集裝箱碼頭裝卸作業(yè)效率影響因素分析

◎ 盧靖雯 大連海事大學(xué)

航運(yùn)業(yè)是在世界經(jīng)濟(jì)貿(mào)易發(fā)展過(guò)程中生成的衍生行業(yè)，是如今各國(guó)之間判斷綜合競(jìng)爭(zhēng)力的重要指標(biāo)。自2008年金融危機(jī)以來(lái)，船舶大型化成為主要趨勢(shì)，集裝箱運(yùn)輸船期穩(wěn)定、貨運(yùn)質(zhì)量較高、運(yùn)輸成本較低、運(yùn)輸效率較高，因此得到了更加廣泛的應(yīng)用。碼頭作為集裝箱運(yùn)輸?shù)闹匾獦屑~，接收的裝卸總量不斷增加，需優(yōu)先提高裝卸效率；另一方面，船公司首選裝卸效率高、自動(dòng)化程度高的港口?？?，以降低成本。

集裝箱碼頭的裝卸作業(yè)區(qū)域較多，工作流程復(fù)雜，各部分又相互聯(lián)系，本文主要通過(guò)碼頭前沿和堆場(chǎng)兩個(gè)主要裝卸區(qū)域來(lái)分析其影響因素。

1.集裝箱碼頭裝卸作業(yè)效率基本概念和意義

近幾年我國(guó)順應(yīng)科技發(fā)展的潮流，計(jì)劃打造智慧港口，實(shí)現(xiàn)港口自動(dòng)化、信息化、智能化和數(shù)字化發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)更加綠色、高效的作業(yè)流程，進(jìn)一步優(yōu)化集裝箱碼頭裝卸作業(yè)系統(tǒng)是當(dāng)今航運(yùn)業(yè)發(fā)展的重要方向，也更符合企業(yè)的盈利需求。集裝箱碼頭是轉(zhuǎn)換集裝箱貨物運(yùn)輸方式的緩存地。其裝卸作業(yè)是指在集裝箱碼頭進(jìn)行的各種裝卸搬運(yùn)作業(yè)，具體包括碼頭前沿的裝卸船，碼頭前沿到堆場(chǎng)的搬運(yùn)，碼頭堆場(chǎng)的拆垛、分揀等作業(yè)，以及堆場(chǎng)后方連接公路鐵路的貨運(yùn)站執(zhí)行拆箱、裝箱等作業(yè)。

集裝箱碼頭裝卸作業(yè)效率在目前的文獻(xiàn)中沒(méi)有查找到明確的定義，本文作者通過(guò)對(duì)上述分解概念的理解做出如下解釋，集裝箱碼頭裝卸作業(yè)效率指的是在集裝箱碼頭進(jìn)行的各類裝貨卸貨和搬運(yùn)作業(yè)在有效使用周邊資源的情況下，綜合完成整個(gè)裝卸作業(yè)過(guò)程的速度和質(zhì)量。工作中常說(shuō)的高效率指的是保證合格質(zhì)量的前提下，以較快的速度完成任務(wù)，低效率則相反。

2.集裝箱碼頭前沿相關(guān)影響因素分析

碼頭前沿是沿著碼頭岸線從泊位岸壁到碼頭堆場(chǎng)之間的作業(yè)區(qū)域，這部分一般選擇岸橋作為主要裝卸機(jī)械，其技術(shù)參數(shù)主要受作業(yè)區(qū)域的面積和到港船舶的尺寸影響。2016年上海舉行的SISI國(guó)際港航發(fā)展論壇上，發(fā)布的《2016年沿海集裝箱港口綜合服務(wù)評(píng)價(jià)指數(shù)》給出我國(guó)集裝箱碼頭的綜合作業(yè)效率排名，其中使用的效率單位為“TEU/h”（標(biāo)準(zhǔn)箱/小時(shí)），因此本文給出裝卸效率公式：

其中，η是碼頭前沿裝卸作業(yè)效率，Q是碼頭前沿接收總標(biāo)準(zhǔn)箱箱量，t是碼頭前沿裝卸作業(yè)總時(shí)間。接下來(lái)根據(jù)公式涉及的相關(guān)變量分析碼頭前沿影響裝卸效率的因素。

2.1 總標(biāo)準(zhǔn)箱箱量

船公司會(huì)根據(jù)碼頭前沿泊位深度、航道條件等硬性條件選擇合適的接收港口，首先影響作業(yè)總標(biāo)準(zhǔn)箱量，其余規(guī)格集裝箱按照相應(yīng)折算系數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，目前各國(guó)還沒(méi)有統(tǒng)一的計(jì)算公式，因此本文不在此處多加說(shuō)明。根據(jù)具體操作步驟，船公司定期發(fā)送船期安排報(bào)表給碼頭，碼頭相關(guān)人員根據(jù)報(bào)表安排操作系統(tǒng)，船到港前再次核對(duì)準(zhǔn)確到貨量、到港時(shí)間等船舶相關(guān)信息，及時(shí)調(diào)整泊位及現(xiàn)場(chǎng)操作安排。因此船舶到港前總標(biāo)準(zhǔn)箱量隨時(shí)可能變化，需要相關(guān)人員反復(fù)確認(rèn)以保證后續(xù)作業(yè)正常進(jìn)行。

2.2 裝卸作業(yè)時(shí)間

（1）碼頭前沿裝卸設(shè)備作業(yè)速度：許振超作為青島港的裝卸操作代表人物，在《淺談集裝箱船裝卸效率》中提出，機(jī)械效率是集裝箱裝卸效率的目標(biāo)效率。傳統(tǒng)集裝箱碼頭碼頭前沿大多使用的裝卸機(jī)械是岸橋，對(duì)岸橋作業(yè)速度的影響因素主要分為機(jī)械性能和操作環(huán)境。

機(jī)械性能：岸橋性能隨船舶大型化發(fā)展在不斷更新，從“一車一吊”到“一車三吊”，大大加快了作業(yè)速度；另外岸橋空載和額載升起降落的速度也有影響。因此在該方面可以通過(guò)增加岸橋單次吊起數(shù)量、減少吊具空載等提高作業(yè)速度。

操作環(huán)境：作業(yè)當(dāng)天如遇到大風(fēng)大浪天氣會(huì)適當(dāng)調(diào)整作業(yè)速度甚至?xí)和Ｗ鳂I(yè)；岸橋司機(jī)駕駛技術(shù)、精神狀態(tài)等個(gè)人因素也會(huì)在一定程度上產(chǎn)生影響。

（2）碼頭前沿裝卸系統(tǒng)自動(dòng)化：裝卸作業(yè)效率是港口綜合通過(guò)能力的具體表現(xiàn)之一，而傳統(tǒng)集裝箱碼頭作業(yè)過(guò)程中常出現(xiàn)“瓶頸現(xiàn)象”影響作業(yè)效率?！爸悄芨劭凇庇?jì)劃中的促進(jìn)港口自動(dòng)化解決了該問(wèn)題，目前國(guó)內(nèi)擁有廈門港、青島港和上海港三座全自動(dòng)化碼頭，其中青島港是亞洲第一個(gè)真正意義上的全自動(dòng)碼頭，今年剛剛投入使用的洋山港是目前全球最大的全自動(dòng)碼頭，“無(wú)人港”與傳統(tǒng)港口相比較更安全、低能耗、高效率。全自動(dòng)碼頭大多選擇雙小車岸橋，加入GPS和無(wú)線遙感等高科技后避免了上述人為操作遇到的問(wèn)題，裝卸速度更快，準(zhǔn)確度更高。

（3）碼頭前沿裝卸設(shè)備數(shù)量：應(yīng)考慮在可操作范圍內(nèi)根據(jù)岸橋?qū)挾?、軌距等因素盡可能增加岸橋數(shù)量可以減少裝卸時(shí)間。

3.集裝箱碼頭堆場(chǎng)相關(guān)影響因素分析

集裝箱碼頭堆場(chǎng)主要負(fù)責(zé)集裝箱堆放、保存和整箱交接，現(xiàn)有堆場(chǎng)裝卸作業(yè)效率公式如下：

其中，Ch是碼頭堆場(chǎng)裝卸設(shè)備作業(yè)效率，

n1是碼頭堆場(chǎng)裝卸設(shè)備數(shù)量，

n2是每TEU進(jìn)堆場(chǎng)或出堆場(chǎng)的固定次數(shù)，

p是堆場(chǎng)裝卸設(shè)備單臺(tái)平均作業(yè)效率，

Kd是堆場(chǎng)裝卸設(shè)備總倒箱率，

K1是集裝箱堆場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)箱折算系數(shù)。

接下來(lái)我們根據(jù)公式涉及的相關(guān)變量分析堆場(chǎng)影響裝卸效率的因素。

3.1 裝卸設(shè)備作業(yè)效率

（1）裝卸設(shè)備之間的配合：堆場(chǎng)裝卸作業(yè)的過(guò)程中需要用到的機(jī)械種類較多，每個(gè)設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)都不同，因此需要科學(xué)、合理安排多種機(jī)械設(shè)備之間的配合。正面吊穩(wěn)定性高，重箱可以堆存3-4層，空箱可以堆存7-9層，但是運(yùn)行方向固定與作業(yè)方向垂直，需占用較大場(chǎng)地；叉車性能齊全，可以裝卸、搬運(yùn)、拆箱和堆箱，但是承載能力較低；因?yàn)檎娴鹾筒孳嚨膬?yōu)缺點(diǎn)互補(bǔ)，作業(yè)過(guò)程中常用二者同時(shí)輔助龍門起重機(jī)進(jìn)行作業(yè)。

（2）龍門起重機(jī)作業(yè)影響因素：龍門起重機(jī)分輪胎式和軌道式，輪胎式龍門起重機(jī)活動(dòng)較靈活是傳統(tǒng)集裝箱碼頭常用的裝卸和堆垛設(shè)備。堆場(chǎng)龍門起重機(jī)投入數(shù)量不足時(shí)需要經(jīng)常轉(zhuǎn)場(chǎng)，來(lái)回過(guò)程降低了利用率；且起重機(jī)的輪胎屬于易耗備件，造價(jià)偏高也容易磨損，需要定期檢修以免耽誤裝卸進(jìn)度。因此影響龍門起重機(jī)作業(yè)效率的因素除了數(shù)量還有設(shè)備檢修、操作人員技術(shù)調(diào)度策略等。

3.2 堆場(chǎng)裝卸系統(tǒng)自動(dòng)化

（1）堆場(chǎng)裝卸設(shè)備自動(dòng)化：國(guó)內(nèi)全自動(dòng)碼頭的堆場(chǎng)選擇AGV進(jìn)行水平運(yùn)輸，自動(dòng)化軌道吊裝卸作業(yè)。AGV是無(wú)人駕駛的電能運(yùn)輸車，其載箱平臺(tái)自動(dòng)升降可以自主取、放集裝箱，綠色高效；自動(dòng)化軌道吊只需相關(guān)人員遠(yuǎn)程監(jiān)控就可以完成提箱堆碼等工作；自動(dòng)化輪胎吊因輪胎容易受到擠壓還存在不穩(wěn)定性，其自動(dòng)化機(jī)械我國(guó)技術(shù)人員還在研發(fā)中。全自動(dòng)化堆場(chǎng)裝卸可以做到運(yùn)輸、裝卸的無(wú)縫銜接，減少貨損，省時(shí)又省力。

（2）碼頭閘口自動(dòng)化：集裝箱碼頭有進(jìn)閘和出閘兩個(gè)閘口，任何集裝箱或有關(guān)車輛進(jìn)出堆場(chǎng)的時(shí)候都要經(jīng)過(guò)閘口進(jìn)行登記、驗(yàn)證、識(shí)別、核對(duì)信息和貨物檢查；閘口還有控制堆場(chǎng)車輛的作用，如果場(chǎng)內(nèi)出現(xiàn)擁堵現(xiàn)場(chǎng)，閘口可以暫時(shí)車輛控制進(jìn)入。青島港目前使用閘口控制系統(tǒng)GOS，該系統(tǒng)有三道閘口：第一道采集信息；第二道核對(duì)車輛、司機(jī)和集裝箱貨物信息，核對(duì)無(wú)誤給予場(chǎng)位信息；通過(guò)第三道閘口就可以開(kāi)到指定地點(diǎn)。系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化減少了繁瑣的人工步驟中的失誤，有效促進(jìn)港口通過(guò)能力。

3.3 堆場(chǎng)裝卸系統(tǒng)智能化

（1）堆場(chǎng)翻箱率：目前國(guó)內(nèi)大型碼頭吞吐量在不斷上升，但是堆場(chǎng)的面積基本沒(méi)變，常出現(xiàn)“混垛”現(xiàn)象，裝船時(shí)場(chǎng)橋根據(jù)配載圖作業(yè)時(shí)需要不停翻箱倒箱，影響裝卸作業(yè)效率。堆場(chǎng)智能化管理系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)規(guī)劃并實(shí)時(shí)顯示已策劃區(qū)域和可用箱位，方便操作。

（2）堆場(chǎng)內(nèi)交通：傳統(tǒng)碼頭堆場(chǎng)常出現(xiàn)堆場(chǎng)容納“瓶頸期”現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)閘外堵塞。青島港堆場(chǎng)投入使用的AGV，配備智能控制系統(tǒng)根據(jù)場(chǎng)內(nèi)的交通狀況實(shí)時(shí)更新路線，避開(kāi)擁擠路段；上述第二道閘口通知的裝卸貨物位置也是智能選擇的最佳地點(diǎn)，減少交通堵塞問(wèn)題。

4.總結(jié)

船舶大型化的趨勢(shì)不可避免，因此可根據(jù)文中分析的影響因素，結(jié)合先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，學(xué)習(xí)全自動(dòng)碼頭的優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)機(jī)械自動(dòng)化、智能化作業(yè)，有效提高裝卸作業(yè)效率，切實(shí)加強(qiáng)碼頭作業(yè)能力，增加行業(yè)利益，帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。