集裝箱碼頭裝卸作業效率影響因素分析

◎ 盧靖雯 大連海事大學

航運業是在世界經濟貿易發展過程中生成的衍生行業，是如今各國之間判斷綜合競爭力的重要指標。自2008年金融危機以來，船舶大型化成為主要趨勢，集裝箱運輸船期穩定、貨運質量較高、運輸成本較低、運輸效率較高，因此得到了更加廣泛的應用。碼頭作為集裝箱運輸的重要樞紐，接收的裝卸總量不斷增加，需優先提高裝卸效率；另一方面，船公司首選裝卸效率高、自動化程度高的港口停靠，以降低成本。

集裝箱碼頭的裝卸作業區域較多，工作流程復雜，各部分又相互聯系，本文主要通過碼頭前沿和堆場兩個主要裝卸區域來分析其影響因素。

1.集裝箱碼頭裝卸作業效率基本概念和意義

近幾年我國順應科技發展的潮流，計劃打造智慧港口，實現港口自動化、信息化、智能化和數字化發展，為實現更加綠色、高效的作業流程，進一步優化集裝箱碼頭裝卸作業系統是當今航運業發展的重要方向，也更符合企業的盈利需求。集裝箱碼頭是轉換集裝箱貨物運輸方式的緩存地。其裝卸作業是指在集裝箱碼頭進行的各種裝卸搬運作業，具體包括碼頭前沿的裝卸船，碼頭前沿到堆場的搬運，碼頭堆場的拆垛、分揀等作業，以及堆場后方連接公路鐵路的貨運站執行拆箱、裝箱等作業。

集裝箱碼頭裝卸作業效率在目前的文獻中沒有查找到明確的定義，本文作者通過對上述分解概念的理解做出如下解釋，集裝箱碼頭裝卸作業效率指的是在集裝箱碼頭進行的各類裝貨卸貨和搬運作業在有效使用周邊資源的情況下，綜合完成整個裝卸作業過程的速度和質量。工作中常說的高效率指的是保證合格質量的前提下，以較快的速度完成任務，低效率則相反。

2.集裝箱碼頭前沿相關影響因素分析

碼頭前沿是沿著碼頭岸線從泊位岸壁到碼頭堆場之間的作業區域，這部分一般選擇岸橋作為主要裝卸機械，其技術參數主要受作業區域的面積和到港船舶的尺寸影響。2016年上海舉行的SISI國際港航發展論壇上，發布的《2016年沿海集裝箱港口綜合服務評價指數》給出我國集裝箱碼頭的綜合作業效率排名，其中使用的效率單位為“TEU/h”（標準箱/小時），因此本文給出裝卸效率公式：

其中，η是碼頭前沿裝卸作業效率，Q是碼頭前沿接收總標準箱箱量，t是碼頭前沿裝卸作業總時間。接下來根據公式涉及的相關變量分析碼頭前沿影響裝卸效率的因素。

2.1 總標準箱箱量

船公司會根據碼頭前沿泊位深度、航道條件等硬性條件選擇合適的接收港口，首先影響作業總標準箱量，其余規格集裝箱按照相應折算系數進行統計，目前各國還沒有統一的計算公式，因此本文不在此處多加說明。根據具體操作步驟，船公司定期發送船期安排報表給碼頭，碼頭相關人員根據報表安排操作系統，船到港前再次核對準確到貨量、到港時間等船舶相關信息，及時調整泊位及現場操作安排。因此船舶到港前總標準箱量隨時可能變化，需要相關人員反復確認以保證后續作業正常進行。

2.2 裝卸作業時間

（1）碼頭前沿裝卸設備作業速度：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，機械效率是集裝箱裝卸效率的目標效率。傳統集裝箱碼頭碼頭前沿大多使用的裝卸機械是岸橋，對岸橋作業速度的影響因素主要分為機械性能和操作環境。

機械性能：岸橋性能隨船舶大型化發展在不斷更新，從“一車一吊”到“一車三吊”，大大加快了作業速度；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增加岸橋單次吊起數量、減少吊具空載等提高作業速度。

操作環境：作業當天如遇到大風大浪天氣會適當調整作業速度甚至暫停作業；岸橋司機駕駛技術、精神狀態等個人因素也會在一定程度上產生影響。

（2）碼頭前沿裝卸系統自動化：裝卸作業效率是港口綜合通過能力的具體表現之一，而傳統集裝箱碼頭作業過程中常出現“瓶頸現象”影響作業效率。“智能港口”計劃中的促進港口自動化解決了該問題，目前國內擁有廈門港、青島港和上海港三座全自動化碼頭，其中青島港是亞洲第一個真正意義上的全自動碼頭，今年剛剛投入使用的洋山港是目前全球最大的全自動碼頭，“無人港”與傳統港口相比較更安全、低能耗、高效率。全自動碼頭大多選擇雙小車岸橋，加入GPS和無線遙感等高科技后避免了上述人為操作遇到的問題，裝卸速度更快，準確度更高。

（3）碼頭前沿裝卸設備數量：應考慮在可操作范圍內根據岸橋寬度、軌距等因素盡可能增加岸橋數量可以減少裝卸時間。

3.集裝箱碼頭堆場相關影響因素分析

集裝箱碼頭堆場主要負責集裝箱堆放、保存和整箱交接，現有堆場裝卸作業效率公式如下：

其中，Ch是碼頭堆場裝卸設備作業效率，

n1是碼頭堆場裝卸設備數量，

n2是每TEU進堆場或出堆場的固定次數，

p是堆場裝卸設備單臺平均作業效率，

Kd是堆場裝卸設備總倒箱率，

K1是集裝箱堆場標準箱折算系數。

接下來我們根據公式涉及的相關變量分析堆場影響裝卸效率的因素。

3.1 裝卸設備作業效率

（1）裝卸設備之間的配合：堆場裝卸作業的過程中需要用到的機械種類較多，每個設備的優缺點都不同，因此需要科學、合理安排多種機械設備之間的配合。正面吊穩定性高，重箱可以堆存3-4層，空箱可以堆存7-9層，但是運行方向固定與作業方向垂直，需占用較大場地；叉車性能齊全，可以裝卸、搬運、拆箱和堆箱，但是承載能力較低；因為正面吊和叉車的優缺點互補，作業過程中常用二者同時輔助龍門起重機進行作業。

（2）龍門起重機作業影響因素：龍門起重機分輪胎式和軌道式，輪胎式龍門起重機活動較靈活是傳統集裝箱碼頭常用的裝卸和堆垛設備。堆場龍門起重機投入數量不足時需要經常轉場，來回過程降低了利用率；且起重機的輪胎屬于易耗備件，造價偏高也容易磨損，需要定期檢修以免耽誤裝卸進度。因此影響龍門起重機作業效率的因素除了數量還有設備檢修、操作人員技術調度策略等。

3.2 堆場裝卸系統自動化

（1）堆場裝卸設備自動化：國內全自動碼頭的堆場選擇AGV進行水平運輸，自動化軌道吊裝卸作業。AGV是無人駕駛的電能運輸車，其載箱平臺自動升降可以自主取、放集裝箱，綠色高效；自動化軌道吊只需相關人員遠程監控就可以完成提箱堆碼等工作；自動化輪胎吊因輪胎容易受到擠壓還存在不穩定性，其自動化機械我國技術人員還在研發中。全自動化堆場裝卸可以做到運輸、裝卸的無縫銜接，減少貨損，省時又省力。

（2）碼頭閘口自動化：集裝箱碼頭有進閘和出閘兩個閘口，任何集裝箱或有關車輛進出堆場的時候都要經過閘口進行登記、驗證、識別、核對信息和貨物檢查；閘口還有控制堆場車輛的作用，如果場內出現擁堵現場，閘口可以暫時車輛控制進入。青島港目前使用閘口控制系統GOS，該系統有三道閘口：第一道采集信息；第二道核對車輛、司機和集裝箱貨物信息，核對無誤給予場位信息；通過第三道閘口就可以開到指定地點。系統的自動化、智能化減少了繁瑣的人工步驟中的失誤，有效促進港口通過能力。

3.3 堆場裝卸系統智能化

（1）堆場翻箱率：目前國內大型碼頭吞吐量在不斷上升，但是堆場的面積基本沒變，常出現“混垛”現象，裝船時場橋根據配載圖作業時需要不停翻箱倒箱，影響裝卸作業效率。堆場智能化管理系統會自動規劃并實時顯示已策劃區域和可用箱位，方便操作。

（2）堆場內交通：傳統碼頭堆場常出現堆場容納“瓶頸期”現象，甚至出現閘外堵塞。青島港堆場投入使用的AGV，配備智能控制系統根據場內的交通狀況實時更新路線，避開擁擠路段；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，減少交通堵塞問題。

4.總結

船舶大型化的趨勢不可避免，因此可根據文中分析的影響因素，結合先進科學技術，學習全自動碼頭的優秀經驗，加強機械自動化、智能化作業，有效提高裝卸作業效率，切實加強碼頭作業能力，增加行業利益，帶動經濟發展。