王偉

隨著經(jīng)濟(jì)全球化和區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的發(fā)展，全球集裝箱運(yùn)量逐步增長，港口集裝箱碼頭也呈現(xiàn)新的發(fā)展趨勢：一是綠色化，即更加注重環(huán)境保護(hù)和人文關(guān)懷;二是智能化，即更加注重港口科技創(chuàng)新，將新技術(shù)、新工藝、新能源作為港口發(fā)展的新動(dòng)能;三是高效化，即更加注重效率提升和物流成本降低，促進(jìn)現(xiàn)代供應(yīng)鏈優(yōu)化;四是開放化，即更加注重政策創(chuàng)新和制度創(chuàng)新，推動(dòng)港口周邊區(qū)域深度融入集疏運(yùn)一體化發(fā)展;五是協(xié)同化，即更加注重協(xié)同發(fā)展和共生共榮，助力打造港口群、和諧港城和相關(guān)產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展新優(yōu)勢。為了在創(chuàng)新發(fā)展過程中獲得更多的主動(dòng)權(quán)和優(yōu)勢，港口企業(yè)紛紛將集裝箱碼頭智能化作為增強(qiáng)核心競爭力的重要舉措。本文結(jié)合天津港在自動(dòng)化集裝箱碼頭建設(shè)和管理以及傳統(tǒng)集裝箱碼頭自動(dòng)化改造等方面的探索和實(shí)踐，探討集裝箱碼頭智能化發(fā)展途徑，以期為集裝箱碼頭智能化發(fā)展提供參考。

1 天津港集裝箱碼頭智能化發(fā)展途徑

在港口智能化發(fā)展浪潮下，天津港（集團(tuán)）有限公司（以下簡稱“天津港集團(tuán)”）根據(jù)自身資源特點(diǎn)，提出以運(yùn)營管理智能化為點(diǎn)、以貿(mào)易物流便利化為線、以創(chuàng)新共享生態(tài)化為面的點(diǎn)線面相結(jié)合的智慧港口建設(shè)路徑，以及“攻點(diǎn)、連線、拓面”的智慧港口建設(shè)目標(biāo)：“攻點(diǎn)”即提升港口生產(chǎn)調(diào)度智能化、設(shè)備操作自動(dòng)化、數(shù)據(jù)信息可視化水平，構(gòu)建便捷、高效的港口集疏運(yùn)體系;“連線”即上線運(yùn)行國際貿(mào)易“單一窗口”，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈相關(guān)方互聯(lián)互通以及口岸物流、信息流、資金流高效運(yùn)轉(zhuǎn);“拓面”即持續(xù)推進(jìn)港城融合發(fā)展新格局，促使智慧港口產(chǎn)業(yè)發(fā)展新業(yè)態(tài)不斷涌現(xiàn)，推動(dòng)北方國際航運(yùn)物流貿(mào)易生態(tài)圈基本形成。通過“以點(diǎn)串線、以線促面”，加快打造我國環(huán)渤海地區(qū)物流供應(yīng)鏈服務(wù)平臺(tái)，構(gòu)建北方國際航運(yùn)物流貿(mào)易生態(tài)圈。在上述戰(zhàn)略的指導(dǎo)下，天津港集團(tuán)在集裝箱碼頭智能化發(fā)展方面積極開展探索和實(shí)踐，全面提升集裝箱碼頭生產(chǎn)運(yùn)營的自動(dòng)化和智能化水平，進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率和運(yùn)營能力，切實(shí)改善客戶體驗(yàn)，有效吸引集疏運(yùn)物流資源。

（1）實(shí)現(xiàn)集裝箱碼頭操作系統(tǒng)一體化。2018年4月，天津港集團(tuán)通過集裝箱碼頭操作系統(tǒng)一體化實(shí)現(xiàn)對旗下集裝箱碼頭生產(chǎn)要素的集約化管理。一體化的集裝箱碼頭操作系統(tǒng)具備電子數(shù)據(jù)收發(fā)、陸運(yùn)協(xié)同作業(yè)、統(tǒng)一費(fèi)收結(jié)算、船舶自動(dòng)配載、堆場智能找位和集卡優(yōu)化調(diào)度等功能，能夠?qū)崿F(xiàn)集裝箱碼頭生產(chǎn)的貨運(yùn)一單制、信息一網(wǎng)通和監(jiān)管一體化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)集裝箱碼頭生產(chǎn)組織流程標(biāo)準(zhǔn)化、調(diào)度指揮智能化、資源利用合理化和客戶服務(wù)便捷化。

（2）研制發(fā)布智能集卡。2018年4月，由天津港集團(tuán)與李德毅院士科研團(tuán)隊(duì)、中國重型汽車集團(tuán)有限公司聯(lián)合研發(fā)的無人駕駛電動(dòng)集卡投入試運(yùn)行。該智能集卡適用于高強(qiáng)度作業(yè)工況和自動(dòng)化作業(yè)環(huán)境，其純電動(dòng)模式能夠?qū)崿F(xiàn)集裝箱碼頭水平運(yùn)輸?shù)摹傲闩欧拧薄?/p>

（3）完成傳統(tǒng)集裝箱碼頭的自動(dòng)化改造。建成天津港集裝箱碼頭有限公司北區(qū)智能碼頭遠(yuǎn)程操控中心，改造全部31臺(tái)軌道式龍門起重機(jī)（以下簡稱“軌道吊”）和25塊集裝箱堆場，實(shí)現(xiàn)堆場自動(dòng)化作業(yè)全覆蓋，提高碼頭作業(yè)效率和堆場利用率。

（4）加快推進(jìn)自動(dòng)化集裝箱碼頭建設(shè)。結(jié)合5G、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)，創(chuàng)新碼頭通關(guān)、水平運(yùn)輸、自動(dòng)操控和內(nèi)集卡調(diào)度模式，以建設(shè)智能化程度和運(yùn)營效率最高的自動(dòng)化集裝箱碼頭為目標(biāo)，持續(xù)創(chuàng)新和優(yōu)化新一代自動(dòng)化集裝箱碼頭工藝方案，加快推進(jìn)工程建設(shè)。

2 天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭建設(shè)

2.1 天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭建設(shè)中的工藝創(chuàng)新與實(shí)踐

2.1.1 穿梭搬運(yùn)車系統(tǒng)

雖然自動(dòng)化軌道吊具有作業(yè)穩(wěn)定性較好、裝卸效率較高等優(yōu)點(diǎn)，但對垂岸式集裝箱碼頭而言，自動(dòng)化軌道吊作業(yè)工藝在堆場水平運(yùn)輸作業(yè)方面存在以下缺陷：（1）若堆場僅配置1臺(tái)自動(dòng)化軌道吊，則由于該自動(dòng)化軌道吊既要執(zhí)行裝卸作業(yè)任務(wù)又要執(zhí)行集疏運(yùn)作業(yè)任務(wù)，需要帶箱長距離行走，導(dǎo)致其作業(yè)耗時(shí)較長且能耗較高，往往無法滿足碼頭對堆場作業(yè)能力的要求;（2）若堆場配置多臺(tái)自動(dòng)化軌道吊，則由于多臺(tái)自動(dòng)化軌道吊不能交叉作業(yè)，集裝箱往往需要經(jīng)多次轉(zhuǎn)運(yùn)才能到達(dá)指定箱位，導(dǎo)致堆場翻箱率較高;（3）為了限制自動(dòng)化軌道吊帶箱行走距離和集裝箱轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)，確保堆場作業(yè)效率，箱區(qū)長度一般不得超過300 m。

針對自動(dòng)化軌道吊作業(yè)工藝在堆場水平運(yùn)輸作業(yè)方面存在的不足之處，天津港在現(xiàn)有自動(dòng)化軌道吊作業(yè)工藝的基礎(chǔ)上，引入立體軌道式分配系統(tǒng)的工藝思路，將堆場作業(yè)分為水平運(yùn)輸作業(yè)和裝卸作業(yè)，其中：水平運(yùn)輸作業(yè)由穿梭搬運(yùn)車（地面軌道式小車）完成，裝卸作業(yè)由自動(dòng)化軌道吊完成。仿真結(jié)果顯示，自動(dòng)化軌道吊與穿梭搬運(yùn)車相結(jié)合的作業(yè)工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）穿梭搬運(yùn)車可替代自動(dòng)化軌道吊帶箱長距離行走，適用于箱區(qū)較長的堆場，有利于碼頭擴(kuò)展堆存空間和降低作業(yè)能耗;（2）穿梭搬運(yùn)車能夠帶箱直接到達(dá)指定箱位，從而有效降低堆場整體翻箱率，增強(qiáng)堆場計(jì)劃的靈活性;（3）對自動(dòng)化軌道吊帶箱行走速度的要求降低，從而減少設(shè)備“啃軌”現(xiàn)象，提高設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性;（4）能夠有效平衡堆場自動(dòng)化軌道吊的作業(yè)效率，提高堆場作業(yè)能力。

2.1.2 順岸式邊裝卸工藝方案

國內(nèi)外現(xiàn)有的自動(dòng)化集裝箱碼頭大多采用垂岸式布局形式。在垂岸式布局形式下，堆場垂直于岸線布置，堆場兩端分別為海側(cè)集裝箱交換區(qū)和陸側(cè)集裝箱交換區(qū)，水平運(yùn)輸作業(yè)主要由自動(dòng)導(dǎo)引車和自動(dòng)跨運(yùn)車完成。雖然垂岸式端裝卸工藝方案具有內(nèi)外物理隔離、運(yùn)行安全可靠的優(yōu)點(diǎn)，但也存在一些弊端：（1）海側(cè)與陸側(cè)的自動(dòng)化軌道吊無法相互支援，難以平衡海側(cè)與陸側(cè)的作業(yè)壓力，容易出現(xiàn)作業(yè)瓶頸;（2）海側(cè)與陸側(cè)之間的集裝箱水平運(yùn)輸需要經(jīng)過自動(dòng)化軌道吊多次接力，導(dǎo)致作業(yè)能耗和成本較高;（3）自動(dòng)導(dǎo)引車和自動(dòng)跨運(yùn)車需要預(yù)埋磁釘，投資成本較高且后期維護(hù)難度較大;（4）自動(dòng)化軌道吊需要帶箱高速行走，對設(shè)備自身和軌道基礎(chǔ)的技術(shù)要求較高。

與垂岸式端裝卸工藝方案相比，順岸式邊裝卸工藝方案能夠有效減少作業(yè)瓶頸，提高作業(yè)效率，但存在以下技術(shù)難點(diǎn)：（1）自動(dòng)化軌道吊的作業(yè)區(qū)域位于堆場貝位，需要設(shè)置相應(yīng)的交換和緩沖邏輯，以防止作業(yè)擁堵;（2）需要根據(jù)堆場布局和作業(yè)要求的變化調(diào)整作業(yè)邏輯，以確保作業(yè)流暢和安全;（3）需要調(diào)整計(jì)劃和調(diào)度邏輯，以適應(yīng)作業(yè)要求的變化。

為了避免垂岸式端裝卸工藝方案的弊端，天津港集團(tuán)在綜合考慮各項(xiàng)因素的基礎(chǔ)上，最終采用順岸式邊裝卸工藝方案。天津港集裝箱碼頭有限公司北區(qū)智能碼頭會(huì)同天津港信息技術(shù)發(fā)展有限公司對自動(dòng)化堆場控制模塊實(shí)施140余項(xiàng)改進(jìn)，以解決其對順岸式邊裝卸工藝方案的適應(yīng)性難題，重點(diǎn)涉及以下三方面。

第一，按貝位設(shè)置交換區(qū)。在順岸式邊裝卸工藝方案下，自動(dòng)化軌道吊與集卡在堆場貝位內(nèi)交互。為此，自動(dòng)化堆場控制模塊改變傳統(tǒng)的交換區(qū)布局，使每個(gè)貝位都能設(shè)置為獨(dú)立的交換區(qū)。

第二，沿車道行進(jìn)方向派發(fā)指令。在順岸式邊裝卸工藝方案下，集卡必須沿車道行進(jìn)方向行駛;如果同車雙箱的指令派發(fā)順序不當(dāng)，很容易引起倒車和二次入場，導(dǎo)致作業(yè)效率下降。為此，自動(dòng)化堆場控制模塊明確裝、卸、集、提等四大作業(yè)類型的指令派發(fā)規(guī)則，總體上按照“先低貝位后高貝位、先前位后后位、同車同貝位連續(xù)做”的規(guī)則派發(fā)指令。

第三，在限定范圍內(nèi)自動(dòng)翻箱。在順岸式邊裝卸工藝方案下，水平運(yùn)輸主要由水平運(yùn)輸工具來完成，必須將翻箱作業(yè)控制在相應(yīng)貝位或限定范圍內(nèi)。為此，消除自動(dòng)化堆場控制模塊的自動(dòng)接力翻箱功能，增加翻箱范圍設(shè)置功能，使其能夠就近尋找翻箱箱位，并降低系統(tǒng)故障及延遲概率。

2.2 對天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭建設(shè)的若干思考

2.2.1 自動(dòng)化集裝箱碼頭建設(shè)重點(diǎn)和難點(diǎn)

與傳統(tǒng)集裝箱碼頭相比，自動(dòng)化集裝箱碼頭能夠?qū)崿F(xiàn)裝卸作業(yè)實(shí)時(shí)控制和動(dòng)態(tài)調(diào)度，從而提高裝卸作業(yè)效率，縮短車船在港停留時(shí)間。自動(dòng)化集裝箱碼頭高效率、低成本、高可靠性、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢依賴于高新技術(shù)的綜合應(yīng)用，碼頭機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化水平、碼頭操作系統(tǒng)的智能化程度、大容量數(shù)據(jù)通信速率等均會(huì)影響自動(dòng)化集裝箱碼頭的運(yùn)行效果;因此，相關(guān)技術(shù)的協(xié)同應(yīng)用是自動(dòng)化集裝箱碼頭建設(shè)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。此外，港口發(fā)展需要兼顧效益效率和投資回報(bào);因此，在建設(shè)自動(dòng)化集裝箱碼頭之前，應(yīng)當(dāng)對自動(dòng)化集裝箱碼頭建設(shè)的必要性和可行性開展深入研究和論證。

2.2.2 自動(dòng)化集裝箱碼頭經(jīng)濟(jì)性分析

2.2.2.1 投資回報(bào)

麥肯錫對自動(dòng)化集裝箱碼頭投資回報(bào)情況的調(diào)研結(jié)果顯示，自動(dòng)化集裝箱碼頭的實(shí)際收益與預(yù)期收益之間存在較大差距：自動(dòng)化集裝箱碼頭項(xiàng)目建成投產(chǎn)后，碼頭運(yùn)營成本預(yù)期將下降25%～55%，作業(yè)效率將提高10%～35%;但實(shí)際上，碼頭運(yùn)營成本僅下降15%～35%，作業(yè)效率不升反降7%。據(jù)分析，自動(dòng)化集裝箱碼頭只有在以下情況下才能取得較好的投資回報(bào)：（1）運(yùn)營成本比傳統(tǒng)集裝箱碼頭下降25%;（2）運(yùn)營成本比傳統(tǒng)集裝箱碼頭下降10%，并且作業(yè)效率比傳統(tǒng)集裝箱碼頭提高30%。

根據(jù)天津港集團(tuán)對不同自動(dòng)化程度的集裝箱碼頭投資回報(bào)情況的對比分析：就岸線長、縱深的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)模的集裝箱碼頭而言，在設(shè)備使用壽命為25年且人工成本不變的條件下，全自動(dòng)化集裝箱碼頭的投資回報(bào)情況不如半自動(dòng)化集裝箱碼頭，半自動(dòng)化集裝箱碼頭的投資回報(bào)情況與傳統(tǒng)集裝箱碼頭相當(dāng)（見表1）。全自動(dòng)化集裝箱碼頭要取得比半自動(dòng)化和傳統(tǒng)集裝箱碼頭更好的投資回報(bào)，年集裝箱吞吐量必須超過1 000萬TEU，這對標(biāo)準(zhǔn)規(guī)模的集裝箱碼頭來說顯然是不可能實(shí)現(xiàn)的。

綜上所述：麥肯錫對自動(dòng)化集裝箱碼頭投資回報(bào)情況的悲觀論斷主要針對全自動(dòng)化集裝箱碼頭;而半自動(dòng)化集裝箱碼頭在實(shí)際運(yùn)營過程中大多表現(xiàn)出良好的經(jīng)濟(jì)性，如釜山港和迪拜港的半自動(dòng)化集裝箱碼頭以及天津港五洲國際集裝箱碼頭等。

2.2.2.2 單箱能耗

能耗成本是碼頭運(yùn)營成本的重要組成部分。在傳統(tǒng)集裝箱碼頭運(yùn)營成本中，能耗成本約占9%;在自動(dòng)化集裝箱碼頭運(yùn)營成本中，能耗成本約占7%。為了保證集裝箱碼頭的經(jīng)濟(jì)性，能耗水平是集裝箱碼頭工藝方案選擇過程中需要重點(diǎn)考慮的因素。由表2可見：與采用垂岸式端裝卸工藝方案的全自動(dòng)化集裝箱碼頭相比，采用順岸式邊裝卸工藝方案的天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭在單箱能耗方面的表現(xiàn)較優(yōu)。假設(shè)某自動(dòng)化集裝箱碼頭年集裝箱吞吐量為250萬TEU，則順岸式邊裝卸工藝方案的年能耗約為2 175萬kW h，垂岸式端裝卸工藝方案的年能耗約為3 625萬kW h，前者比后者每年節(jié)約能耗約kW h，節(jié)約能耗成本約1 500萬元。

3 天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭管理

集裝箱碼頭要實(shí)現(xiàn)真正意義上的自動(dòng)化和智能化，不僅需要配備智能化的硬件設(shè)備，而且需要智能化的軟件支持。天津港集裝箱碼頭有限公司北區(qū)智能碼頭在建設(shè)過程中，充分運(yùn)用自動(dòng)化和信息化技術(shù)，并結(jié)合自身的管理經(jīng)驗(yàn)和需求，在智能化方面積極開展創(chuàng)新實(shí)踐。

（1）智能場地策劃和調(diào)度。隨著分散策劃工藝的應(yīng)用，航運(yùn)與陸運(yùn)作業(yè)資源之間以及不同船舶作業(yè)資源之間的界限不再像過去那樣清晰，作業(yè)資源調(diào)配也不再相互獨(dú)立。針對這一變化，天津港集裝箱碼頭有限公司北區(qū)智能碼頭調(diào)整生產(chǎn)組織模式，由原先以單船作業(yè)為導(dǎo)向轉(zhuǎn)變?yōu)橐再Y源優(yōu)化配置為導(dǎo)向，通過碼頭操作系統(tǒng)的統(tǒng)一計(jì)算和調(diào)度，把原本相互割裂的各類作業(yè)資源整合為相互配合的整體，使碼頭作業(yè)均衡度以及設(shè)備對作業(yè)指令的響應(yīng)度達(dá)到最優(yōu)。

（2）優(yōu)化自動(dòng)配載功能。碼頭操作系統(tǒng)大多具有自動(dòng)配載功能，能夠利用人工智能算法模擬碼頭配載員的思路和方法，在綜合考慮資源配置、任務(wù)分布、堆存狀態(tài)等因素的基礎(chǔ)上，根據(jù)預(yù)配船圖、船舶適航要求和碼頭作業(yè)要求等，為出口集裝箱自動(dòng)分配船舶箱位。雖然碼頭操作系統(tǒng)的自動(dòng)配載功能能夠有效提高配載效率和質(zhì)量，并降低碼頭配載員的工作強(qiáng)度，但并非每次自動(dòng)配載都能達(dá)到理想狀態(tài)。天津港集裝箱碼頭有限公司北區(qū)智能碼頭采用自主編譯的ReCap軟件，不斷調(diào)整和優(yōu)化碼頭操作系統(tǒng)的自動(dòng)配載結(jié)果，直至達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。

（3）創(chuàng)新應(yīng)用智能定位系統(tǒng)。天津港集裝箱碼頭有限公司北區(qū)智能碼頭軌道吊下的集卡車道設(shè)置在門腿之間，集卡只能在軌道吊軌距以內(nèi)通行，而不能借用軌道以外的道路，導(dǎo)致車流、車序的控制難度較大。為此，天津港集裝箱碼頭有限公司北區(qū)智能碼頭創(chuàng)新應(yīng)用智能定位系統(tǒng)，通過智能定位系統(tǒng)收集集卡到達(dá)信息，并根據(jù)目標(biāo)位置的占用情況，適時(shí)向碼頭操作系統(tǒng)推送集卡到達(dá)信息，從而幫助碼頭操作系統(tǒng)順利派發(fā)作業(yè)指令，并實(shí)現(xiàn)對集卡車流、車序的有效管理。

4 天津港傳統(tǒng)集裝箱碼頭自動(dòng)化改造

4.1 傳統(tǒng)集裝箱碼頭實(shí)施自動(dòng)化改造的意義

（1）突破作業(yè)效率瓶頸。雖然傳統(tǒng)集裝箱碼頭的作業(yè)工藝較為成熟，但受作業(yè)資源配置和生產(chǎn)組織模式等因素的制約，其操作能力、作業(yè)效率和服務(wù)水平難以滿足日益增長的作業(yè)需求。通過實(shí)施自動(dòng)化改造，傳統(tǒng)集裝箱碼頭能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)型升級，其操作能力、作業(yè)效率和服務(wù)水平將得到有效提升。

（2）解決招工難、用工難問題。近年來，傳統(tǒng)集裝箱碼頭招工難、用工難問題日益突出：一方面，裝卸操作崗位的吸引力下降，軌道吊司機(jī)流失情況不容忽視;另一方面，人工成本不斷上漲，碼頭成本壓力持續(xù)增大。自動(dòng)化改造能夠提升傳統(tǒng)集裝箱碼頭的自動(dòng)化和智能化水平，減輕裝卸操作崗位的工作強(qiáng)度，減少相關(guān)崗位的人員配置需求，從而幫助傳統(tǒng)集裝箱碼頭破解招工難、用工難問題。

（3）提高碼頭經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。一方面，自動(dòng)化改造能夠推動(dòng)傳統(tǒng)集裝箱碼頭實(shí)現(xiàn)降本增效，從而提高碼頭經(jīng)濟(jì)效益;另一方面，自動(dòng)化改造有助于傳統(tǒng)集裝箱碼頭實(shí)現(xiàn)安全、環(huán)保、節(jié)能、高效的運(yùn)營目標(biāo)，從而提高碼頭社會(huì)效益。

4.2 天津港傳統(tǒng)集裝箱碼頭自動(dòng)化改造中的工藝創(chuàng)新與實(shí)踐

4.2.1 順岸式邊裝卸工藝方案

天津港集裝箱碼頭有限公司北區(qū)智能碼頭的自動(dòng)化堆場采用順岸式邊裝卸工藝方案，該工藝方案有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）作業(yè)區(qū)內(nèi)的機(jī)械設(shè)備具有可替代性，并可根據(jù)需求增加機(jī)械設(shè)備;（2）堆場起重設(shè)備無須承擔(dān)水平運(yùn)輸作業(yè)，能耗成本較低;（3）堆場翻箱率和設(shè)備損耗成本較低。此外，天津港集裝箱碼頭有限公司北區(qū)智能碼頭創(chuàng)新應(yīng)用碼頭操作系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)作業(yè)指令的模式，由碼頭操作系統(tǒng)派發(fā)作業(yè)指令，從而實(shí)現(xiàn)堆場作業(yè)自動(dòng)化。

4.2.2 智能水平運(yùn)輸系統(tǒng)

在順岸式邊裝卸工藝方案下，自動(dòng)化堆場大多采用外懸臂式軌道吊，并設(shè)置公共車道，從而在實(shí)現(xiàn)內(nèi)集卡車道與外集卡車道分離的同時(shí)，確保較高的通行度;而天津港集裝箱碼頭有限公司北區(qū)智能碼頭軌道吊下的集卡車道設(shè)置在門腿之間，集卡只能在軌道吊軌距以內(nèi)通行，容易導(dǎo)致交通堵塞。經(jīng)過仿真研究，天津港集裝箱碼頭有限公司北區(qū)智能碼頭最終采用內(nèi)跨式單側(cè)雙車道布局形式，通過設(shè)置超車道來滿足集卡在堆場內(nèi)的通行要求。順岸式邊裝卸的工藝方案意味著內(nèi)集卡與外集卡需要在堆場內(nèi)混行，導(dǎo)致車流和車序控制成為作業(yè)組織難點(diǎn)。為了解決順岸式邊裝卸工藝方案下的水平運(yùn)輸難題，天津港集裝箱碼頭有限公司北區(qū)智能碼頭采用智能水平運(yùn)輸系統(tǒng)，系統(tǒng)主要功能包括：（1）通過堆場入口處設(shè)置的無線射頻識別裝置識別內(nèi)集卡和外集卡;（2）收集并過濾集卡到達(dá)信息;（3）根據(jù)交換區(qū)占用情況適時(shí)推送集卡到達(dá)信息;（4）對集卡到達(dá)信息進(jìn)行補(bǔ)發(fā)、回退、置頂?shù)葧r(shí)序控制和糾正;（5）連接碼頭操作系統(tǒng)和設(shè)備控制接口，針對指令順序錯(cuò)誤的情況執(zhí)行換車操作;（6）自動(dòng)記錄和管理無線射頻識別裝置識別失敗的原因;（7）分場地控制切換內(nèi)集卡手動(dòng)和自動(dòng)確認(rèn)到達(dá)方式;（8）監(jiān)控外集卡滯場狀態(tài)。

4.2.3 基于智能感知和智能協(xié)同技術(shù)的分散策劃工藝

傳統(tǒng)集裝箱碼頭堆場大多采用集中策劃工藝，即：按照一定的比例配置岸邊作業(yè)設(shè)備和堆場作業(yè)設(shè)備，并把進(jìn)出口集裝箱集中在連續(xù)貝位區(qū)域，使堆場作業(yè)設(shè)備以最短的移動(dòng)距離和移動(dòng)時(shí)間，逐層逐排連續(xù)作業(yè)。近年來，隨著天津港集裝箱吞吐量的持續(xù)增長，傳統(tǒng)的集中策劃工藝面臨諸多挑戰(zhàn)，越來越不適應(yīng)港口發(fā)展需求：一是難以應(yīng)對作業(yè)高峰;二是難以挖掘和提升堆場作業(yè)設(shè)備的整體效能;三是難以適應(yīng)口岸政策的新要求。為此，天津港集裝箱碼頭有限公司北區(qū)智能碼頭創(chuàng)新應(yīng)用基于智能感知和智能協(xié)同技術(shù)的分散策劃工藝，即：以碼頭操作系統(tǒng)的智能分位功能為基礎(chǔ)，按屬性對集裝箱進(jìn)行分類，綜合考慮設(shè)備作業(yè)量、大車移動(dòng)距離和時(shí)間、場地利用率、同場作業(yè)優(yōu)先級、泊位與堆場距離等因素，以較為廣闊的區(qū)域甚至全場作為智能分位的范圍，實(shí)現(xiàn)多場多點(diǎn)分配同類型集裝箱位置，從而平衡堆場和設(shè)備作業(yè)量。為了配合分散策劃工藝的應(yīng)用，天津港集裝箱碼頭有限公司北區(qū)智能碼頭對操作管理模式作出相應(yīng)調(diào)整，例如：將原有的4名航運(yùn)中控員和2名場地實(shí)時(shí)中控員指揮現(xiàn)場司機(jī)的操作管理模式，調(diào)整為以資源三崗位和車輛時(shí)序管理為核心的操作管理模式。

分散策劃工藝的應(yīng)用經(jīng)歷分級策劃、進(jìn)出口分區(qū)策劃、進(jìn)出口全場混合策劃等階段。經(jīng)過多次參數(shù)調(diào)整和優(yōu)化，分散策劃工藝取得較好的應(yīng)用效果，主要表現(xiàn)為：堆場選位更加合理，場地調(diào)配更加靈活，作業(yè)資源分配更加均衡，進(jìn)出口箱量比例變化和船舶班期調(diào)整等因素對碼頭作業(yè)產(chǎn)生的負(fù)面影響減弱，翻箱作業(yè)量下降。

5 結(jié)束語

根據(jù)埃森哲的研究報(bào)告，智慧港口的發(fā)展目標(biāo)可以概括為以下三點(diǎn)：一是建立便捷、安全、低成本的集疏運(yùn)體系;二是打造緊密協(xié)作的物流生態(tài)圈，提升增值服務(wù)比例，推動(dòng)貿(mào)易便利化;三是建設(shè)安全可靠、綠色生態(tài)、可持續(xù)發(fā)展的港口。由此可見，智慧港口建設(shè)并非簡單的技術(shù)應(yīng)用，而是通過技術(shù)應(yīng)用和商業(yè)模式創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)智能化的集疏運(yùn)體系，并促進(jìn)貿(mào)易生態(tài)圈中的物流、信息流和資金流高效運(yùn)轉(zhuǎn)。在全球經(jīng)濟(jì)一體化以及信息技術(shù)快速發(fā)展的背景下，港口企業(yè)應(yīng)當(dāng)抓住機(jī)遇，通過技術(shù)創(chuàng)新和商業(yè)模式創(chuàng)新，推動(dòng)集裝箱碼頭向智能化方向發(fā)展。

（編輯：張敏 收稿日期：2020-05-06）