【導(dǎo)讀】的工藝流程、裝卸搬運(yùn)機(jī)械類型及其相互配合作業(yè)的方式。為適應(yīng)集裝箱吞吐量快速增長(zhǎng)。但是作為自動(dòng)化碼頭，上述3個(gè)系統(tǒng)之間是相互關(guān)聯(lián)的，每一部分的運(yùn)行都影。響著其他部分的正常工作，單個(gè)環(huán)節(jié)效率的提高對(duì)碼頭工作效率提高的影響并不顯著。分效率的提高都有促進(jìn)作用，全面實(shí)現(xiàn)碼頭自動(dòng)化作業(yè)。同時(shí)，本設(shè)計(jì)針對(duì)起重機(jī)提出了。位能，供起重機(jī)起吊重物時(shí)使用，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化碼頭的高效節(jié)能。在與常規(guī)碼頭進(jìn)行比較分析的基礎(chǔ)上，提出了一種新的集。設(shè)計(jì)原則和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了深入地分析與探討。關(guān)技術(shù)，包括AGV的定位導(dǎo)航、車載控制、管理以及通信系統(tǒng)等。究AGV及其管理控制軟件提供幫助。

　　

【正文】 式： ）P*f*T（/ 時(shí)營(yíng)操Q(mào)N ? （式 32） 式中： Q 操 —— 營(yíng)運(yùn)期內(nèi)所能完成需要的操作量（ TEU）； P 時(shí) —— 裝卸機(jī)械作業(yè)臺(tái)時(shí)效率（ TEU/臺(tái)時(shí)）； T 營(yíng) —— 集裝箱碼頭營(yíng)運(yùn)期，一般 T 營(yíng) =365*24=8760h； f—— 裝卸機(jī)械利用系數(shù)； N—— 裝卸工藝系統(tǒng)工序所需機(jī)械臺(tái)數(shù)。 上港集團(tuán) 振東分公司 2021 年在冊(cè)的輪胎吊為 59 臺(tái)， 2021 年達(dá)到 80 臺(tái)，如果要完成2021 年的 5974320TEU 與 2021 年的 8749976TEU的操作任務(wù)，根據(jù)公式計(jì)算，其臺(tái)時(shí)效率必須分別達(dá)到 25TEU/臺(tái)與 40TEU/臺(tái)時(shí)以上才可滿足，而其設(shè)計(jì)臺(tái)時(shí)效率僅為 15TEU/h，雖然本港的輪胎吊使用效率均已超出其設(shè)計(jì)能力，但 3年內(nèi)，輪胎吊使用效率提高了 %。 牽引車掛車 牽引車掛車主要承擔(dān)碼頭前沿與堆場(chǎng)內(nèi)不同箱區(qū)之間的集裝箱水平拖運(yùn)。而碼頭堆場(chǎng)一般使用的拖掛車要求回轉(zhuǎn)半徑小、機(jī)動(dòng)靈活、視線好，故多采用平頭式半拖掛車。這種車型的優(yōu)點(diǎn)是司機(jī)室短，視線好轉(zhuǎn)彎半徑小，并且全長(zhǎng)較短，驅(qū)動(dòng)力大，倒車轉(zhuǎn)向靈活，安全可靠。 上港集團(tuán) 振 東分公司 2021 年在冊(cè)牽引車掛車為 95 臺(tái)， 2021 年為 144 臺(tái)，如果要完成2021 年度 5,974,320TEU的任務(wù)，在裝卸機(jī)械利用系數(shù)為 的情況下，根據(jù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)所需機(jī)械數(shù)量的公式計(jì)算，其臺(tái)時(shí)效率達(dá)到 ， 2021 年其臺(tái)時(shí)效率達(dá)到 臺(tái)時(shí)，而設(shè)計(jì)臺(tái)時(shí)效率為 15TEU/h，因此 3 年來(lái)本港的牽引車掛車在機(jī)械配置得到了逐步改善的情況下，不僅確保了裝卸效率，也有效控制了港口擁堵，達(dá)到了質(zhì)與量的平衡。 空箱堆高車 上港集團(tuán) 振東分公司所使用的空箱堆高車是采用側(cè)面起吊方式 起吊，它比較適合短距離搬運(yùn)和車輛的裝卸作業(yè)。它具有機(jī)動(dòng)靈活、通用性好、應(yīng)用廣泛、性能可靠、造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也存在著回轉(zhuǎn)半徑大、維修復(fù)雜、損壞率較高的缺點(diǎn)。因?yàn)槠溲b卸集裝箱時(shí)的穩(wěn)定性較差，故適合空箱堆場(chǎng)使用。 上港集團(tuán) 振東分公司 2021 年在冊(cè)的空箱堆高車為 6 臺(tái)， 2021 年達(dá)到 13 臺(tái)，根據(jù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)所需機(jī)械數(shù)量的計(jì)算公式，如果要完成 2021 年度 1,006,970TEU 的任務(wù)、 2021 年1,797,023TEU的任務(wù)，在裝卸機(jī)械利用系數(shù)為 的情況下，其臺(tái)時(shí)效率 2021 年必須達(dá)到38TEU/臺(tái)時(shí)，而 2021 年必須達(dá)到 ，因空箱堆高車的設(shè)計(jì)臺(tái)時(shí)效率僅為25TEU/h，雖然 3 年來(lái)本港的空箱堆高車的使用已超出其設(shè)計(jì)能力，但已在機(jī)械配置上得江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 21 到了大幅度改善，并從堆高車的使用穩(wěn)定性上給予了較多考慮。 正面吊 上港集團(tuán) 振東分公司在危險(xiǎn)品箱區(qū)和查驗(yàn)箱區(qū)主要采用正面吊進(jìn)行裝卸作業(yè)。 2021 年在冊(cè)的正面吊為 2 臺(tái)， 2021 年達(dá)到 4 臺(tái)，如果要完成 2021 年度危險(xiǎn)品箱 51,977TEU和查驗(yàn)箱 160,574TEU的任務(wù)，總計(jì) 212,551TEU，根據(jù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)所需機(jī)械數(shù)量的計(jì)算公式，在裝卸機(jī)械利用系數(shù)為 的情況下，其臺(tái)時(shí)效率必須達(dá)到 25TEU/臺(tái)時(shí)以上，而 2021 年僅為 ，正面吊的設(shè)計(jì)臺(tái)時(shí)效率為 15TEU/h，因此本港的正面吊使用情況在 3 年中得到了大大改善。 堆場(chǎng)情況分析 1) 堆場(chǎng)通過能力 堆場(chǎng)通過能力，是指碼頭堆場(chǎng)一年內(nèi)的通過能力，可以用堆場(chǎng)的周轉(zhuǎn)吞吐量來(lái)反應(yīng)。計(jì)算公式： )K/(T 不堆營(yíng)堆 taQP ? （式 33） 式中： P 堆――堆場(chǎng)年通過能力。 Q 堆――堆場(chǎng)一次堆存量，就是堆場(chǎng)容量。從理論 上計(jì)算，堆場(chǎng)容量為 85,396TEU。但是，在實(shí)際操作中，從堆場(chǎng)作業(yè)安全的角度以及作業(yè)時(shí)翻箱操作的要求考慮，對(duì)集裝箱堆放的層高往往給予的有效限制。 因此，按當(dāng)前實(shí)際的堆存方式計(jì)算，堆場(chǎng)的實(shí)際容量為 79,314（包括 A A2 的空箱箱區(qū)和查驗(yàn)箱區(qū)） TEU。 α ――堆存高度系數(shù)，堆兩層以上取值為 。①（注： 選用輪胎吊重箱堆場(chǎng)堆四層高） T 營(yíng)――堆場(chǎng)營(yíng)運(yùn)期（日歷天數(shù)）。 t 堆――集裝箱平均堆存期（天）。 K 不――堆場(chǎng)工作不平衡系數(shù)，它反映堆場(chǎng)工作及出、入庫(kù)集裝箱保管不平衡情況，該數(shù)值與集裝箱到、發(fā)、船舶到 港、生產(chǎn)管理水平、堆存期的長(zhǎng)短等因素有關(guān)，一般取值。② 根據(jù)上述公式計(jì)算， 2021 年、 2021 年 1－ 8 月份堆場(chǎng)的實(shí)際通過能力如表 所示。 表 上海 港 2021年 18月份堆場(chǎng)實(shí)際通過能力 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 日歷天數(shù) (天 ) 31 28 31 30 31 30 31 31 平均堆存期 (天 ) 堆場(chǎng)容量（ TEU） 79314 79314 79314 79314 79314 79314 79314 79314 堆場(chǎng)通過能力（萬(wàn) TEU） 吞吐量（萬(wàn) TEU） 表 上海 港 2021年 18月份堆場(chǎng)實(shí)際通過能力 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 日歷天數(shù) (天 ) 31 28 31 30 31 30 31 31 平均堆存期 (天 ) 堆場(chǎng)容量（ TEU） 58402 59130 54707 61237 66834 71448 72271 69374 江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 22 堆場(chǎng)通過能力（萬(wàn)TEU） 吞吐量（萬(wàn) TEU） 上表計(jì)算過程中使用的堆場(chǎng)不平衡系數(shù) K 是以“年”為計(jì)算基礎(chǔ)，因此計(jì)算過程中可能存在略微誤差。 從 1－ 8 月份的碼頭吞吐量情況來(lái)看，堆場(chǎng)的通過能力基本能滿足碼頭的實(shí)際通過能力的需要。當(dāng)然 ，上述計(jì)算基于 1－ 8 月份的平均堆存期，沒有按各個(gè)月的平均堆存期來(lái)計(jì)算，若平均堆存期縮短，集裝箱周轉(zhuǎn)再快些，碼頭堆場(chǎng)的通過能力會(huì)更大。 堆場(chǎng)利用率 就碼頭堆場(chǎng)而言，保持一個(gè)合理的堆場(chǎng)利用率是十分必要的，因?yàn)楹侠淼亩褕?chǎng)利用率，能滿足堆場(chǎng)內(nèi)集裝箱的合理周轉(zhuǎn)，是滿足船舶裝卸的先決條件。 其計(jì)算公式為： ）ET（/）S*t*K*Q（ *營(yíng)停不利 ?K （式 34） 式中： K 利 —— 堆場(chǎng)利用率； E—— 所需堆場(chǎng)面積 Q—— 吞吐量； K 不 —— 堆場(chǎng)工作不平衡系數(shù)，它反映堆場(chǎng)工作 及出、入庫(kù)集裝箱保管不平衡情況，該數(shù)值與集裝箱到、發(fā)、船舶到港、生產(chǎn)管理水平、堆存期的長(zhǎng)短等因素有關(guān)，一般取值； t 停 —— 集裝箱平均在港停留時(shí)間； S—— 在輪胎式龍門起重機(jī)作業(yè)條件下每標(biāo)準(zhǔn)箱占地面積，根據(jù)本碼頭堆高層數(shù)為 4層查表①得到每標(biāo)準(zhǔn)箱占地面積 平方米。 根據(jù)公式，可以計(jì)算 202 2021 年度 1－ 8 月份的堆場(chǎng)利用率如表 、 所示。 表 2021年 18月份堆場(chǎng)利用率表 表 2021年 18月份堆場(chǎng)利用率表 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 平均值 /合計(jì) 日歷天數(shù) (天 ) 31 28 31 30 31 30 31 31 243 平均堆存期 (天 ) 堆場(chǎng)容量（ TEU） 58402 59130 54707 61237 66834 71448 72271 69374 64175 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 平均值 /合計(jì) 日歷天數(shù) (天 ) 31 28 31 30 31 30 31 31 243 平 均 堆 存 期(天 ) 堆場(chǎng)容量（ TEU） 79314 79314 79314 79314 79314 79314 79314 79314 79314 吞吐量（萬(wàn) TEU） 堆 場(chǎng) 利 用 率(％） 江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 23 吞吐量（萬(wàn) TEU） 堆場(chǎng)利用率（％） 從上述計(jì)算的數(shù)據(jù)可以看出，碼頭平均堆場(chǎng)利用率已從 ％下降至 %，從歷年的堆場(chǎng)管理的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，堆場(chǎng)利用率維持在 65％，比較有利于堆場(chǎng)的周轉(zhuǎn)；若利用率達(dá)到70％以上，則會(huì)影響集裝箱在碼頭的周轉(zhuǎn)，影響裝卸效率，因此， 3 年來(lái)本港已很好的將堆場(chǎng)利用率控制在 65%以下，同時(shí)，我們也能看到， 2021 年較 2021 年在集裝箱的平均堆存期數(shù)據(jù)上有了明顯下降，有效的將其控制在 5 天一下。雖 然從 1－ 8 月份，吞吐量逐步增加，但由于平均堆存期的逐步縮短，使堆場(chǎng)的利用率得到下降。但是，平均堆存期的縮短是有限制的，若加上出口箱進(jìn)場(chǎng)時(shí)間（ CSI 的實(shí)施原因）的延長(zhǎng)，就碼頭的情況而言，平均堆存期在 5 天是比較合理的。因此，如何保證合理的堆場(chǎng)利用率，十分重要。 綜上所述， 上港集團(tuán) 振東分公司目前的機(jī)械運(yùn)營(yíng)正處于超負(fù)荷狀態(tài)，堆場(chǎng)利用率也處于警戒線的邊緣，雖然已得到有效控制，但伴隨著上海港吞吐量的逐年遞增，港口各環(huán)節(jié)的壓力將越來(lái)越大。 表 小車層數(shù)與占地面積 堆場(chǎng)機(jī)械 堆場(chǎng)層數(shù) 每標(biāo)準(zhǔn)箱占地面積（平方米） 底盤車 1 65 跨運(yùn)車 1 30 2 15 3 10 龍門起重機(jī) 2 15 3 10 4 叉車 2 15 上海 港集裝箱裝卸工藝系統(tǒng)的革新 中國(guó)加入 WTO，外貿(mào)進(jìn)出口的增長(zhǎng)，內(nèi)地改革的深化將不斷帶動(dòng)上海港吞吐量的增長(zhǎng)，上海港廣闊的經(jīng)濟(jì)腹地優(yōu)勢(shì)必將充分發(fā)揮出來(lái)。好的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)給碼頭帶來(lái)了很高的要求，不僅要求在管理水平上與國(guó)際接軌；而且還要適應(yīng)將來(lái)集裝箱吞吐量結(jié)構(gòu)的變化，在集裝箱裝卸工藝上積極創(chuàng)新、不斷進(jìn)取。但目前作業(yè)效率方面的確存在許多瓶頸，如何在發(fā)展的勢(shì)頭中尋求裝卸工 藝的突破是值得我們研究的課題。 從表 中的數(shù)據(jù)我們可以看到 上港集團(tuán) 振東分公司近幾年吞吐量的增長(zhǎng)幅度，從而也可以想象集裝箱碼頭近年來(lái)所面臨的壓力。 表 上港集團(tuán) 振東分公司 1999年 ~2021年吞吐量統(tǒng)計(jì)表 年份 1999年 2021年 2021年 2021年 2021年 2021年 2021年 2021年 吞吐量 5 633552.75 1451090.25 2843931.25 3613724.25 4311097.5 4868518 5010888 比上 年增長(zhǎng) % % % % % % % 江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 24 圖 外二期歷年吞吐量趨勢(shì)圖 從圖 中可以看出，外二期港口每年的吞吐量增長(zhǎng)很快，隨著吞吐量的持續(xù)增長(zhǎng)，對(duì)港口裝卸工藝系統(tǒng)提出了新的要求。若依然采用傳統(tǒng)的工藝系統(tǒng)，那么裝卸效率將無(wú)法滿足吞吐量增長(zhǎng)的需要，進(jìn)而制約港口的發(fā)展。 傳統(tǒng)工藝系統(tǒng) 傳統(tǒng)的集裝箱生產(chǎn)工藝根據(jù)“作業(yè)線”來(lái)靜態(tài)配置裝卸機(jī)械，一組裝卸機(jī)械只為指定的一條作業(yè)線服務(wù)。由于作業(yè)負(fù)荷隨時(shí)間分布不均勻，在某一時(shí)段 內(nèi)，有些“作業(yè)線”忙得來(lái)不及應(yīng)付，而有些“作業(yè)線”卻幽閑自得。傳統(tǒng)工藝卸船和裝船采用分段作業(yè)，累計(jì)作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)。卸船時(shí)集裝箱卡車空車來(lái)重車去，裝船時(shí)集裝箱卡車重車來(lái)空車去。集卡有將近 50%的時(shí)間在空駛，利用率不高，浪費(fèi)了寶貴的設(shè)備資源。 圖 是傳統(tǒng)集裝箱工藝的流程圖 圖 傳統(tǒng)集裝箱裝卸工藝流程圖 圖 是傳統(tǒng)裝卸工藝下的效率示意圖。 圖 傳統(tǒng)裝卸工藝的裝卸效率 公司歷年集裝箱吞吐量01000000202100030000004000000500000060000001999年 2021年 2021年 2021年 2021年 2021年 2021年 2021年吞吐量江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 25 在圖 中，縱坐標(biāo)為箱量，橫坐標(biāo)為裝卸時(shí)間。從圖中 我們可以看到在傳統(tǒng)裝卸工藝下，其綜合效率在中間時(shí)段有一個(gè)大幅的回落，并在整個(gè)裝卸過程中裝卸組織呈現(xiàn)較大的不平衡，這說明使用傳統(tǒng)裝卸工藝會(huì)造成了大量的資源浪費(fèi)，耗用大量的泊位占用時(shí)間，從而影響碼頭綜合效率的提高。 新智能化裝卸工藝系統(tǒng)，即“邊裝邊卸”的集裝箱裝卸工藝是目前世界上較為先進(jìn)的集裝箱碼頭裝卸工藝，通過使用這種工藝，可以大幅度提高碼頭機(jī)械的使用率和裝卸效率，縮短船舶在港時(shí)間，增加碼頭泊位的通過能力。隨著上海港集裝箱碼頭的生產(chǎn)任務(wù)不斷上升，推行這種裝卸工藝已勢(shì)在必行。 新智能化裝卸工藝系統(tǒng)