自动化集装箱码头经过20多年的发展，相关技术早已成熟。
在亚洲地区，虽然我国的自动化码头发展起步较晚，但通过不断努力，已经在全自动化集装箱码头成套关键技术方面处于世界领先地位。
我国最早的自动化码头是1999年建成的香港国际集装箱码头，经过二十年的发展，我国已拥有了世界领先水平的全自动化集装箱码头。
从2014年的厦门远海码头的投产到青岛港前湾港四期和上海的洋山深水港四期的成功运营，标志着我国在全自动化码头发展上，实现了“从学习，到试验，到参与，再到引领”的跳跃式发展。
当今世界云计算、大数据、物联网、人工智能、区块链等最新技术迅猛发展，港口作为连接世界的“端口”，正在以“智慧赋能”进行新一轮的转型升级。
我国众多港口也积极响应世界新趋势。例如，2018年，天津港投资3.15亿元对集装箱码头进行的自动化升级改造；广州南沙港四期工程的建设等。
No.1 中国香港港——香港国际集装箱码头(HIT)
香港港是全球最繁忙和效率最高的国际集装箱港口之一。
2018年，香港港集装箱吞吐量为1960万TEU，其中葵涌-青衣集装箱码头的吞吐量达1547万TEU，约占港口集装箱吞吐量的80%，在2019年Lloyd’s List发布的全球港口排名中，排在第7位。
图1 香港港集装箱吞吐量（2008-2018）
数据来源：https://www.hkmpb.gov.hk
香港国际集装箱码头位于世界最繁忙之一的香港葵靑集装箱港，包括四号、六号、七号和北九号码头，处理香港的集装箱贸易超过50%。
香港国际集装箱码头采用的是“单小车岸桥+集卡+带外伸臂的轨道吊” 的装卸工艺。
作为世界上最先进的集装箱码头之一，香港国际集装箱码头装有现代化的设备、设施，以及先进的计算机管理系统，能够确保实时规划和控制所有的集装箱处理活动，包括集装箱堆场前期规划和船舶的运行监测，以及客户、卡车控制和操作的数据交换。
图2 香港国际集装箱码头布局图
资料来源：https://www.hit.com.hk
表1 香港国际集装箱码头基本情况和主要设施设
资料来源：https://www.hit.com.hk
No.2 中国台湾台北港——台北集装箱码头
台北港是一个国际商港，位于远东和欧美的远洋主航线上。
港口的陆地完全使用填海形成，港区陆域面积达1038公顷，水域面积为2064公顷，总面积3102公顷。
台北港是基隆港的辅助港，拥有E01-E07、E10-E17以及N01-N06共计21座营运码头。
2003年，长荣、万海、阳明三大航运集团共同出资建造了台北集装箱码头，码头吃水较深，可以停靠大型集装箱船舶，弥补了基隆港腹地过小的缺点。
2018年，台北港集装箱吞吐量为174万TEU，在2019年Lloyd’s List发布的全球港口排名中，排在第100位。
图3 台北港集装箱吞吐量（2010-2018）
数据来源：Wind数据库
台北集装箱码头是台湾省耗时5年6个月，斥资46.4亿元人民币打造的集装箱储运中心，包括N3、N4、N5和N6码头。
N3、N4码头于2009年3月9号正式启用，N5码头于2011年11月27号正式启用，N6码头于2014年11月27号正式启用。
台北集装箱码头总长1355m，纵深475m，码头水深达16m，是北部港口唯一可靠泊万TEU级以上的集装箱码头。
码头水平运输采用“ARMG+集卡”的作业方式，是一种半自动化码头。
集装箱码头的相关车道都安装有车号、集装箱码头辨识系统（OCR），用于协助自动化系统收集和核对交领柜作业。
自动化作业系统通过处理集装箱存放区的无线感知网络（WSN Wireless Sensor Network）的回馈信息，做出资料的交换和车柜定位工作。
表2 台北集装箱码头基本情况和主要设施设备
资料来源：https://www.tpct.com.tw
No.3 中国台湾高雄港——高明集装箱码头
高雄港是一座位于中国台湾高雄市的海港，是台湾主要的的海运枢纽与货运进出口门户，港口货物吞吐量约占台湾所有港口货物吞吐量的1/2。
高雄港现有营运码头约116座，其中杂货码头30座、集装箱码头24座、散装码头32座、榖类码头2座。
2018年，高雄港集装箱吞吐量为1044万TEU，在2019年Lloyd’s List发布的全球港口排名中位居第15位。
图4 高雄港集装箱吞吐量（2010-2018）
数据来源：Wind数据库
高明集装箱码头紧邻高雄港第二港口航道，包括第108号泊位、第109号泊位、第110号泊位和第111号泊位。
集装箱码头采用“带外伸臂轨道吊+集卡”的作业方式，实现了集装箱码头的半自动化作业。
码头在集装箱堆存区采用嵌有自动化作业系统的轨道式门式起重机，利用远程操作及无线射频感应技术(RFID)对堆场无人化操作，并且还搭配有自动化管制站协助车辆的通行，有效降低了拖车在场内的滞场时间。
表3 高明集装箱基本情况和主要设备设施
资料来源：www.kmct.com.tw
No.4 中国厦门港——远海码头
厦门港是我国沿海主要港口之一，是我国综合运输体系的重要枢纽、集装箱干线港、邮轮始发港、厦门东南国际航运中心的主要载体和海峡两岸交流的重要口岸，是国家确定的四大国际航运中心和四大邮轮运输试点示范港之一。
根据《厦门港总体规划（修编）》，厦门港包括厦门市（东渡、海沧、翔安）和漳州市（招银、后石、石码、古雷、东山、诏安）的九大港区，自然海岸线总长约899公里，规划港口岸线约106公里，主要港口资源分布在环厦门湾和环东山湾。
2017年、2018年连续两年集装箱吞吐量超过1000万标箱，超越高雄港，在Lloyd’s List发布的全球港口排名中居第14位，创历史最好成绩。
图5 厦门港集装箱吞吐量（2011-2018）
数据来源：Lloyd’s List
远海码头位于远东至地中海、欧洲，北美经由台湾海峡的两大国际航线上，是中国东南沿海对外经济交往的重要门户。
远海自动化码头是我国第一个全自动化集装箱码头，掀开了国内集装箱码头的新篇章，码头的建设和运营管理经验对自动化码头标准规范编制及推动指导自动化码头发展具有重要的参考作用和借鉴意义。
远海码头的进港航道全长约42公里，航道基准水深14米，10万吨级船舶全天候进出港。
码头由厦门市与中远集团、中国交通建设集团三方投资建设，拥有海沧保税港区14号-17号泊位，泊位集装箱码头工程于2006年5月29日开工，2014年10月29日完工。
2015年，厦门远海自动化集装箱码头正式投入商业运行。
远海自动化码头放弃了国内“堆场平行岸线”的传统布置方式，开创了自动化码头作业箱区平行岸线布置的先例。
码头采用“双小车岸桥+AGV（+AGV伴侣）+ARMG”的装卸工艺，岸边配有3台带转接平台的双小车自动化岸桥，18台全锂电池驱动的自动化导引小车，8个水平于岸线的自动化堆场，每个堆场配备两个同等规格的自动化轨道吊。
岸边单桥的平均效率实现了每小时运送37/38自然箱，提升作业效率约20%。
表4 远海码头基本情况和主要设施设备
资料来源：www.coscoyh.com.cn
2019年7月26日，厦门移动、厦门远海码头集装箱有限公司在海沧港区签署战略合作协议，发布厦门首个智慧港口5G应用，努力推动自动化码头的前瞻性发展。
No.5 中国青岛港——前湾码头
青岛港口开埠于1892年，位于中国环渤海港口群及长江三角洲港口群的中心地带，是西太平洋重要的国际贸易枢纽，是世界最大的综合性港口之一。
青岛港国际股份有限公司是港口的主要经营者，运营管理青岛前湾港区、黄岛油港区、董家口港区和大港港区四大港区。
大港港区营运配备18个泊位，主要处理粮食、钢铁、氧化铝、化肥及其它一般货物；
前湾港区营运配备38个泊位，主要处理集装箱、金属矿石、煤炭、纸浆及其它一般货物；
黄岛油港区营运配备11个泊位，主要处理液体散货；
董家口港区营运配备17个泊位，主要处理干散货、液体散货及其它一般货物。
2018年，青岛港集装箱吞吐量达到1931万TEU，在2019年Lloyd’s List发布的全球港口排名中位列第8。
图6 青岛港港区分布图
资料来源：https://www.qingdao-port.com
图7 青岛港集装箱吞吐量（2010-2018）
数据来源：Lloyd’s List
前湾码头位于前湾港区四期5-10号泊位，纵深784米，年通过能力达520万TEU，可停靠世界上最大的24000TEU集装箱船舶。
从开工到投入使用，前湾码头仅用了3年的时间，整个自动化系统里面有超过25项的专利技术，自主创新能力为青岛港的质量和效率变革提供了强大的支撑。
前湾码头采用“双小车岸桥+AGV+ARMG”的装卸工艺，配备有7台STS，20台ARMG，38台自动起升混合动力自动化导引小车和38台全自动化高速轨道吊。
码头首创自动化循环充电等多项技术，与互联网、大数据平台等深度融合，形成码头的超级大脑，大幅度提升了作业效率。
岸桥的单机平均效率曾达到39.6自然箱/小时，比传统码头效率约提升30%，这也成为我国全自动化码头达到世界自动化码头领先水平的标志。
表5 前湾码头基本情况和主要设施设备
数据来源：http://www.qdport.com
No.6 中国上海港——洋山四期码头
上海港位于我国大陆海岸线的中部，扼长江入海口，地处长江东西运输通道与海上南北运输通道的交汇点，是我国沿海最大的枢纽港。
作为我国最大的综合性港口，上海港是我国对外交往，参与国际经济大循环最重要的口岸。
上海港主要划分为：外高桥港区、宝山港区、黄浦江下游港区、黄浦江中游港区、黄浦江上游港区、金山及漕泾化工港区、洋山港区、崇明三岛港区和临港新城港区。
2018年，上海港的集装箱吞吐量为4201万TEU，在2019年Lloyd’s List发布的全球港口排名中排在第1位。
图7 上海港集装箱吞吐量（2012-2018）
数据来源：Lloyd’s List
洋山深水港位于长江和东海的交汇处，是世界上首座依托岛礁建成的超大型港口，其中，洋山四期全自动化码头位于洋山深水港一、三期西北侧，由颗珠山岛、小乌龟岛、蒋公柱岛及花鱼礁等围海填筑约2230000平方米形成。
洋山四期码头是全球规模最大、设备最先进的全自动化码头，工程总投资128.48亿元，建设规模为5个50000t级和2个70000t级集装箱泊位，一个工作船泊位，可满足多艘大型集装箱船同时靠泊。
洋山四期码头的建成奠定了上海国际航运中心港地位。
洋山四期码头采用“双小车岸桥+AGV+ARMG”的装卸工艺，码头的装卸设备均为中国制造。
AGV在桥吊和堆场间转运集装箱，新增了无人驾驶、自动导航、路径优化、主动避障、自我故障诊断、自我电量监控等功能。
借助无线通讯、自动调度、精密定位系统和地面敷设的6万多个磁钉引导，AGV能在繁忙码头穿梭自如，准确到达指定位置。
四期码头在亚洲港口中首次采用中国自主研发的自动导引车自动换电系统：锂电池充满后，可持续运行8小时；电力不足时求助换电机器人，为一台AGV换一次电池，只需6分钟。
表6 洋山四期码头基本情况和主要设施设备
数据来源：http://www.portshanghai.com.cn
图8 洋山四期码头自动化流程（船舶到堆场）
全自动化集装箱码头在通过能力、装卸效率、安全可靠性、节能减排、环保等方面相对于传统码头有明显的优势，并且随着新一轮科技革命的到来，新技术（5G通信技术）、新标准规范将会不断完善和优化全自动化码头，为智慧港口增添新的动力。
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
[1]《AI智慧港口蓝皮书》
[2] 李勋,李强,赵德成. 全球典型自动化集装箱码头对比[J].集装箱化.2014,12(25)：12-14.
[3] 罗勋杰.全自动化集装箱码头关键装备技术与发展[J].港口装卸,2019(01):1-5.
[4] https://www.hkmpb.gov.hk
[5] https://www.hit.com.hk
[6] Lloyd’s List ：《One Hundred Ports 2019》
[7] https://www.tpct.com.tw
[8] www.kmct.com.tw
[9] www.coscoyh.com.cn
[10] https://www.qingdao-port.com
[11] http://www.qdport.com
[12] http://www.portshanghai.com.cn
[13] Wind数据库
