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【独家】AI赋能智慧港口(一)——欧洲自动化码头上篇

来源: www.chinaports.com 发布时间:2019-07-23 11:52:58 AM 分享至:

新中国成立以来,货物吞吐量从1949年的1000万吨,增长至2018年的143.51亿吨,增长高达1434倍。在2018年度全球港口集装箱吞吐量榜单上前10名中,中国港口占据7席。但全球34个自动化港口中国大陆占据3席。世界自动化码头的发展已经有30多年的历史。中国自动化码头还处于起步阶段。

自动化集装箱码头作为未来港口重点的发展方向,必将引起港口建设新的变革,在发展初期,只有借鉴老码头经验,在规划初期,及时对现存的问题寻求好的解决方法,才能在建设中做到一次到位,实现工艺先进化、投入最小化、产出最大化的自动化集装箱码头。自动化集装箱码头早期出现在国外,1993年世界上第一座自动化集装箱码头荷兰鹿特丹港的ECT码头建成,接着是英国伦敦港、日本川崎港、新加坡港、德国汉堡港等港口相继建成自动化集装箱码头。随后经过20多年的发展和创新改进,目前自动化码头技术已经逐渐成熟和完善。早期的自动化码头基本的工艺都是采用“双小车岸桥+AGV+ARMG”作业,水平运输采用AGV小车,堆场作业采用ARMG进行场地装卸,为了适应环保要求,建设较早的都开始对老的工艺进行改造,例如:早期使用的都是内燃机驱动的AGV,现在都在向电力驱动改进等。

自动化集装箱码头的发展过程基本可分为四代:第一代以1993年投入运营的荷兰鹿特丹港ECT码头为代表;第二代以2002年投入运营的德国汉堡港CTA码头为代表;第三代以2008年投入运营的荷兰鹿特丹港Euromax码头为代表;第四代以2014年以来建成的厦门远海、青岛港、洋山四期为代表。全球不同地区的自动化码头根据码头自身需求和当地特点,配置不同设备设施和装卸工艺。

截至2017年9月份,全球自动化集装箱码头34个(含在建3个),其中全自动化码头13个,半自动化码头21个;欧洲10个,亚洲17个,美洲4个,澳洲3个。截至2019年3月,内地有厦门港远海、青岛港、上海港洋山四期3个自动化码头。最新的消息显示,天津港也正在抓紧改造老码头,建设全新自动化智能集装集箱码头。

表1 欧洲自动化码头

在Lloyd’s List发布的2018年港口全球排名中,鹿特丹港排在第11位,汉堡港排在第18名。

1)鹿特丹港

鹿特丹港是欧洲第一大集装箱港口,与全世界1000多个港口之间都有航线,同时通过极佳的多式联运网络,能够将集装箱运往欧洲境内的所有目的地。鹿特丹港务局目前正在引领向可持续能源的转型,并致力于数字化港口建设,以提高港口和供应链的效率。

图1 鹿特丹港集装箱吞吐量(1994-2018)

数据来源:Clarkson

鹿特丹港的集装箱码头是全球最具现代化的码头之一,采用了最新的设备和最大的起重机,码头直接连通北海,接入欧洲铁路、内河航运和公路网络。

图2 鹿特丹港码头分布图(每个蓝色圆点代表一个码头)

资料来源:Port of Rotterdam

(1)ECT码头

ECT Delta码头作为世界上第一个自动化码头而闻名。通过不断的技术投资,ECT Delta码头仍属于自动化水平程度最前沿的码头之一。目前最大的船舶可以停靠在此而不受潮汐或者船闸的限制。从船舶进入港口算起,能在一小时之内停靠到泊位,因此,许多航运公司选择ECT Delta码头作为在欧洲的第一个停靠港,同时使得ECT Delta码头成为了欧洲最重要的支线枢纽,与欧洲以及北非的其他100多个港口保持着紧密的联系。

表2 ECT码头基本情况

资料来源:Port of Rotterdam—Facilities

(2)Euromax码头

ECT Euromax是世界上最先进和环保的集装箱码头之一。自动化码头位于Maasvlakte的西北角,几乎直临北海。ECT Euromax专为快速、安全、高效地处理最大的集装箱船而设计。吃水深度为16.65米,随着船舶大型化,航道可以进一步加深到19.60米。ECT Euromax的起重机达到23个集装箱宽,超大型集装箱运输船可以在一小时内停泊在码头,不受潮汐或船闸的限制,水深条件优于ECT Delta码头。

表3 Euromax码头基本情况

资料来源:Port of Rotterdam—Facilities

(3)APMT MVII码头

APMT MVII于2015年开始运行,至今仍是世界上最先进的全自动码头之一,它具备处理目前最大集装箱船舶的能力。码头内大约80%的起重机是全自动化的,其余的手动操作是远程执行的,码头内每台起重机均配有双吊具,可同时装卸两个40英尺长的集装箱。2019年,两座超级码头起重机的加入预计将使码头吞吐量增加20%以上。绿色能源和全电气化设备的使用,使其成为全球首个二氧化碳、氮氧化物和颗粒物零排放码头。它拥有完全隔离的自动化区域,将人与机器分隔开来,安全性非常高。

表4 APMT MVII码头基本情况

资料来源:Port of Rotterdam—Facilities

APMT MVII码头的相关运作模式如下:Betuwe铁路线是一条全长160公里(100英里)的双轨电力货运线路,连接鹿特丹港和德国边境泽韦纳尔-埃默里奇,码头有2台多式轨道起重机桥,总共8条轨道,八轨铁路终点站与Betuwe铁路线直接相连,大大提高了货物转运的效率。码头内拥有独立的驳船码头、完全一体化的铁路码头,货物从船上卸下之后,将按照运往内陆的顺序放置,便于直接运输。

(4)RWG 码头

Rotterdam World Gateway(RWG)是全球最具创新性的自动化集装箱码头之一,在高效、可持续、可靠和安全性等方面发挥着重要作用,码头的利用率达到了90%以上。内设2台轨道起重机,轨道长度达到750米;AGV小车59辆;集卡105辆;自动堆垛机50辆。码头和仓库之间的内部集装箱运输由电动自动控制车辆完成,集装箱在这里通过内河、铁路或公路运往内地,每个集装箱在码头实现了独立于海上作业的单独处理。为了减少对环境的影响,65%的内陆集装箱通过内河、火车运输而不是卡车继续运往最终目的地。

表5 RWG 码头基本情况

资料来源:Port of Rotterdam—Facilities

图3 RWG设备相关信息

资料来源:Port of Rotterdam

2019年4月17日,RWG处理了自2015年9月正式开放以来的第250万个集装箱。

2)汉堡港——CTA码头

汉堡港位于易北河下游,阿尔斯特河和比勒河汇合处,距北海110公里。港口面积100平方公里,是德国最大的海港,也是欧洲最佳转口港之一。每年约有8000次船舶停靠,拥有近300个泊位,码头总长43公里,每周有超过2300个货运列车运转。同时拥有4个最先进的集装箱码头,3个邮轮码头和约50个专门处理各种散杂货的设施,与约7300家物流公司建立了合作关系。2018年集装箱吞吐量达到了870万TEU。

汉堡港CTA码头的AGV利用异频雷达导航,按不固定路线运行,相对于固定路线,其效率更高,但是调度更复杂。在堆场集疏运模块,它的自动化集装箱码头在堆垛时采用一高一低2台全自动轨道吊(ARMG),2台ARMG轨距不同并运行在不同轨道上,可以互相穿越运行,装卸效率以及灵活性更高。

图4 汉堡港集装箱吞吐量(1994-2018)

数据来源:Clarkson

图5 汉堡港海运货物情况统计

数据来源:https://www.hafen-hamburg.de/en/statistics

港口的智能化以及信息化已被视为衡量港口综合实力的指标,也被视为提升港口核心竞争力的手段。基于此,要以信息技术为先导,积极转变思想,形成全新建设理念,探索智慧港口建设的路径,正视发展中的不足,构建信息化发展战略,强化纵深发展,为港口全面智慧化建设创造更加优质的条件。

本文由中国港口网www.chinaports.com

特约上海海事大学郭佳君、周鑫、沙梅独家提供

参考文献:

[1]《浅谈集装箱码头自动化业务》

[2]《AI赋能全局化智慧港口》

[3]《一文解析全球自动化集装箱码头发展现状》

[4] Lloyd’s List :《One Hundred Ports 2018》

[5] https://www.hafen-hamburg.de/en/statistics

[6] Clarkson Shipping Intelligence Network Timeseries,Created 12 May 2019 11:21

[7] Port of Rotterdam

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