理念創新締造世界級大港

馬格淇 胡繼梅

廣州港與上海洋山、青島這些港口相比更具河海相通、江海聯運的特點，沿著珠江，船舶從廣州港上可以抵達佛山、云浮、肇慶、梧州等港口，下可以通過伶仃洋走向世界。這樣的特點也令自動化碼頭的設計更為復雜，無法參照過往的經驗進行設計建設。

11月17日，由四航院參與設計的全國規模最大的郵輪母港綜合體項目——廣州南沙國際郵輪母港正式開港運營，掀開了粵港澳大灣區航運時代的重要篇章。而由四航院率先提出的基于北斗導航全自動化集裝箱碼頭的“廣州方案”更是成為前不久在廣州港口中心召開的智慧港口創新發展論壇上的熱議話題，智力打造全球首例集“人工智能”“衛星導航”“精準定位”、大數據云計算等前沿科技為一體的新一代“全自動化集裝箱碼頭”新標桿，建造世界級樞紐港區，助力粵港澳大灣區戰略目標實現。

如何開辟一條具有高度適應性的自動化碼頭發展新道路？道遠且艱。

早在20年前，四航院便與廣州南沙港區結下了不解之緣。2000年6月，針對國內港口行業因中國加入WTO而迎來新一輪建設熱潮，四航院瞄準了當時仍然是荒蕪一片的珠江河口，在業界普遍不看好廣州建設深水海港的背景下，根據實際的調研考察率先提出了“利用隱性岸線建設深水海港”的“大南沙”發展構想，時任廣州市長林樹森當即表示高度認可，不久廣州市委市政府全面啟動“大南沙”建設，并迅速納入廣州市“南拓”發展戰略。隨即南沙港一期工程開工建設。這座港口的建設投產，結束了廣州港沒有深水海港的歷史，為廣州“南拓”城市戰略提供了巨大發展空間。

2016年，當南沙港三期工程6個萬噸級深水泊位即將全面建成投產之際，千里之外的上海港、青島港等港口新港區已紛紛用上了自動化技術，上百輛無人導引車依托地下感應裝置在港區縱橫飛馳，集裝箱碼頭自動化技術已然成熟且成為必然趨勢。而隨著國家“21世紀海上絲綢之路”戰略的推進和廣東自貿區南沙片區的建設，廣州提出要加快建設國際性航運中心的步伐，南沙港四期應勢成為廣州港吹響科技港口建設的智慧名片。

如何在廣州港實現全自動化碼頭建設運營，成為了四航院在南沙港四期工程設計中需要面對的難題。

直接照搬市場上成熟技術和經驗自然是最為便捷省事，但廣州港有著與其他港區全然不同的特點與差異。“廣州港與上海洋山、青島這些港口相比更具河海相通、江海聯運的特點，沿著珠江，船舶從廣州港上可以抵達佛山、云浮、肇慶、梧州等港口，下可以通過伶仃洋走向世界。這樣的特點也令自動化碼頭的設計更為復雜，無法參照過往的經驗進行設計建設。”四航院科技處處長兼港航事業部總經理覃杰談起當時對于南沙港四期的構想時，依然是心潮澎湃，他表示，盡管全自動化集裝箱碼頭技術趨向成熟，但在南沙港的實際情況面前，依舊需要有重大的創新突破才能讓自動化技術得到實際運用。

在以往經驗難以借鑒的情況下，四航院的設計團隊注意到，為適應南沙港區水轉水的高比例等特點，集裝箱堆場宜平行碼頭岸線布置。但目前國內外絕大多數全自動碼頭的堆場均采用垂直方式布置，若四期工程照搬以往，將拉長水轉水運輸線路，增加建設、運營成本，降低裝卸效率;于是，四航院立足于南沙港實際情況，創新性采用了碼頭堆場水平布置的形式，極大地完善了碼頭布局，提升了碼頭整體裝卸能力。

同時，四航院的設計團隊更突破性地將研究目光從“地下”的感應裝置轉移到了“天上”的導航衛星。創新采用基于北斗導航的無人駕駛智能集卡IGV作為水平運輸設備。不同于上海、青島等港區采用基于磁釘導航的自動化導引車AGV作為水平運輸設備，IGV無需再在港區鋪設大量感應磁釘，在建設成本得到極大控制的同時，也使得自動化運輸設備更加靈活，更為改建目前國內大量非自動化碼頭提供了新思路。

在南沙港四期工程項目中，四航院創造性地將智能駕駛技術和衛星導航技術運用于具有封閉環境特點的港區內，實現了“江海聯運”流程可以在自動化區域內完成的高難度要求，高度契合綠色節能、經濟高效的設計理念。這一頗具科技含量和重要意義的“廣州方案”，甫一提出便得到了熱議和贊嘆。

與此同時，四航院設計團隊勇于創新，在港口基礎設施領域實現了四個“國內首創”。國內首例在10萬噸級深水泊位應用大直徑鋼管組合板樁結合鋼拉桿結構，減少開挖、拋泥，陸上施工便捷高效;國內港口首次大規模應用新材料泡沫輕質土，治理不均勻沉降的質量通病;國內港口首次大規模應用綜合管溝技術，設置“三縱五橫”，管線入溝率達到60%以上，減少運行維護成本;國內港口首次引進海綿城市的概念，生活輔建區通過綠色屋頂、透水鋪裝、下凹式綠地等海綿設施外，堆場區域采用下凹型場地設計思路，可另為集水提供40000m?的容積量，提高納洪減災能力。

通過一系列的創新技術應用，南沙港區四期項目的設備成本、建設成本、運營成本與維護成本，相較于常規的自動化集裝箱碼頭均有大幅降低，經濟效益符合航運發展要求。

“廣州方案”，蘊含了四航院人“匠心傳承、創新引領”的先進理念，助推了廣州國際航運樞紐中心的高質量發展。在2020年下半年，這座“滿滿黑科技”的南沙港區四期碼頭即將建成并投入運營，也將由此締造南沙港區乃至粵港澳大灣區的建港奇跡。