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
