一、实验名称码头自动化控制实验二、实验时间2018年6月26日三、实验目的了解集装箱码头业务流程，包括出口装船进箱和进口卸船提箱；掌握自动化在集装箱方面的应用；熟悉洋山港四期码头、青岛港及其他自动化港口目前的概况和它们在技术与功能方面的对比四、实验内容1、集装箱码头业务流程1)船到码头A、确认电脑系统船公司向码头提供每月船期安排预报码头将各船期预报汇总为月度船期预报总表码头根据月度船期预报总表定义码头操作系统船公司向码头提供最新的截止收箱时间、卸货港、船舶资料等。

码头根据船公司要求更新并确认电脑系统B、安排泊位船公司或代理向码头预报到港时间及装卸量码头根据到港时间、装卸量，安排装卸机械及泊位将泊位安排图提供给现场操作人员将泊位安排结果通知船公司、代理将泊位安排的结果制成靠泊计划表，提供给海关、边检、引航或其他相关单位拖车司机按照指令将集装箱拖至堆场指定位置龙门吊司机起吊，将集装箱摆放到指定位置堆场人员与拖车司机完成交接工作确认3)拖车进出港进港：◦为货主拖运货物的外部拖车空架进入码头堆场◦司机在CMS房领取记录有集装箱摆放位置信息的便条纸◦拖车到堆场指定位置提取集装箱◦拖车在出闸口接受检验、刷卡交费、出闸出港：◦载有集装箱的外部拖车通过进闸口检验进入码头◦拖车司机到CMS房领取记录有集装箱摆放位置信息的便条◦司机根椐便条纸信息将集装箱拖到指定位置摆放◦将便条纸等出闸文件交给出闸操作间，并领回相应的交接单◦拖车出闸2、自动化在集装箱码头方面的典型工艺系统2.1 “自动化轨道吊+自动导引车”工艺系统在岸边配置岸桥(多为双小车岸桥)负责船舶装卸，由自动导引车负责集装箱在岸边的水平运输，由自动化轨道吊负责堆场和集疏运集装箱装卸。

此类工艺系统定位于实现集装箱码头的全自动化作业，其代表码头有ECT 码头、CTA码头和Euromax码头等。

2.2 “带外伸臂轨道吊+集卡”工艺系统在岸边配置岸桥负责船舶装卸，由集卡负责集装箱在岸边和堆场内的水平运输，由带外伸臂的轨道吊负责堆场集装箱装卸。

此类工艺系统定位于实现集装箱码头的半自动化作业，其代表码头有香港国际货柜码头、韩进码头和高明码头等。

2.3 其他形式工艺系统除上述自动化集装箱码头工艺系统外，世界上还存在基于轨道分配系统和立库式堆场的工艺系统形式，但由于其技术成熟度和建设成本等问题，目前仍处于概念设计阶段。

3、全球典型自动化集装箱码头目前自动化集装箱码头已成为世界主要港口和码头运营商的关注焦点。

不同地区自动化集装箱码头根据当地特点和码头需求采用不同装卸工艺和设备配置等。

我国港口若要参与国际竞争，就必须顺应发展趋势，加快自动化集装箱码头建设进程，洞悉其发展的潜在规律，有助于推动我国建设具有自主知识产权的自动化集装箱码头。

3.1 洋山港四期自动化码头2014年11月， 洋山港四期宣布将建成全球最大自动化码头。

建设方自主开发关键的作业调度控制系统，建成后的港口将全面实现“智能装卸”、“无人码头”和“零排放”。

洋山四期全自动化集装箱码头装卸工艺基本模式主要有“双小车岸桥+自动导引车(AGV)+自动化轨道吊 (ARMG)”、“单小车岸桥+自动跨运车+自动化轨道 吊 (ARMG)”[2],通过综合对比分析,四期工程选 用了技术较为成熟、可靠的“双小车岸桥+自动导 引 车(A G V)+ 自 动 化 轨 道 吊(A R M G)”工 艺 。

洋山港四期工程总体布置四期工程港区主要功能区包括:泊位、码头前方作业地带、自动化集装箱堆场和特殊箱堆场、生产及生活辅助区、闸口区、港外辅助区等功能区。

受陆域条件的制约,设计以尽可能扩大自动 化集装箱堆场的规模为原则,结合港区总体布置需要面对的几个与自动化有关的问题,经反复论证,设计港区总体布置。

洋山港四期工程总体布置创新2) 针对大型集装箱枢纽港水—水中转比例、高、干支线船舶混合作业、海侧陆侧作业量不均衡等因素,设计了自动化集装箱堆场无悬臂、单侧悬臂自动化轨道吊混合布局模式。

该模式与国外典型自动化堆场所采用的单一轨道吊堆场布局 模式相比,根据水—水中转比例,合理布置 2 种形式轨道吊的不同比例的混合布局,解决了堆场 海陆侧轨道吊作业量的不平衡、海侧装卸系统效率对船舶大型化的适应性差等问题。

该布局模式 可通过各式轨道吊的比例调整,应用于不同特点 的全自动化集装箱码头,具有广泛的推广前景。

特别适合于多泊位连续布置、水—水中转比例高、干支线船舶混合作业、海侧陆侧作业量不均衡等自动化集装箱码头的堆场布局。

3) 结合陆域及港外交通条件,提出了“东进西出”的分离式闸口布局,减少港外集卡在港内行程,与港内集卡流向一致,交通组织简单、顺畅, 用地省。

基于全自动化集装箱码头作业对外来车辆的信息质量要求高、自动化堆场蓄车能力低的 特点,设计了“预检、分流和放行”三级进港智能 闸口布置新模式,并在分流闸口和放行闸口之间设置具有车辆调峰、调箱门、称重及冷藏箱预检 等功能的港外集卡缓冲停车场,加强了进港车辆的管理,大大缓解了港内交通压力,提高了港区对外服务质量和作业效率。

4) 根据无人驾驶的 AGV 有关的自动化运行区、维修区和测试区的运行方式不同的特点,设计通过在 3 个区域的交接处设置“交互区”,实现 了 AGV 测试区、维修区和机修区的联合布局,解决了人机混合作业、自动与非自动运行模式转换 的安全问题,更好地满足安全管控要求。

针对大型自动化集装箱码头AGV 电池更换站交通流量集中的特点,设计的穿越式 AGV 电池更换站布置模 式,大幅减少 AGV 排队的等待时间,提高了 AGV 的电池更换效率,减少了对码头前方作业地带的交通影响。

5) 针对位于自动化堆场内的冷藏箱箱区布置,设计了一种轨道吊跨内列位方向冷藏箱与普 通箱混合布置形式,具有布置相对集中,兼顾海、 陆侧作业效率和辅助作业人员进出便利的特点,尤其适应于多泊位连续布置,可有效解决自动化 程度、作业安全、管理效率和交通组织等问题。

试运行条件。

工程分三期开发建设六个泊位，岸线总长2088米。

项目建成后，青岛港集团自动化码头将实现对码头装卸运输设备实时智能化控制，可停靠目前世界上最大19000标准箱的集装箱船舶和未来24000标准箱的集装箱船舶，设计效率达到每小时40自然箱，减少人工约70%，提升作业效率约30% 。

3.3 国外典型自动化码头3.3.1 英国伦敦门户码头由迪拜环球港务集团投资开发，坐落于伦敦港以东约50km 处，规划岸线长2700m，码头前沿水深17m，共有泊位6个，设计年集装箱吞吐量 360 万TEU。

该码头1号泊位已于2013年11月开港作业第一艘集装箱船舶。

伦敦门户码头采用“双40英尺岸桥+跨运车+自动化轨道吊”作业工艺。

双40英尺岸桥实施岸边 船舶作业,其起重能力 80 t,起升高度 49 m, 外伸距 70 m,后侧外伸臂下设 6 条宽 4.1 m 的作业 车道。

海侧水平运输采用“堆一过二”跨运车,起重 能力 50 t。

堆场垂直于岸线设计,最长箱区可设 36 个标准箱位(长约 234 m);每块堆场配置 2 台起重 能力为 40 t 的自动化轨道吊,采用全自动化作业方 式,不支持双箱作业;堆场陆侧采用集卡倒车作业 工艺伦敦门户码头一期项目共建40个堆场,其中包括2个冷藏箱区,共设置冷箱位564个。

3.3.2荷兰鹿特丹港 Euromax 码头Euromax 码头是欧洲集装箱码头公司(EuropeContainer Teminals，ECT)旗下三个码头之一，隶属于和记黄埔港口集团，位于鹿特丹港以西约 30 km处，码头岸线长 1 500 m，总面积 84 万m2，目前年集装箱吞吐量约 180 万TEU。

Euromax码头采用“双小车岸桥+自动导引车+ 自动化轨道吊”作业倒车工艺方式。

3.3.3西班牙巴塞罗那港巴塞南欧码头巴塞南欧码头是从和记黄埔港口集团旗下的加泰罗利亚码头(TERCAT)分出的,总占地面积132万m2, 规划岸线总长 2 100 m,码头前沿水深 16~18 m,设计 年集装箱吞吐量 445 万TEU。

目前已建成岸线长1 000 m,码头占地面积60万m2, 码头前沿水深 16 m;重箱堆场内和重箱堆场后方均布置冷藏箱区,堆场侧面布置特种箱区,采用跨运 车进行水平运输和堆垛(堆高1层)。

巴塞南欧码头采用“单 40 英尺岸桥+跨运车+ 自动化轨道吊”作业工艺。

岸边船舶作业采用单40 英尺岸桥,其起重能力 61 t,起升高度 41 m,外伸距 66 m。

岸桥轨道间(轨距 35 m)为跨运车与岸桥作 业交接区;陆侧轨道后布置舱盖板堆放区,其后布 置 2 条跨运车高速车道;陆侧轨道距离集装箱堆场 边 93 m。

跨运车起重能力 50 t,适于“堆一过二”作 业方式。

每块堆场配置设 2 台起重能力为 40 t 的自 动化轨道吊,采用全自动化作业方式,不支持双箱作业;堆场有效长度(约 325 m)适于直线单层堆放集装箱 50 TEU,自动化轨道吊跨距内可堆放 9 排集 装箱,堆高为“堆五过一”;陆侧堆场采用集卡倒车 工艺方式,陆侧堆场边至自动化轨道吊车挡距离不 小于 2 辆集卡的长度。

在巴塞南欧码头集装箱业务中,中转箱量所占比例较大,约为70%,本地箱量占 30%。

随着生产作业系统的不断优化,该码头作业效率逐年增高,目前岸桥平均作业效率稳定在 34 自然箱/h。

3.3.4 韩国釜山新集装箱码头釜山新集装箱码头坐落于韩国釜山港新港港区，是亚洲第一个堆场垂直于岸线布置的自动化集装箱码头。

该码头采用“单小车岸桥+跨运车+自动化轨道吊”作业工艺。

岸桥和自动化轨道吊均由上海振华重工(集团)股份有限公司(以下简称振华重工)3.3.5 日本名古屋港 TCB 码头由于日本为多地震国家，集装箱码头结构和设备均采用强化抗震设计工艺，以减小地震危害。

TCB码头是日本首个全自动化集装箱码头，也是目前公认的世界上最先进的自动化集装箱码头之一。

TCB 码头堆场平行于岸线布置，采用“单小车岸桥+自动导引车+自动化轮胎吊”作业工艺。

岸桥和自动化轮胎吊均由日本三菱公司制造;自动导引车由日本丰田公司制造。

据统计,TCB码头的岸桥平均作业效率为 33 自然箱/h,集卡在码头提卸箱的平均等待时间不超过 11 min。

3.4全球典型自动化集装箱码头比较上述几个自动化集装箱码头在装卸工艺、堆场、布置等方面具有各自的特点。

TCB码头的特殊性明显:其是目前世界上唯一采用自动化轮胎吊作为堆场作业设备的自动化集装箱码头,与自动化轨道吊工艺方案相比,自动化轮胎吊工艺方案有 利于节省码头投资成本和减小地震危害;同时,其是唯一堆场横向布置的自动化集装箱码头,为避免箱区自动化轮胎吊长距离行走,自动导引车需要进堆场作业。