本文關鍵詞：集裝箱碼頭的自動化運轉，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

集裝箱碼頭的自動化運轉)))彭傳圣；集裝箱碼頭的自動化運轉；彭傳圣；優(yōu)化碼頭經(jīng)摘要:盡管自動化運轉集裝箱碼頭投資大,；營和成本效益,如果能夠有效運作,營運成本將會降低；關鍵詞:集裝箱碼頭;自動化;自動導引車；Abstract:Maximizingthrou；whichautomaticoperationo；Keywords:containertermin；理

集裝箱碼頭的自動化運轉)))彭傳圣

集裝箱碼頭的自動化運轉

彭傳圣

優(yōu)化碼頭經(jīng) 摘 要:盡管自動化運轉集裝箱碼頭投資大,但是由于其可以最大限度地提高碼頭的通過能力、

營和成本效益,如果能夠有效運作,營運成本將會降低,增加的投資能夠得到相應的補償。本文在回顧國外自動化運轉集裝箱碼頭的發(fā)展歷程的基礎上,介紹現(xiàn)有的自動化運轉集裝箱碼頭以及有關設備,希望國內(nèi)有關集裝箱碼頭借鑒經(jīng)驗,早作自動化運轉的謀劃。

關鍵詞:集裝箱碼頭;自動化;自動導引車

Abstract:Maximizingthroughputandoptimizingtheterminal.soperationalandcostefficiencyarethebenefits

whichautomaticoperationofcontainerterminalcanbring.Investmentlevelstendtobehigher,butthisisoffsetbyare-ducedmanninglevelandahigherlevelofoperatingefficiency,providingthesystemsworkeffectivelyandarewellmain-tained.Inthispaper,onthebasisofreviewthehistoryofautomaticoperationofcontainerterminal,theexistedautomaticoperationcontainerterminalsandsomeautomatichandlingequipmentsareintroduced,andsomesuggestionsaregiventodomesticportsintendedtoconstructautomaticoperationcontainerterminal.

Keywords:containerterminal;automation;automaticguardvehicle 船公司采用大型運輸船舶并加速船舶周轉以達到降低集裝箱運輸成本的目的,使得集裝箱碼頭管

理信息化和作業(yè)自動化成為提高作業(yè)效率、通過能力和服務水平,進而提高競爭力的重要手段。國外集裝箱碼頭已經(jīng)將碼頭信息管理軟件視為與碼頭有形的設施和設備同等重要的碼頭基礎設施的組成部分,為適應國際集裝箱運輸船公司的服務要求,碼頭管理信息化得到了國內(nèi)碼頭的重視,一些碼頭配備的管理系統(tǒng)具有自動進行作業(yè)設備分派、集裝箱裝卸作業(yè)順序安排、船舶計劃和配載、堆場計劃、車輛和集裝箱跟蹤等功能,但由于長期以來國內(nèi)勞動力成本相對低廉,集裝箱碼頭自動化裝卸設備的開發(fā)和購置成本較高等原因,國內(nèi)至今沒有自動化運轉的集裝箱碼頭,甚至沒有采用自動化裝卸設備的集裝箱碼頭。

盡管自動化運轉集裝箱碼頭投資大,但是如果自動化運轉系統(tǒng)有效運作,營運成本將會降低,增加的投資能夠得到相應的補償。隨著集裝箱碼頭自動化運轉技術的發(fā)展以及提高競爭力的迫切需要,集裝箱碼頭自動化運轉將成為大勢所趨。

本文在回顧國外自動化運轉集裝箱碼頭的發(fā)展歷程的基礎上,介紹現(xiàn)有的自動化運轉集裝箱碼頭以及有關設備,希望國內(nèi)有關集裝箱碼頭借鑒經(jīng)驗,早作自動化運轉的謀劃。

1 國外自動化運轉集裝箱碼頭發(fā)展過程

應用自動化作業(yè)設備以及配套的管理和控制軟件系統(tǒng),形成可以部分或全部替代通常由人工完成的復雜和非重復性的集裝箱搬運和裝卸能力,使得需要配備的碼頭生產(chǎn)人員大量減少的集裝箱碼頭,稱為自動化運轉的集裝箱碼頭。由于岸邊集裝箱起重機當前難以實現(xiàn)完全自動化操作,目前所說的自動化運轉集裝箱碼頭指堆場作業(yè)和水平運輸采用自動化作業(yè)設備的碼頭。通常認為自動化運轉的集裝箱碼頭的投資較大,但是由于生產(chǎn)人員以及人工操作的減少,營運成本相對降低,能夠穩(wěn)定可靠地提高集裝箱碼頭作業(yè)效率、通過能力和服務水平。

早在上個世紀80年代中期,在勞動力成本昂貴和熟練勞動力匱乏的地區(qū),自動化運轉集裝箱碼頭首先受到關注,英國泰晤士港、日本川崎港以及荷蘭鹿特丹港均規(guī)劃建設自動化運轉的集裝箱碼頭。泰晤士港和川崎港自動化運轉集裝箱碼頭均計劃采用分階段建設的方法實施,但是由于后續(xù)的自動化設備開發(fā)的財政資助發(fā)生變化而擱淺,鹿特丹港Eu-ropeCombinedTerminals(ECT)的建設則按照計劃進行,其DeltaSealand集裝箱碼頭作為世界上第一個自動化運轉集裝箱碼頭于1993年投產(chǎn),實踐證明其自動化運轉集裝箱碼頭建設達到了預期的目標。

港口裝卸 2003年第2期(總第148期)

隨著經(jīng)濟全球化和區(qū)域經(jīng)濟一體化進程的加快,全球集裝箱運輸快速發(fā)展,各地集裝箱碼頭均面臨吞吐量急劇增長的壓力;我國大陸由于經(jīng)濟高速增長,集裝箱吞吐量的年遞增率更是世界平均水平的3倍強,集裝箱碼頭的壓力更大。除了大量建設新的集裝箱碼頭外,利用自動化運轉集裝箱碼頭技術改造現(xiàn)有碼頭,提高通過能力是緩解集裝箱碼頭壓力的途徑之一[1]。此外,為進一步降低運輸成本,船公司采用越來越大的集裝箱船舶,在一個港口裝卸的集裝箱量增加,與此同時,卻要求船舶在港時間保持不變,集裝箱碼頭為增強競爭力,提高裝卸作業(yè)效率的壓力也越來越大。如果采用通常的方法達到提高裝卸作業(yè)效率的目標,則需要配置更多的車輛和堆場以保證碼頭前沿設備的作業(yè)效率能夠充分發(fā)揮,因此,需要配置更多的生產(chǎn)人員,意味著營運成本大量增加。這些因素推動了新的自動化運轉集裝箱碼頭的出現(xiàn)。

ECT在總結DeltaSealand自動化運轉集裝箱碼頭建設和使用經(jīng)驗的基礎上,相繼于1997年建成了DeltaDedicatedEast(DDE)自動化運轉集裝箱碼頭,2000年建成了DeltaDedicatedWest(DDW)自動化運轉集裝箱碼頭。2001年ECT的通過能力為410萬TEU,實際吞吐量達到330萬TEU。2002年6月,德國漢堡港由HamburgerHafen-undLagerhaus-Aktiengesellschaft(HHLA)碼頭公司經(jīng)營管理的Altenwerder自動化運轉集裝箱碼頭一期工程投產(chǎn),至2002年底完成吞吐量138000TEU。專家預測,為提高碼頭競爭力,集裝箱碼頭采用自動化或者半自動化運轉系統(tǒng)的趨勢將會進一步發(fā)展,而且這種發(fā)展趨勢將不僅僅局限在勞動力成本昂貴和熟練勞動力匱乏的國家和地區(qū)[2],也將不僅僅局限在大型的海港碼頭

[1]

箱堆場間的集裝箱運輸由AGV完成。AGV的工作由碼頭中央控制室生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)(PCS)進行管理和控制,實現(xiàn)了完全自動化。集裝箱堆場采用自動堆碼起重機ASC進行堆垛作業(yè),ASC的工作也由碼頭中央控制室的PCS進行管理和控制,實現(xiàn)了完全自動化。外部提箱和送箱卡車的裝卸作業(yè),在碼頭內(nèi)靠近大門處的卡車裝卸場進行,由PCS管理和控制相應的ASC將所提目標集裝箱由堆場取出,并運送到設在堆場陸側端的集裝箱換裝點,再由人工操作的跨運車將集裝箱運到卡車裝卸場裝上外部提箱卡車;外部送箱卡車所送集裝箱,也是在卡車裝卸場由人工操作的跨運車卸下并運送到堆場陸側端的集裝箱換裝點,再由相應的ASC按照PCS的管理和控制要求送入堆場相

應位置。

圖1 Delta集裝箱碼頭平面布置示意圖

1.DeltaMaersk碼頭堆場 2.DeltaSealand碼頭堆場

3.DDE碼頭堆場 4.DDW碼頭堆場 5.集裝箱進出碼頭通道 6.岸邊集裝箱起重機

PCS與其管理和控制設備之間,采用無線數(shù)據(jù)傳輸RDT方式進行數(shù)據(jù)通訊。每8輛AGV共用一個特定的頻率,另外給定一個備用特定頻率。PCS規(guī)劃AGV的行駛路線,并給出AGV運動方向上的/停車0點,當AGV到達一個/停車0點后,PCS又給出下一個行駛路線及/停車0點。PCS調(diào)度控制所有AGV,通過對照所有AGV的行駛路線,能夠準確確定AGV之間的距離,防止AGV相互碰撞。在集裝箱堆場上每臺ASC與AGV的交接點上,設有4個AGV停車車位,當空載AGV到達ASC下方的裝卸位置時,ASC根據(jù)PCS的指令,由堆場提取相應的集裝箱并放置到AGV上;當滿載AGV到達ASC下方的裝卸位置時,ASC根據(jù)PCS的指令,由AGV提取相應的集裝箱并放置到堆場相應位置上。沿著碼頭前沿設有據(jù)岸邊集裝箱起重機的相對位置進行定位的AGV停車車位,當AGV位于岸邊集裝箱起重機下方時,岸邊集裝箱起重機上的紅外檢測器測定出AGV駛入裝卸作業(yè)位置,并將有關信息發(fā)送到中央控制室的PCS,PCS隨即向相應的AGV發(fā)出停車指令,保證AGV準確地

。

2 自動化運轉的集裝箱碼頭

ECT和Altenwerder集裝箱碼頭是當前自動化運轉程度最高的集裝箱碼頭,也是僅有的采用自動導引車AGV在碼頭前沿與堆場之間進行集裝箱水平運輸?shù)拇a頭。

2.1 ECT自動化運轉集裝箱碼頭

ECT位于Maas河口的Maasvlakte地區(qū),始建于1966年,碼頭平面如圖1所示。自動化集裝箱碼頭均采用岸邊集裝箱起重機進行船舶裝卸作業(yè),需要司機進行操作,可以進行半自動化作業(yè)。碼頭前沿與集裝

集裝箱碼頭的自動化運轉)))彭傳圣

定位在作業(yè)位置上。

DeltaSealand自動化集裝箱碼頭采用Gottwald公司開發(fā)的AGV,每次只能裝載一個集裝箱,而且運行速度限制為3m/s。使用網(wǎng)格自由定位系統(tǒng)FROG進行導航和控制,FROG系統(tǒng)利用車載天線跟蹤成矩陣方式布置在碼頭面上的異頻雷達收發(fā)機進行操縱。當AGV通過異頻雷達收發(fā)機時,通過車載天線發(fā)出的信號由異頻雷達收發(fā)機接受并發(fā)射回代表其坐標參數(shù)的編號信息。FROG根據(jù)AGV經(jīng)過的異頻雷達收發(fā)機的位置、AGV的速度及轉向角確定AGV的位置。車載天線的覆蓋范圍約為1m2,AGV僅能在此范圍內(nèi)識別異頻雷達收發(fā)機。因此,為提高定位精度,需要增加異頻雷達收發(fā)機的布置密度,相應增加碼頭投資。據(jù)介紹,ECT目前異頻雷達收發(fā)機的布置間距為2m。此外,在碼頭面下以25cm為間距埋設了導線系統(tǒng),AGV利用信號電纜和磁感應器,感知其處在導線的范圍,與FROG系統(tǒng)配合使用,更加精確地確定AGV的位置。如果在導線系統(tǒng)范圍內(nèi),AGV的定位精度可達?30mm;如果不在導線系統(tǒng)范圍內(nèi),AGV的定位精度為?50mm。

AGV上還裝有超聲波探測裝置以及其他輔助安全避碰裝置,能夠感知在其由全速行駛到停止運行的減速位移范圍內(nèi)的障礙物,避免碰撞障礙物。AGV采用單臺6缸DAF620V柴油機驅動,轉速為2600r/min,輸出功率為116kW,每次加滿燃料后,車輛可以連續(xù)作業(yè)100h。在剩余燃料量不足以支持連續(xù)運行設定的作業(yè)時間時,車載計算機能夠感知剩余燃料量,并將此信息傳遞到PCS。PCS根據(jù)AGV的燃料量,在對作業(yè)影響最小的情況下,向AGV下達加油指令。AGV在得到加油指令后,駛向加油站,加油后自動重新回歸到作業(yè)線上。 DeltaSealand自動化集裝箱碼頭采用Karmar公司開發(fā)的堆1過2型式跨6列集裝箱的ASC。沿與碼頭岸線垂直的方向布置堆垛,每個堆垛有6列15行集裝箱堆存箱位,共布置了25個堆垛,每個堆垛使用1臺ASC。由于ASC為堆1過2型,為便于其操作集裝箱,堆場每行上6排只能在左右兩端各2排上堆放2層箱,中間2排上只能堆放1層箱,集裝箱堆場單位面積的堆存能力很低。如果需要提高碼頭通過能力,勢必需要更多的堆場,配置更多的ASC和水平運輸車輛,從而提高經(jīng)營成本。該碼頭在AGV投入使用初期,遇到了許多在測試階段沒有出現(xiàn)的技術難題。這些問題主要是伴

隨碼頭實際運作時大量信號、任務分派以及操作過程交織在一起的情況而產(chǎn)生的。經(jīng)過碼頭經(jīng)營公司和合作船公司18個月的努力,解決了這些問題,才獲得了滿意的碼頭運作性能。

DDE自動化集裝箱碼頭是在總結DeltaSealand自動化集裝箱碼頭發(fā)展的經(jīng)驗教訓基礎上發(fā)展起來的公用集裝箱碼頭,采用的ASC也是跨6列集裝箱,但是適應堆3層集裝箱且運行速度在DeltaSealand采用的ASC的基礎上提高了50%,其上配置的PLC使ASC能夠根據(jù)碼頭中央控制室的詳細功能指導完成一系列的任務;采用的AGV的運行速度提高了,但仍采用FROG導航。

DDE自動化集裝箱碼頭投入使用后,在初期幾乎沒有出現(xiàn)問題,但是進行了不少努力,才將設備能力和軟件性能協(xié)調(diào)起來,主要問題是軟件性能難以適應較高的堆存密度以及設備的快速運行導致電子數(shù)據(jù)交換大量增加。最后達到了預想的碼頭性能指標:每臺岸橋晝夜作業(yè)600個集裝箱;外部集裝箱卡車在港時間縮短到令用戶滿意的20min。

當DeltaSealand和DDE自動化集裝箱碼頭達到年吞吐量50萬TEU時,碼頭擴建到相鄰的DDW,ECT仍然選擇將其建成自動化集裝箱碼頭。接受建設和營運前2個自動化集裝箱碼頭的經(jīng)驗教訓,采用的ASC適應堆4層集裝箱,但是由于沿用的原來的基本管理軟件不能適應翻搗箱操作,額外增加的堆存能力不能得到應用�？紤]到基本生產(chǎn)管理軟件系統(tǒng)的缺陷,準備編制新的程序以解決有關問題,但這些變化將只能漸漸應用到生產(chǎn)管理軟件系統(tǒng)中,以避免影響碼頭生產(chǎn)率或者導致其它災難性的后果。2001年,ECTDelta集裝箱碼頭占地280公頃,岸線長3.4km,碼頭水深達16.6m,設計通過能力410萬TEU。其時碼頭配置的設備包括:25臺岸邊集裝箱起重機(圖1中,共配有28臺岸邊集裝箱起重機,包含了上海振華港機公司(ZPMC)2002年初交付給ECT配置于DDW的3臺大型岸邊集裝箱起重機);52臺跨運車;3臺集裝箱堆碼機;20臺碼頭牽引車;48臺多底盤列車牽引車;118列多底盤列車;9臺集裝箱正面吊運機;187臺AGV;92臺ASC;2418個冷藏箱插座。

由于DeltaSealand、DDE、DDW分期完成,雖然每個碼頭建成時,均采用當時最先進的軟件系統(tǒng),而不是一個集成的統(tǒng)一的碼頭信息管理和AGV控制系統(tǒng),結果導致碼頭之間的信息交換量的增加。

港口裝卸 2003年第2期(總第148期)

2002年,ECTDelta計劃更新碼頭軟件系統(tǒng),考慮使用標準化成熟軟件,選用德國Dematic公司的Dyna-core軟件和美國Navis公司的軟件,分別替換現(xiàn)在使用的AGV的導航和控制軟件以及集裝箱碼頭管理和計劃軟件系統(tǒng)。計劃2003年,整個ECTDelta的集裝箱碼頭全部采用Navis公司的碼頭管理和計劃軟件系統(tǒng),2004年底,采用Dynacore軟件。2002年DDW采用Dynacore軟件對AGV進行導航和控制的實踐證明,Dynacore能夠控制AGV以更加靈活的路徑運行,而不是以固定的路徑運行,縮短了集裝箱在碼頭前沿與堆場之間的運輸行程、提高了AGV的運行速度,從而提高了船舶作業(yè)效率。2.2 Altenwerder自動化運轉集裝箱碼頭

Altenwerder集裝箱碼頭規(guī)劃建設始于1999年,為適應穩(wěn)定提高大型船舶的作業(yè)效率和服務水平、減少人力資源成本、提高碼頭競爭力的需要,并考慮到集裝箱碼頭自動化設備及控制軟件的發(fā)展趨勢,HHLA決定采用當前最先進的自動化集裝箱裝卸作業(yè)設備,實現(xiàn)碼頭的自動化運轉[3]。

Altenwerder集裝箱碼頭平面布置示意圖如圖2所示。碼頭占地總面積22.5萬m,沿與碼頭岸線垂直的方向布置堆垛,共設置22個堆垛,堆高4層,堆存能力為30萬TEU,岸線長約1400m,布置4個泊位,設計年通過能力190萬TEU;碼頭水域水深達16.5m,航道已浚深到15.0m,適應靠泊當前最大的集裝箱船舶。Altenwerder集裝箱碼頭全部建成后,碼頭前沿布置14臺特超巴拿馬型岸邊集裝箱起重機,能夠快速裝卸大型集裝箱船舶,火車作業(yè)區(qū)有6條平行的火車裝卸作業(yè)車道,長700m,配置4臺跨6條車道的龍門起重機進行火車裝卸作業(yè)。該碼頭前沿采用陸側小車作業(yè)完全自動化的雙小車式岸邊集裝箱起重機;水平運輸采用高速AGV;堆場作業(yè)采用完全自動化的軌道式龍門起重機,而且每個堆垛布置兩臺這類設備,但是軌距不同并運行在不同軌道上,可以相互穿越運行;提箱和送箱的集裝箱卡車將通過一條4車道75m長的道路直接進入相應的堆垛處進行裝卸箱作業(yè)。

按計劃Altenwerder集裝箱碼頭將于2004年中期全部建成并投入使用。一期工程已于2002年6月投入使用,包括11.2萬m2的碼頭的建設,堆場設置11個堆垛,堆存能力為1.1萬TEU,岸線長800m,設計年通過能力110萬TEU。碼頭采用了7臺采購自ZPMC

的陸側小車作業(yè)完全自動化的大2

圖2 Altenwerder集裝箱碼頭平面布置示意圖 1.碼頭辦公以及集裝箱進、出口檢查區(qū) 2.堆場區(qū)

3.各類倉庫 4.火車作業(yè)區(qū) 5.空箱堆場及集裝箱的維修清理服務區(qū)

型雙小車式岸邊集裝箱起重機,海側小車負責船舶和設在起重機門架高處的轉載平臺之間的集裝箱的作業(yè),集裝箱在轉載平臺上進行轉鎖的固定或脫開操作,陸側小車在起重機后伸距范圍內(nèi)工作,負責預先定位的AGV與轉載平臺之間的集裝箱轉接。這些起重機適應作業(yè)甲板上積載22列集裝箱的船舶,常規(guī)岸邊集裝箱起重機的作業(yè)效率約為25TEU/h,HHLA希望通過采用雙小車岸邊集裝箱起重機將作業(yè)效率提高到35TEU/h。ZPMC通過模擬研究認為這類岸邊集裝箱起重機平均作業(yè)效率可達65TEU/h。岸邊集裝箱起重機裝備Siemens控制系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠將起重機作業(yè)的集裝箱的信息反饋給碼頭中央控制室的Navis碼頭管理系統(tǒng)。碼頭還采用了HansK??nzGmbH的起重量42t、吊具下起升高度均為15.5m、軌距分別為40m和31m的全自動軌道式龍門起重機各11臺,MannesmannDematic(Gattwald)公司的35臺運行速度達21km/h的AGV以及3臺龍門起重機和多臺叉車。AGV通過埋設在碼頭上的電子標志進行導航,當AGV經(jīng)過電子標志時,按照從碼頭管理系統(tǒng)傳遞來的指令讀取電子標志的信息。岸邊集裝箱起重機后伸距范圍內(nèi)布置了4條平行的車道,使得AGV能夠以同樣的效率為岸邊集裝箱起重機提供集裝箱轉接服務。二期工程將于2003年底投入使用,屆時岸邊集裝箱起重機和AGV總數(shù)分別達14臺和60臺。2.3 泰晤士港和川崎港的自動化運轉集裝箱碼頭

項目

泰晤士港和川崎港試圖建設自動化運轉集裝箱碼頭的目的是為了減少人力的使用,以便減少集裝

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箱碼頭的營運成本,增強碼頭競爭力;碼頭建設的方針均是充分利用當時能提供的而且成本能夠接受的自動化技術,對碼頭各個運作環(huán)節(jié)分階段實現(xiàn)不同程度的自動化。第一階段,堆場均配置了無人操作的軌道式龍門起重機,擬在第二階段配置AGV,但實現(xiàn)碼頭的自動化運轉的計劃均擱淺。

泰晤士港第一階段采用常規(guī)人工操作的水平運輸車輛完成碼頭內(nèi)集裝箱的運輸。為解決這些車輛在堆場的裝卸問題,借助于能夠進行圖像和聲音遠程遙控的技術,開發(fā)了紅外起重機控制器并安裝在水平運輸車輛上。司機可以通過該控制器進行集裝箱和起重機吊具的定位操作,并可手動進行必要的調(diào)整。1993年3月,Terberg公司的AGV開始在該碼頭上進行試驗,采用Firefly公司的雷達導航和控制系統(tǒng),堆場作業(yè)計劃調(diào)度指令通過無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)傳遞給AGV的任務系統(tǒng),由雷達導航和控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息和車載速度和轉向角度傳感器的信號對AGV進行精確定位,并以10次/s的頻率將AGV的位置信息與給定的運行路線進行對比,保證車載系統(tǒng)控制AGV按給定的路線運行。雷達導航和控制系統(tǒng)配有高級分析軟件,能夠排除集裝箱碼頭大量金屬和其他反射信號對其與AGV之間通信信號的干擾,保證AGV有較高的工作精度和充分的響應時間,有效防止高速運行的AGV與固定或移動中的障礙物發(fā)生碰撞。由于AGV的開發(fā)沒有后續(xù)財政支持,該項目于1994年底流產(chǎn)。盡管泰晤士港集裝箱碼頭實現(xiàn)的自動化比較簡單,但實踐證明,對各種船公司和各種船舶,岸邊集裝箱起重機的平均船時作業(yè)效率均達到20TEU/h,后來還提高到25TEU/h。對于較大型的船舶,岸邊集裝箱起重機的平均船時作業(yè)效率達到30TEU/h,集疏運集裝箱卡車平均在港時間減少到45min,包括排隊、海關文件處理以及集裝箱的交接[4]。

川崎港擬建成的HigashiOhgishima自動化運轉集裝箱碼頭,其一期工程第一階段也采用常規(guī)人工操作的水平運輸車輛完成碼頭內(nèi)集裝箱的運輸,碼頭于1996年4月建成投產(chǎn)。計劃在一期工程第二階段和二期工程中采用的AGV載重量40.6t;最高運行速度20km/h;總長17m,寬3m。要求能夠適應高速導向,定位準確,在室外環(huán)境下穩(wěn)定工作,行駛中轉向靈活,與中央控制室中的計算機交換信息量少,維護工作量少,工作可靠性高。采用專用標志、磁性標志、圖像處理、雷達以及全球定位系統(tǒng)

(GPS)等中的一種或幾種方式進行AGV的導航和控制。原計劃于2001年中期完成一期工程第二階段改造和二期工程,但是由于日本經(jīng)濟的持續(xù)不景

氣,難以吸引投資者投資開發(fā)和建設自動化集裝箱碼頭,至今沒有進展[5]。

3 集裝箱碼頭自動化運轉設備

集裝箱碼頭設備主要包括碼頭前沿船舶裝卸設備、碼頭內(nèi)集裝箱水平運輸設備以及集裝箱堆場作業(yè)設備三類。目前實現(xiàn)這些設備自動化運作的許多技術已經(jīng)成熟。

3.1 碼頭前沿船舶裝卸設備

集裝箱碼頭前沿主要使用岸邊集裝箱起重機進行船舶裝卸。由于處于船舶上的集裝箱或集裝箱位隨天氣條件以及港池內(nèi)水流的動態(tài)變化而處于動態(tài)變化之中,難以確定或預見其位置狀態(tài);又由于岸邊集裝箱起重機的吊具與吊具的起升和運行控制機構之間通過柔性的鋼絲繩相聯(lián),難以實時準確地將起升和運行控制機構控制吊具動作的信息傳導到吊具上,即吊具調(diào)整位置狀態(tài)適應目標集裝箱位置狀態(tài)的速度難以跟上目標集裝箱位置狀態(tài)變化的速度。因此,目前完全自動化操作的岸邊集裝箱起重機技術仍然在探索之中[6],但是除了與船舶上的集裝箱或集裝箱箱位相關的部分外已經(jīng)可以實現(xiàn)自動化,如常規(guī)岸橋陸側的對位操作以及雙小車式岸橋陸側小車作業(yè)的運作[7]。

3.2 碼頭內(nèi)集裝箱水平運輸設備

碼頭內(nèi)的水平運輸主要采用集裝箱拖掛車或跨運車。AGV就是自動化運轉的水平運輸設備,其使用歷史甚至可以追溯到1913年美國福特汽車公司使用的有軌底盤裝配車,目前全世界使用有10多萬臺�？梢蕴娲b箱拖掛車的AGV,需要在室外環(huán)境工作,載重量大,其導引和控制技術相對復雜。不過目前MannesmannDematic(Gattwald)公司的AGV在ECTDelta和Altenwerder集裝箱碼頭的使用實踐證明AGV技術已經(jīng)成熟。目前,能夠供應用于碼頭內(nèi)集裝箱水平運輸?shù)腁GV的供應商還有德國Kamag公司、荷蘭Terberg公司、日本MitsuiEngineering&Shipbuilding公司及住友公司、法國Famatome公司以及英國Indumat公司等。導引技術也不斷發(fā)展,從基于埋線電磁導引技術等發(fā)展到基于陀螺導航的定位技術、基于激光反射測角定位技術以及基于GPS的定位導航技術等。由于車載

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