码头的基本设施和设备; 软件指码头管理方式和手段, 包括诸如实时管理系统、电子文件处理系统、

　　收稿日期:2001-05-15

高船舶作业效率记录由SPA 创造, 达

到280箱 h 。

受工会组织要求的制约, 加拿大集装箱码头的船舶作业效率较低。对

加拿大V an ter m 集装箱码头1996年全年码头作业资料的分析表明:船舶平均作业效率为36. 5箱 h ; 当年最高船舶作业效率为66. 8箱 中国远洋运输h 。

(集团) 总公司(CO SCO ) 和美国总统轮船公司(A PL ) 的航线, 分别采用以“高河”和“P residen t 为代表的巴拿马型和超巴拿马型船舶, 每T rum an ”

周一艘船舶挂靠V an ter m 集装箱码头。这两家船公司船舶参数及在该码头的作业效率如表3所示; 每航次装卸集装箱数量与船舶作业效率的关系如图1所示。它们采用的运输船舶分别为按该港的作业方

21

24. 3

港口装卸　2001年第4期(总第138期)

式, 基本上船长大、载箱量大的船舶作业效率高; 载箱量相同船舶中, 装卸箱量大的船舶作业效率高。

序号

1234

　　国内大连集装箱码头(DCT ) 为大连港和PSA 以及马士基合资建立的集装箱码头, 其2000年初作

作业船舶

N YK Am tares 234

A PL Ch ina N YK A ndrom eda A PL Sardonyx

表2　集装箱装卸作业效率记录

创建时间

2000年1月2000年4月2000年4月2001年2月

港　口

PSA

效率(箱 h )

(a ) 236243280

资料来源

(b ) (c ) (d )

香港国际码头H IT

PSA PSA

　　(a ) PSA break s ano ther reco rd . Cargo System s (January 2000)

　　(b ) R eco rds and acco lades fo r top box po rts Cargo System s (A p ril 2000)

　　(c ) PSA reclai m s box reco rd . Cargo System s (A p ril 2000) 　　(

d ) N ew p roductivity h igh reco rder at PSA ’sB rani ter m inal . Cargo System s (M ay 2001)

表3　CO SCO 和A PL 船舶及其在V 船公司

CO SCO A PL

载箱量(T EU )

27004340

采用的典型船舶的参数

船长(m ) . 1216

11441436

(箱 h )

平均最大

38. 448. 3

53. 466. 8

图1　码头作业效率与船舶装卸集装箱量的关系

业中海集团“亚洲明珠”号船舶创造作业效率记录为

[2]

130箱 “福州”号船舶h ; 2001年初, 作业中海集团

[3]

时将作业效率记录刷新为170箱 h 。

此外, 1988年4月, PSA 作业马士基公司的6600T EU 的“SU SAN M A ER SK ”号船舶, 创造的作

[4]

业效率记录仅为125T EU h , 而2000年初作业

“POND Ro t 2P&O N edlloyd 公司的6600T EU 的

号船舶时, 创造的P&O N edlloyd 公司船舶terdam ”

的全球作业效率新记录为203箱 h , 相当于333

[5]

T EU h 。

如果将船舶作业期间各种影响导致的延时考虑在内, 岸边集装箱起重机作业期间的单机平均作业效率能够反映码头作业效率水平。Ceres T er m inal Inc . 管理的码头岸边集装箱起重机单机平均作业效

[1]

率为24箱 h ～38箱 h ; V irgin ia In ternati onal T er m inal 常规和双小车式岸边集装箱起重机的单机平均作业效率分别为25箱 h ～30箱 h 和

[1]

28箱 h ～33箱 h ; D ubai Po rts A u tho rity 岸边集22

[1]

装箱单机平均作业效率为29箱 h ～30箱 h ; 国内DCT 岸边集装箱起重机单机最大作业效率达到

[6]

51箱 目h , 平均作业效率达到28箱 h ～29箱 h 。前岸边集装箱起重机的单机平均作业效率大多在

[7]

25箱 h ～30箱 h , 通常最多采用6台岸边集装箱起重机作业当前最大型的集装箱船舶, 船舶平均作业效率在165箱 h 左右, 而船舶进一步大型化之后, 需要将船舶在港时间进一步缩短, 大型船舶的经济性才能充分发挥。因此, 船舶作业效率需要在当前的基础上进一步提高。

船东和货主对码头规模和作业效率的要求日益提高以及有关港口通过激烈的竞争在一些重要的海域形成区域性枢纽港, 是未来国际集装箱运输发展的趋势。因此, 目前有关港口的改扩建项目除了考虑适应船舶的进一步大型化外, 也考虑通过采取一些措施实现船舶的高效作业, 以便挽留或吸引大型船舶的挂靠, 试图在相关海域成为枢纽港的港口尤其如此。

提高集装箱码头作业效率的措施——彭传圣

2　提高码头作业效率的技术措施

在硬件方面, 提高码头作业效率主要在于提高码头前沿装卸、水平运输、堆场装卸3个子系统的速度以及合理配置3个子系统的设备数量, 保证作业线上的设备协调且高效地运转。

9]

2. 1　码头前沿装卸[8、

的挖入式港池从船舶两侧作业船舶的方式, 可以最多使用9台岸边集装箱起重机同时作业一艘船舶[11]。

2. 2　水平运输

集装箱自动导引车(A GV ) 的应用实现了集装箱码头水平运输的自动化。继鹿特丹港的D elta

泰晤士港集装箱码头等码头使用Sealand T er m inal 、

A GV 后, A GV 的应用渐渐增多, 最近汉堡港向Go ttw ald 公司购置了35台A GV , 应用于即将投入使用的CTA [12]。2. 3　堆场装卸

目前采取的提高码头前沿装卸速度的措施集中在:提高常规岸边集装箱起重机的性能; 采用陆侧作业自动化的双小车式岸边集装箱起重机; 设法增加同时作业船舶的设备数量。

2. 1. 1　提高常规岸边集装箱起重机的性能

包括提高作业速度和加速度及吊具下额定起重量以便于采用双箱吊具。表4列出了国内外使用或即将使用的部分岸边集装箱起重机的性能参数, (RM G ) 的应用, , 借助全球定位系() (R T G ) 自[13]。

由Kal m ar 公司开发的R T G 自动操作和集装

　　表4箱定位系统S M A R TRA I L 以及由Sanderson

起升速度(m s -1) 小车运行L ogistics 公司开发的集装箱定位系统Dock 2

港口

时间起重量(t ) 满载空载速度(m s -1) W atch 就是已经在多个码头投入实际应用的这

阿姆斯特丹[***********]167类系统。它们利用建立在码头固定位置上的

汉堡港洛杉矶港鹿特丹港萨拉拉港横滨港大连港天津港烟台港青岛港上海港宁波港厦门港广州港深圳港

[***********][***********][***********]00

[***********][***********][***********][**************]0

[***********][***********][***********]17

[***********][***********][**************]7

3. [***********]

GPS 基站, 以及水平运输车辆上的机载GPS 接

受器之间的无线通讯, 确定水平运输车辆和

R T G 的位置, 指导水平运输车辆的运行和堆场集装箱的作业, 提高堆场作业的效率和准确性。通过使用差分全球定位系统(D GPS ) 控制器, 位置控制精度误差为±5c m 。S M A R TRA I L 目前已经在都柏林的Ferryboats 码头、比利时的

哥伦比亚的SPCR 和NM B S 等投A thu s 码头、

入使用; Dock W atch 已经应用在澳大利亚的East Sw an son Dock 、B ro therson Dock 和F ish 2er m an Island 等码头上。

[1**********]0

此外, 汉堡港在其即将投入使用的CTA 上采用双轨道RM G (Doub le R ail -M oun ted Gan try crane ) 堆场作业方式, 在码头1个集装箱堆存区布置2对轨距不等的轨道, 每对轨道上运行1台全自动式轨道式龙门起重机。内侧轨道上运行的R T G 轨距小、高度低, 可以从外侧轨道上运行的R T G 门架内通过。因此, 2台R T G 均可以同时在整个堆存区范围内连续运行, 从而提高堆场作业效率。将在CTA 一期工程投入使用的22台全自动R T G 采购自H an s K ünz Gm bH , 起重量42t , 吊具下起升高度均为15. 5m , 其中11台轨距40m , 另11台轨距31m 。

23

2. 1. 2　采用陆侧作业自动化的双小车式岸边集装

箱起重机

　　如汉堡港在Con tainer T er m inal B u rchardkai 使用的3台N oell 公司的岸边集装箱起重机以及在为即将投入使用的Con tainer T er m inal A l 2tenw erder (CTA ) 购置的上海振华港机公司(ZPM C ) 的7台岸边集装箱起重机[10]。2. 1. 3　设法增加同时作业船舶的设备数量

如阿姆斯特丹港Ceres Paragon T er m inal 采用

港口装卸　2001年第4期(总第138期)

2. 4　设备配置

码头作业效率是码头能力的综合反映, 单个子系统的高效率并不能有效提高码头作业效率, 单个子系统的低效率又会减低码头作业效率。为此, 一些新建的码头致力于将在各子系统上应用有成效的提高作业效率的措施组合在一起, 以期提高码头作业效率。汉堡港即将投入使用的CTA 码头前沿采用陆侧自动化作业的双小车式岸边集装箱起重机, 水平运输使用A GV , 堆场作业采用双轨道RM G [12]。

除此之外, 一些应用常规设备的码头也开始采用计算机模拟的方法研究码头设备配置的合理性, 以便进一步有效地提高码头作业效率。图2所示为L iftech 公司为韩国Pu san N ew po rt 的规划, 通过计算机模拟研究得出的岸边集装箱起重机作业效率以重机数量之间的关系。数量的增加, , , 再增加堆场作业起重机, 对岸边集装箱起重机作业效率和集装箱卡车送取箱在港时间影响不大

。

码头前沿作业效率提高后, 水平运输的问题将更加突出。针对这一情况, N oell 公司提出了试图提高码头内水平运输效率的LM T T 。设想通过在联结码头前沿与堆场存箱区的交叉轨道网上运行的运输车辆运输集装箱, 以连续的水平运输箱流代替常规的间隙式的水平运输箱流, 实现水平运输的高效化。运输车辆由承载集装箱的装载平台、支持装载平台的基架以及布设于基架下部的两对负责运行和导向的车轮组合构成, 车轮可以绕垂直方向转动实现运输车辆在水平面内的90°转向。轨道本身是常规的U I C 60型, 以成对的枕木为支撑, 交叉处轨道布置

成直角, 。运输车辆由非, 。由运输车辆的运行辆运行位置确定系统, 位置精度误差为±3mm 。据报道, 汉堡港的码头经营公司Eu rokai 比较了基于

拖挂车、跨运车和LM T T 的水平运输系统, A GV 、

结果表明, LM T T 系统单位集装箱的作业成本比其它系统低10%以上。此外, LM T T 在可靠性、维护要求、环保等方面也具有优势。

提高集装箱码头的作业效率既可以从管理方面入手, 合理配置设备, 挖掘码头设施和设备的潜力, 也可以通过增加码头设备或使用自动化程度高的设备达到目的。国内集装箱码头管理水平有待提高, 又只采用极其成熟的技术、设备和作业工艺, 没有风险, 但也在很大程度上制约了码头作业效率的进一步提高。

参考文献

1　Q uay m easures . Po rt D evelopm ent Internati onal , July

图2　韩国Pusan N ew po rt 的模拟研究结果

A ugust 1997

2　D alian up by a th ird . Cargo System s (February 2000) 3　大连集装箱码头(DCT ) 作业效率再创新高. 中国远洋航

3　新设想

提高集装箱码头作业效率的根本途径是实现码头作业的完全自动化。目前的难点在码头前沿装卸

作业自动化的实现上, 已经有一些解决这一问题的设想[14]。除此之外, 也有一些试图提高码头作业效率的新设想, 研究比较充分的是N oell 公司的基于线性电机转运技术L inear M o to r -B ased T ran sfer

[15]

T echno logy (LM T T ) 。

通常水平运输是码头作业效率的“瓶颈”所在, 24

务公告, 2001(3)

4　1998年新加坡港创造货柜作业新记录. 中华港埠, 1998

(2-4)

5　PSA sets reco rd . Cargo System s (January 2000) 6　Ch ina’sop ti on fo r a no rthern hub . W o rld Cargo N ew s , M arch 2001

7　A utom atic fo r the ter m inals . Cargo System , M ay 20018　彭传圣. 提高集装箱装卸速度的新设想. 港口装卸. 1997

(4)

集成化的集装箱码头管理信息系统——王曼君

集成化的集装箱码头管理信息系统

深圳市盐田港集团有限公司(深圳518081) 　王曼君

　　摘　要:阐明了集成化的集装箱码头M IS 与传统的码头计算机应用的区别, 重点对典型的集装箱码头M IS

软硬件环境及主要模块功能进行分析, 并指出集装箱码头M IS 开发过程中应注意的几个问题。

　　关键词:集成化; 集装箱码头; 管理信息系统

　　Abstract :T he paper illum inates the difference of the integrative m anagem ent info r m ati on system of con 2

tainer ter m inals and the traditi onal app licati ons of computers on ter m inals , and ch iefly the softw are and hardw are environm ent and the functi ons of ch ief modules of the typ IS of . Several issues should be paid mo re attenti on to on building the M IS of ter m .

　　Key W ords :integrative ; container ter m inals ; m r 1　集成化的集(M IS ) 　　传统的码头管理模式的结构特征是纵向分层次, 横向分部门。整个企业分成各个独立的职能部门, 每个职能部门是封闭的、独立的, 企业内部信息采集、处理和传递是分散的、重复的, 有时甚至是相互矛盾的。传统的码头计算机应用是各个部门有一独立系统, 信息各自录入, 各自享用, 互不沟通, 人工录入数据的工作量大且重复。这种管理模式难于适应现代市场的要求。

随着集装箱运输的迅速发展, 现代集装箱港口出现大型化、高效化趋势, 从而对集装箱码头信息管理提出了更高的要求。现代港口企业要提高综合实力, 在国内外激烈的市场竞争中求得生存和发展, 必须注重企业整体运作和效益, 将原有分离的职能部门联系起来, 加强协作, 建立现代化的“集成管理”模式。

现代化的“集成管理”具有以下特征:

　　1) 企业组织以作业过程而非职能部门为中心;

2) 加强与外部客户单位的联系, 以客户需求引

9　彭传圣. 集装箱码头前沿装卸作业的高效化. 集装箱化.

2001(5)

10　彭传圣. 新型集装箱码头设想在阿姆斯特丹港实现. 集

;

3) 企业所需外部信息完整地一次性获取, 实现信息共享, 企业管理建立在集约化信息系统之上;

4) 企业各部门活动并行化, 而非顺序运作。这种管理模式追求企业整体效益和效率的提高, 缩短生产前置时间和作业时间, 提高生产效率和服务质量。为适应这种管理模式的要求, 计算机支持的集装箱码头M IS 应具有以下的特点:

1) M IS 内部模块设置和功能划分以码头集装箱运输业务流程为核心, 实现信息集约化。

2) 集装箱码头M IS 与ED I 集成, 促使码头内外部信息实现自动化处理。

3) 使用先进的软硬件信息技术, 如无线终端、

条形码技术、机器人、手持数GPS (全球定位系统) 、

据采集器等。通过这些先进技术手段, 实现集装箱码

头实时管理和动态管理。

2　集装箱码头M IS 软硬件环境

实现集装箱码头M IS 的软硬件环境是利用现代网络技术和基于客户机 服务器体系结构而建立

12　H apag -L loyd takes A ltenw erder stake . W o rld Cargo

N ew s , February 2001

13　彭传圣. GPS 备受关注. 中国航务周刊. 2000(36) 14　Contro lling driverless cranes . Cargo System s , M ay

1997

15　K . -P . F ranke . Container ter m inals -com e reality . Shanghai , 1998

V isi ons be 2

98M arine Po rt Ch ina Conference ,

装箱化. 2000(1)

11　彭传圣. 双小车岸边集装箱起重机的应用. 集装箱化.

2001(4)

　　收稿日期:2001-07-14

25