自第一代自动化集装箱码头投入运营至今，全世界的自动化集装箱码头建设都取得了巨大的进步，现已步入第四代自动化集装箱码头时代。
以堆场作业系统自动化为代表的半自动化码头，在全球得到了广泛的应用，各项工艺、技术和系统都比较成熟，主要包括两种类型：自动轨道吊（ARMG）和自动轮胎吊（A-RTG）。
而水平运输系统的自动化技术相比堆场自动化技术难度较大，也是突破全自动化集装箱码头工艺系统的重点和难点。
目前，全自动化集装箱码头的水平运输自动化系统主要采用两种方式：自动导引运输车（AGV）和自动跨运车（A-SHC）。
截至2018年，世界范围内已投产或在建的全自动化码头的装卸工艺系统有三种类型：QC+AGV+ARMG、QC+L-AGV+ARMG和QC+A-SHC+ARMG。
在堆场自动化设备的选择上，全球港口绝大多数都选用自动化轨道吊方案，一方面自动化轨道吊技术发展成熟、安全可靠；另一方面自动化轨道吊的效率较高，可以满足现阶段的工作任务。
而应用自动化轮胎吊的码头较少，典型的代表为日本TCB码头，目的是降低地震灾害带来的损失。
新加坡港和釜山港是亚洲主要的枢纽港，在全球港口中也占有重要地位。
新加坡港位于新加坡的南部沿海，西邻马六甲海峡，南邻新加坡海峡，是远东地区各近洋航线必经的港口，也是亚太地区最大的转口港、世界最大的集装箱港口之一。
2018年，新加坡港集装箱吞吐量为3660万TEU，在2018年Lloyd’s List发布的全球港口排名中位列第二。
图1 新加坡港集装箱吞吐量（2008-2018）
数据来源：https://www.mpa.gov.sg
釜山港位于韩国东南沿海，是韩国最大的港口。港区分布在釜山湾西北岸，沿海岸自西南东北分布有10个码头，码头岸线总长30709米，有60多个泊位。
釜山港与世界100多个国家的500多个港口通航，是一个具备高科技物流设施的东北亚枢纽港。
近十年来，釜山港为应对未来快速增长的集装箱货运量，加快步伐建设高科技新型港口。
2018年，釜山港的集装箱吞吐量为2166万TEU，在2018年Lloyd’s List发布的全球港口排名中位列第六。
图2 釜山港集装箱吞吐量（2010-2018）
数据来源：https://busanpa.com/kor/Main.do
釜山港的集装箱码头由北集装箱码头、南集装箱码头和西集装箱码头三部分组成，拥有大型龙门式集装箱装卸桥，码头面积达63万平方米，集装箱堆场面积为3469000万平方米。
釜山港港口公司为了助力釜山港成为东北亚航运中心，在早期就开始了对釜山港新港湾的开发。
截至2019年，釜山港已经完成了釜山新港2-1期与2-2期码头的建设工作，现在正在推进新港2-5期与2-6期的集装箱码头建设。
图3 釜山新港码头分布图
资料来源：https://www.busanpa.com
下面本文将详细介绍新加坡港和韩国釜山港的自动化码头。
Pasir Panjang Terminal
新加坡港的Pasir Panjang Terminal（简称PPT），隶属新加坡国际港务集团（PSA），是港务集团经营的码头中最先进的码头之一。
该集装箱码头自2015年就启动了扩建工程，耗资35亿元打造第四、五、六期码头，一共有15个新泊位，其深水泊位可以靠泊13000TEU以上的集装箱船舶。
码头的水平运输采用“ARMG+集卡”的作业方式，其新建码头装配有自动化岸边集装箱起重机和自动导引车辆，可以跨越24排集装箱，装载的自动导引车辆在20分钟内就可完成充电。
码头第四、五、六期在2018年上半年正式投入运作，新的码头采用了最先进的港口技术，比如零排放的全自动堆场起重机系统，大幅度提高了码头的工作效率与容量，减少了环境污染。
表1 PPT基本情况和主要设施设备
数据来源：https://www.singaporepsa.com
图4 PPT码头布局图
资料来源：https://www.singaporepsa.com
Hanjin New Port Company Terminal
釜山港的Hanjin New Port Company Terminal（简称HJNC），位于釜山港新港港区，是韩进海运釜山新港2-1期码头。
码头在2008年建成，是全球首个水平结构堆场自动化码头，可靠泊13000TEU超大型集装箱船，码头年装卸能力约为160万TEU。
2017年2月17号，韩国首尔法院正式宣布韩进海运破产，再无力支撑港口运营建设。
图5 HJNC码头船舶进出港示意图
资料来源：http://www.hjnc.co.kr/
表2 HJNC码头基本情况和主要设施设备
数据来源：http://www.hjnc.co.kr/
码头堆场一共有21个区块，安装有42台自动化龙门起重机。
HJNC采用自动化悬臂式轨道龙门起重机水平布置于泊位，使堆场实现了自动化运作，与垂直方式的自动化堆场相比，这种布置方式能够使用更多的卡车，提升了作业效率。
Hyundai Pusan New-Port Terminal
釜山港的Hyundai Pusan New-Port Terminal（简称HPNT），位于釜山港新港港区，是釜山新港2-2期码头。
该码头于2009年建成，2010年6月22日正式投入运营，可同时靠泊3艘10000TEU集装箱船，码头年装卸能力约为160万TEU。
码头运营公司是现代釜山新港湾株式会社。
2018年5月15号，韩国现代商船公司与新加坡港务集团（PSA）签署《釜山新港第4期码头共同经营基本协议书》，现代商船公司及新加坡港务集团各持有50%的股份。
表3 HPNT基本情况和主要设施设备
数据来源: http://www.hpnt.co.kr/
码头采用最先进、更高质量的岸边起重机进行工作，其堆场使用全自动化的作业设备，基本实现了堆场的无人化操作。
自动化堆场的控制是通过自动化设备进行远程加载和上传，并且将通信技术、RFID技术和网络技术等进行综合运用，实现了对自动化码头的实时监控。
码头的计算机系统进行了更全面的升级，可以完成更多复杂任务，比如运用传感器监测危险品、制冷实时监测以及装卸计划的自动化解决等等。
码头引进ATC（Automated Transfer Crane）用于码头运作，用电动化轨道式龙门起重机（RMGC）取代了发动机驱动的橡胶式龙门起重机（RTGC），最大限度地减少了燃料的使用。
并且码头大面积安装了太阳能供电设备，有将近5%的电力来自太阳能发电。
Pusan New Port Company Terminal
釜山港的Pusan New Port Company Terminal（简称PNC），码头位于釜山港新港港区，是釜山港最大的码头，由DPW控股。
码头的一期工程在2006年投产，码头的二期工程在2009年建设完成，码头的水平运输采用“ARMG+集卡”作业工艺，是一种半自动化的集装箱码头。
码头的深水泊位能够停泊20000TEU以上的大型船舶，年装卸能力约为273万TEU。
码头采用更加先进的设施提升了码头的作业效率；集装箱可以申请免堆期，在港区内停留更长的时间，减少了额外的拖车成本；码头可享受釜山新港税率优惠政策及物流园区租赁的优惠政策等。这些有利条件使得PNC码头具备更强的竞争力。
表4 PNC码头基本情况和主要设施设备
资料来源：https://www.busanpa.com
Busan Newport Container Terminal
釜山港的Busan Newport Container Terminal（简称BNCT），位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。
码头的运营公司是釜山新港集装箱码头株式会社。
BNCT的水平运输采用“ARMG+SHC”作业工艺。岸桥最大起重能力66t，自动化轨道吊最大起重能力40t，轨距31m，轨距内可堆放10排集装箱，堆垛能力为“堆五过六”，大车行驶速度为210m/min，不支持双箱作业，跨运车的堆垛能力为“堆一过二”，岸桥平均作业效率为32~38unit/h。
表5 BNCT基本情况和主要设施设备
资料来源：https://www.busanpa.com
在自动化集装箱码头建设过程中，适宜的堆场布置形式是影响自动化码头装卸效率的重要因素。
在全球自动化集装箱码头中，水平结构堆场布置形式无论在半自动化集装箱码头还是全自动化集装箱码头的应用都获得了良好的效果，也因此成为堆场码头较为成熟的解决方案。
但是无论采用哪种堆场布置形式，在集装箱的装卸过程中都必须进行两次或者更多次数的转向操作，这对堆场作业的整体效率又产生了制约。
因此，在未来的自动化码头的建设中，码头的堆场布置形式或许还会新产生的模式。
本文由中国港口网www.chinaports.com特约
上海海事大学付玉鹏、周鑫、沙梅独家提供
参考文献
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