某型運輸船貨物裝卸方式選型分析

摘" " 要：本文針對某型特殊用途運輸船開展貨物裝卸方式選型分析，不同的裝卸方式對其裝卸作業的可行性和經濟性有較大的影響。本文研究了各種裝卸方式的系統組成、構件功能、布置方案和配套設施，對比分析了不同裝卸方案在系統復雜性、可操作性、可維護性、裝卸效率、經濟性、配套設施要求等方面的優缺點，選取了適合目標船使用的貨物裝卸方式，對同類運輸船的貨物裝卸方式設計有借鑒意義。

關鍵詞：運輸船；裝卸方式；特殊用途船

中圖分類號：U663.7 " " " " " " " " " " " " " " " " 文獻標志碼：A

Analysis of Cargo Handling Mode for Transport Ship

YAN Hansong，" LI Peng，" LAN Liang，" LI Min，" CHENG Wei

（ Guangzhou Marine Engineering Corporation，" Guangzhou 510250，" China ）

Abstract： This paper conducts an analysis of cargo handling modes selection for a certain type of special purpose transport ship. Different handling modes have a significant impact on the feasibility and economy of the loading and unloading operations. This paper studies the system composition， component function， layout schemes and supporting facilities of various handling modes， comparatively analyzes the advantages and disadvantages of different cargo handling modes in terms of system complexity， operability， maintainability， efficiency， economy and the requirements for supporting facilities， selects the suitable cargo handling mode for the target ship， and has reference significance for the design of cargo handling mode for similar transport ships.

Key words： transport ship; cargo handling mode; special purpose ship （SPS）

1" " "引言

海上貨運是現代國際貿易中最主要的運輸方式之一。通過水路連接，實現了貨物的快速、安全、高效運輸。海上貨運的蓬勃發展，帶動了貨物裝卸相關技術領域的不斷創新[1]。

海上貨運的載運量大、流通性要求高，因此針對不同的貨物運輸需求，需采用不同的裝卸方式[2]。由于每種方式的裝卸效率和裝卸成本各不相同，在多種多樣的貨物裝卸方式中，如何選取適合目標船型的裝卸方式，是關聯船舶貨物裝卸可行性和經濟性的關鍵因素之一。

2" " "裝卸方式種類及特點

2.1" " 裝卸方式概述

裝卸作業是貨物運輸作業過程中必要的一道工序，在貨物運輸的整個流程中占據重要的地位。

海上貨物裝卸作業的特點是裝卸貨物量大、貨物種類多、作業不均衡、安全性要求高、受環境條件影響大。

選取合適的裝卸作業方式，可以提高作業效率，節省時間，降低作業成本。

2.2" "不同種類裝卸方式及特點

目前海上常規貨物裝卸主要包括幾種方式：人工散貨搬運、皮帶傳輸、吊機吊運等，其中吊機吊運包含散裝吊運、貨箱轉運、集裝箱吊運等。

散貨搬運主要針對的是不方便打包的散裝貨物，需要依靠人力或者借助搬運工具進行裝卸作業。其特點是可適應各種包裝貨物種類，但裝卸效率低，人力消耗大，適用于少量散裝貨物的裝卸作業。

皮帶傳輸主要針對袋裝或打包好的箱裝貨物，通過皮帶運輸機，進行點對點的運輸，也可以通過皮帶傳輸系統，將貨物分散運輸到各個接收端。其特點是裝卸方便，可節省部分人力投入，由于皮帶運輸機所能夠運送的貨物尺寸和重量有限，因此比較適合小型貨物的搬運作業。

吊機吊運主要針對重量較重，人力無法搬運的貨物，也可以吊運打包好的托盤，利用起重機、吊鉤和索具，將貨物吊運到船上。其特點是能夠起吊重量大的貨物，吊裝操作簡單，環境適應性強。

采用吊機吊運方式裝卸散裝貨物對基礎設施的要求不高，因此適用性非常廣，可隨時隨地開展裝卸作業。但由于在裝卸過程中需依靠人工進行綁扎作業，吊運次數越多，消耗的人力和時間越多，使得散裝吊運的裝卸效率不高。

貨箱轉運是依靠專用貨箱將貨物進行裝箱處理后，吊運裝船，再通過轉運系統進行艙內堆裝。該種裝卸方式能夠避免運輸中轉過程中貨物碰撞損壞，可有效提高裝卸效率和安全性，降低貨物損耗成本。但由于貨箱的尺寸是根據貨物規格進行選取的，需要專門設計安裝轉運機構，使得初期成本投入較高，而且轉運機構相對比較復雜，后期運營維護的成本有所增加。

集裝箱吊運是以集裝箱為載體，將貨物集合組裝成集裝單元，運用大型吊機或者集裝箱吊，進行裝卸和搬運作業的現代化轉運方式。集裝箱吊運可減少人力裝卸和搬運的次數，提高裝卸效率。而且由于集裝箱的尺寸規格已經實現了統一，可配備標準化的配套設施，減少了初期投入的同時，可進一步節省包裝材料，減少運營費用，簡化貨運作業手續，便于自動化管理。

3" " "裝卸方案對比分析

本船船長113.8 m、船寬16.9 m、型深8.5 m、貨艙容積約2 700 m3。主要運送的貨物為袋裝，該種貨物已包裝好，并以一定的堆疊方式打包成托盤形式，其長×寬×高尺寸為1 m×1 m×1 m，單個托盤重量約1 t，貨物的總運量為2 000 t。

在選擇裝卸方式時，首先需考慮貨物本身的特性[3]。散貨裝卸需對貨物進行重新拆裝，耗費太多時間和人力，因此不適用于本船；由于單個托盤重量僅1 t，而貨物總運量較大，直接采用吊機進行散裝吊運效率較低，而且也需要耗費較多的人力，故予以排除。因此在選擇裝卸方案時，僅對皮帶機輸送、貨箱轉運、集裝箱吊運三種方式進行了對比分析。

3.1" "方案一：皮帶傳輸

1）系統組成

皮帶運輸機、電動堆高車、伸縮折臂起重機、擱架及托盤。

2）構件功能

皮帶運輸機按0.8 m寬，100 t/h運力設計，水平段可伸縮；電動堆高機選用載重量1 t，起升高度為4 m；擱架設置四層，每層高度約1.2 m。

3）布置方案

本船設置兩個貨艙，在貨艙上方設置貨物出入口，艙內布置擱架，可以擺放1 m×1 m×1 m的托盤，上下四層，擺完固定位置后在通道內布置2層托盤，最大化利用空間，總計可裝載約1 200個托盤，如圖1所示。

4）裝卸流程

在主甲板中后部區域左右舷各配置一臺液壓伸縮折臂式起重機，進行貨物的碼頭吊放。對于已經打包好的貨物托盤，可以提前將托盤上的貨物拆卸，利用網兜裝好一定數量的袋裝貨物，再使用起重機吊到本船主甲板裝卸區，通過人工搬到皮帶運輸機，在艙內繼續整理成托盤，放置在擱架上面，進行綁扎固定。

5）配套設施

采用皮帶傳輸方式進行貨物裝卸作業，只需要運送的貨車與皮帶運輸機相配套。

在中間環節，皮帶運輸機可以節省人工，但在運輸較大尺寸貨物時，皮帶運輸機存在一定弊端，特別是在前面裝卸和后面艙內整理環節，效率較低，裝卸時間久，艙內需設置一定數量的擱架，影響了貨艙容積，也導致運輸貨物種類單一，難以滿足載運其他種類貨物的要求。

3.2" "方案二：貨箱轉運

1）系統組成

貨箱轉運系統主要由：貨箱、堆垛機及轉運控制系統組成。

2）構件功能

單個貨箱的尺寸為2 600 mm×1 500 mm×1500 mm，每個貨箱可放置2個貨物托盤，單個托盤重量約為1 t，每個貨箱可裝載約2 t貨物，單個貨箱的自重約1.5 t。貨箱外形和堆放型式如圖2和圖3所示。

在兩個貨艙內各設1個堆垛機用于貨艙內貨箱的移動、堆放和固定。堆垛機分三層，可同時堆放三個貨箱，同時堆垛機設有貨箱對中鎖緊裝置確保貨箱在堆垛機上的位置擺放整齊。

轉運控制系統為貨箱運載方案的艙內控制系統，系統的組成主要包括貨物控制計算機顯示器、處理器、信號采集單元、配套的貨艙控制管理軟件等。

3）布置方案

本船在中部設兩個貨艙，每個貨艙中間為縱向軌道布置區，左右兩側為貨箱堆放區，并布置有橫向軌道。貨箱每個堆放區縱向并排放置2個貨箱，橫向布置3-4個貨箱。根據貨艙艙室高度，貨箱可堆放3層。按照此布置方式，1號貨艙可布置貨箱168個，2號貨艙可布置貨箱234個，全船共可攜帶貨箱402個。具體的布置方式如圖4所示。

4）裝卸流程

（1）在碼頭裝卸貨區，通過叉車或起重機將托盤放入貨箱內；

（2）起重機將裝好的貨箱從碼頭吊運至貨艙口上方，并下降放入到貨艙內；

（3）貨艙口處預先就位的堆垛機控制鎖箱裝置，從下到上依次接收吊運到貨艙內的貨箱；

（4）堆垛機3個貨箱接收完畢后，通過軌道按照預先設置好的裝貨方案路線移動至相應的貨物區進行貨箱擺放；

（5）堆垛機完成貨箱擺放后沿軌道回到貨艙口處接收下一輪貨箱，直至所有貨箱擺放完畢。

卸貨與裝載時流程相反，堆垛機按照設置好的卸貨方案取出貨箱并移動到貨艙口處由起重機依次吊出，并送到接收碼頭完成貨箱拆箱，取出托盤，直至貨艙內貨箱卸貨完畢。

5）配套設施

采用貨箱方式進行貨物轉運需配套的設施包括：碼頭裝卸貨叉車或起重機、碼頭裝卸貨區、貨箱托盤運輸車輛，同時需配套有相應的碼頭管理人員及設備操作員。如考慮進一步提高裝卸貨效率，可提前將貨箱提供到物資儲存倉庫，在相應的儲運場所預留貨箱擺放區，通過運輸車輛將裝好的貨箱運輸至碼頭直接進行貨箱吊運入艙操作。

3.3" 方案三：集裝箱吊運

1）系統組成

由20呎標準集裝箱（含冷藏集裝箱）、貨艙蓋和起重設備組成。

2）構件功能

單個20呎標準集裝箱的尺寸為6058 mm×2438 mm×2591 mm。普通集裝箱用于裝載打包好的貨物托盤，單個集裝箱可裝載20個托盤，單個托盤重量約1 t，總計約裝載20 t的貨物。冷藏集裝箱用于運輸冷藏貨物，限制載貨重量約為20 t。標準集裝箱帶自鎖箱角，可在貨艙內或者貨艙蓋上面堆放。

貨艙蓋可防止下雨時或者海上風浪大時，雨水或海水大量進入貨艙內部，造成艙內積水。貨艙蓋可設計成多個，方便用本船自身的起重設備吊運。

船上配備起重機，主要用于集裝箱的吊裝以及貨艙蓋的吊放。其最大起吊能力為23 t、最大作業半徑為18 m、最小作業半徑4 m。

3）布置方案

本船在主船體中部設置兩個長19.2 m、寬10.64 m的貨艙，每個貨艙橫向可布置4列標準集裝箱，縱向可布置3列標準集裝箱。1號貨艙可堆放2層集裝箱，2號貨艙可堆放3層，艙內總計裝載60個。每個貨艙上方設置貨艙蓋，在貨艙蓋上各堆放一層集裝箱，總計裝載24個，全船總計裝載84個標準集裝箱。具體布置如下所示。

4）裝卸流程

（1）將貨物托盤裝入集裝箱內。由于貨物已經打包好裝疊在托盤上，可采用叉車堆裝。這個步驟可以在碼頭進行，也可以在倉庫進行。

（2）集裝箱吊裝。這個作業步驟可以依靠船上的起重機也可以采用碼頭起重機。通過起重機將貨艙蓋從貨艙口調離，將集裝箱調離碼頭放置到船上貨艙內并堆依次放好，待一個貨艙裝滿后，再裝載另一個貨艙。兩個貨艙均裝滿集裝箱后，將貨艙蓋吊放至貨艙口蓋好，然后再往貨艙蓋上裝載集裝箱。

卸貨過程與裝載過程相反。先吊運艙蓋上的集裝箱，再將艙口蓋吊走，吊運艙內的集裝箱。

5）配套設施

采用集裝箱吊運方式進行裝卸作業主要的配套設施包括集裝箱裝箱作業的叉車、集裝箱車、碼頭裝卸貨區，同時還需要有相應的作業和管理人員。集裝箱車輛可以在倉庫進行裝箱，提高作業效率。另外，如果配套專門的集裝箱碼頭和倉庫，按照標準化的模式進行管理，則更能夠提高裝卸的效率[4]。

3.4" 方案比選

皮帶傳輸方案傳動裝置較多，許多步驟無法實現機械化，需要作業人員手動搬運作業，系統較為復雜；貨箱轉運方案作業采用的設施及系統為專門設計，由于貨箱轉運軌道占用了較大的艙內空間，使得裝載量偏低，經濟性不高，且由于轉運系統復雜，貨箱數量多，堆疊作業所需的傳動裝置一旦出現故障，會嚴重影響裝卸效率。集裝箱吊運方案，裝卸作業流程成熟，集裝箱標準化程度高，系統相對簡單。三種裝卸方案的優缺點對比如表1所示。

結論：本船作為專用貨物運輸船舶，在裝卸作業效率方面有比較高的要求。通過對比分析，采用皮帶傳輸或者貨箱轉運的方式進行裝卸作業，都需要耗費大量的時間和人力，且系統較為復雜，可維護性和經濟性都不高。而集裝箱吊運作為一種成熟、可靠、高效的裝卸方式已經得到了普遍運用，并且取得了非常好的效果，具有比較明顯的優勢。但集裝箱吊運的配套設施要求較高，這需要根據業主實際（下轉第頁）（上接第頁）

設施的配套情況綜合考慮。本項目業主配套設施在建設當中，后續將根據需要不斷完善。因此，經過對比三個方案的優缺點，最終考慮采用集裝箱吊運的方式。

4" " 結語

本文通過對運輸船裝卸方式的研究，對不同貨物裝卸系統的復雜性、可操作性、可維護性、裝卸效率、經濟性以及配套設施要求等方面進行了對比分析，選取了適合某型運輸船使用的貨物裝卸方式。由于船舶的尺度和布置各有差異，針對船型方案和配置需求，對裝卸方式進行分析研究，選取合適的裝卸方式，能夠充分利用船舶內部空間，提高裝卸效率，節約裝卸成本。

參考文獻

[1]顧偉，褚建新.港口高效裝卸系統現狀和亟待開發的關鍵技術[J].起重運輸機械， 1999 （6）：2.

[2]中國造船工程學會.船舶設計實用手冊（第3版）總體分冊[M].北京：國防工業出版社， 2013.

[3]李如嬌.袋裝貨物常見的港口裝卸工藝方案[J].物流工程與管理， 2011， 33（2）：132-135.

[4]楊宇.淺談“多用途”碼頭裝卸工藝方式及裝卸機械選型[J].港工技術， 1988 （Z1）：74-79.