集装箱港口装卸工艺的完善方法

房妍妍

连云港港口工程设计研究院有限公司江苏连云港222000

摘要：最近几年，随着我国国民经济的迅速发展，海上运输业也得到日益增长。随着港口运输向高速化、大型化方向发展，也对我国港口集装箱装卸能力提出了更高的要求。由此，各大港口之间的竞争并不是简单地集中在扩大规模上，而是通过优化配置码头现有装卸资源，以提高集装箱的装卸效率，从而降低运输业经营费用。本文针对上述问题，以装卸总成本作为目标函数，在传统集装箱装卸工艺基础上进行集装箱港口装卸工艺优化配置，并将其应用在某港口中，得到较好的应用效果。

关键词：集装箱港口；装卸工艺；完善方法

导言：

港口装卸工艺在港口的货物中转中被广泛应用，合理的工艺流程、机械化的操作、高水平的配置，这些都是实现高效的港口装卸的必要条件。能够让装卸达到高效，优质，安全，经济。

统一的装卸工艺下，港口装卸作业主要依靠经验，运作效率并不高。而以优化方法为基础，建立在各种假设条件下的新型装卸工艺研究虽然在理论上可以提高运作效率，但实际运作中往往并不可行。随着计算机技术的发展，越来越多的仿真技术被应用在港口的决策和管理中。仿真的优势在于可以对现有系统提出各种假设并建立相应的仿真模型，通过计算机的模拟仿真，测试和检验仿真模型的绩效，从而排除大量仅仅理论可行的优化方案，进而得到比较理想的结果。

提高港口的装卸效率是提升港口竞争力的关键因素，国内外许多学者对集装箱港口装卸系统进行了广泛的研究。在集装箱港口装卸设备配置研究方面，建立了港口装卸设备动态多级排队网络，并用于研究外高桥港口的最优岸桥数和最佳集卡配比。单船装卸运输仿真模型中集卡配置数量和车速对船舶装卸时间的影响。针对集装箱港口决策问题，建立了目标导向的仿真模型，帮助港口进行提高设备装卸效率的决策。在港口装卸工艺仿真研究中，集装箱堆场混合装卸过程中给定集装箱装卸作业任务下的单装/卸和装卸混合工艺调度问题。在港口装卸仿真实现方法上，建立了船舶到达、泊位分配和船舶离开等活动的排队网络仿真模型。采用基于事件驱动的集装箱港口装卸作业仿真系统，选择出较优的装卸设备配置方案。建立了包含有遗传算法和评价功能的仿真模型对集成模拟和优化进口操作进行了研究。

1集装箱装卸工艺现状以及发展方向

1.1发展方向

1.1.1自动化和智能化。我国目前的设备先进力度远远不如很多发达国家，国外许多集装箱码头已经实现全部自动化。许多大型港口采用专用的装卸机械和库场作业，正一步步迈向现场作业无人化发展，虽然从目前我国的形势来看，完全向西方那样实现自动化存在很大困难，但是只要我们一步步朝着自动化与智能化的方向发展，会逐渐缩小与发达国家之间的差距，甚至赶超发达国家。

1.1.2节能化和环保化。节能和环保是需要世界共同履行的义务，针对能源供应短缺，能源价格的不断攀升，节能环保是需要我国在港口装卸工艺上改进的地方。加大对节能环保机械的使用是实现绿色港口装卸工艺的不二之选。

1.1.3专业化和多用化。专业化码头的建设大大提高了港口的装卸效率，在建造专业化码头时，还要注重多用化的改进，实现“一个码头多种功能”，突破货物种类不多样，货流不稳定的局限。

1.1.4大型化和高效化。庞大的集装箱在现在的装卸中占据了很大比重，所以要不断适应货物繁多带来的集装箱体积庞大的现实，在码头配置大型的装卸机械，开发引进新型的装卸箱，为集装箱实现大型作业提高扎实的基础。

1.1.5标准化和系统化。为了保证集装箱装卸的效率以及提高港口机械的制造水平，降低成本，港口装卸工艺必须实现向标准化以及系统化发展，只有不断提高技术水平，完善管理的系统化和标准化才能满足日益增长的需要。

1.2现状

面对经济水平的不断提高以及进出口货物和电商的发展，集装箱的装卸工艺也随之不断提高。但是面对竞争的压力，也导致了许多不可避免的问题。随着我国经济发展水平的不断提高，未来中国的外部竞争压力也会不断加大，集装箱、船舶运输量都会迅猛发展，但是以我国目前的集装箱港口装卸力以及管理水平来看，远远不能满足未来的需要。只有对港口工艺进行不断提高，合理改进，优化科学管理，才能进一步提高港口的集装箱装卸工艺。

2主要装卸设备选型

目前，专用集装箱码头的装卸作业大都采用岸边集装箱装卸桥。岸边集装箱装卸桥有单小车和双小车之分，近年来国外少数集装箱码头采用了双小车岸边集装箱装卸桥。理论上单机效率可达60TEU/h，但实际效率仅比普通岸边集装箱装卸桥增加15%左右，单机造价高于普通岸边集装箱装卸桥30%～40%。因此绝大部分新建集装箱码头岸边集装箱装卸桥仍采用单小车形式。根据本港区的实际情况，该港区拟采用单机年装卸能力为125000TEU的岸壁式集装箱装卸桥，各参数的确定如下：

（1）起重量计算公式为：Q=Qt+W式中：Q—岸边集装箱装卸桥起重量（t）；Qt—额定起重量（t）；W—吊具重量（t）。Qt一般按照所起吊的最大总重量来决定。就集装箱而言，ISOIAA、IA和IAX（40ft）集装箱的最大重量取30.5t，在实际装卸中也有重量达35～36t的超重箱；20ft集装箱重量为24t，如果双箱起吊，则最大重量取48t。目前广泛采用的单箱吊具自重为9t左右，双箱吊具自重为11～13t。有装卸桥还需起吊集装箱船上的舱盖板，一般集装箱船每块舱盖板的重量均不超过30.5t，但也有超过此重量的情况（如第四代集装箱船舱盖板的重量高达36t）。综合考虑上述因素，岸边集装箱装卸桥的额定负荷选为吊梁下64t，单箱吊具下50t，双箱吊具下50t。

（2）外伸距L=L1+L2+b；L1=a+B+C；L2=（D+e+t+j-M）tan30式中：a-码头前沿至船舶内舷侧的距离，1.2m；B—未来型船宽，45m；C—船外舷至外舷侧最外面一列集装箱中心线之间的距离，1.7m；D—船舶型深，26.8m；M—船体衡倾稳心高度；b-岸边集装箱装卸桥海侧轨中心至码头前沿距离，3.5m；j—七层集装箱的高度，20.27m；e—舱口栏板高度；t—舱盖板厚度。计算得外伸距为50.37m。考虑避开小车运行减速区的实际情况，选定实际外伸距为55m。以上数据是按营运中的最大集装箱船舶，载箱量8736TEU、舱盖板上堆17列7层高集装箱计算所得。

（3）轨距和码头面宽为适应集装箱船舶大型化、装卸高效化的要求，保证码头车流运行通畅。《海港总平面设计规范》建议第3、4代集装箱船配备3-4台岸桥，第5代以上集装箱船舶配备4-5台岸桥。为适应船型的变化和单船装卸箱量的变化，确保大船多机、快装快卸，充分发挥装卸桥的设备利用率，提高泊位吞吐能力。通过不同船型的组合，确保在码头全场的每个250m范围内，均可集中5台岸桥作业。集装箱舱盖板放在陆侧轨后方，最大的舱盖板尺寸为14*14m。岸边集装箱装卸桥轨距内为5+1集装箱桥牵引车拖挂车通道，同时为降低轮压和保证单机稳定性，将轨距布置为30m。

3集装箱的港口装卸工艺优化分析

对于港口来说，要确保集装箱的装卸工艺合理优化，必须保证港口人、机、设施配套。而这种配套从本质上讲是要在较少人力及较轻劳动强度下，通过高程度机械化工作进行装卸作业。只有人机协调作业，才能使作业效率大大提高，才能有效解决上述拖车及龙门吊利用率差的问题。对于港口装卸作业来讲，集装箱装卸的工艺流程是否优化合理，直接关系到货物能否安全经济通过港口，港口是否能够多快好省地将装卸任务完成。具体来讲可以从下面几方面改进。

3.1作业环节的合理安排

对于港口的集装箱装卸工艺来讲，作业的环节越少，在作业过程中所消耗的人力及物力越少。同时作业的环节越少，环节之间才更容易实现紧密凑合，环节间组织协调才更加容易，这样装卸整体效率才能够提高。所以，在生产过程中应对集装箱装卸的工艺流程仔细分析，减少中间不必要的作业环节，对作业环节合理安排，尽量直接作业。

3.2工艺中断时间的合理压缩

港口的集装箱在装卸过程中，因为某些问题常会出现工艺中断的现象。

而工艺中断多发生于新工艺采用初期，在新工艺刚使用中容易出现机械及金属具间的搭配不当，容易出现工人及机械间的配置不合理，各个作业工序在相互衔接上安排不合理等。在进行装卸工艺安排中，必须对各种事件考虑全面，对作业过程中人、机械、设备全面分析，在作业过程中对可能出现的问题制定必要防范措施，减少装卸工艺流程中的中断问题，最大限度缩短流程中的工艺中断时间。

3.3搬运距离的缩短

在港口的集装箱装卸工艺中，货物搬运的有效距离越长，生产的成本越大，而搬运距离越短，生产的成本也就越小。要最大限度降低作业成本，优化作业流程，集装箱的货物在进港之前，工作人员就需要详细了解货物在装卸上的要求，了解货物流向，并根据这些资料信息对库场进行统筹安排，以求安排既能够方便货物的存放，也方便装车疏运或者就近装船，最大限度缩短搬运的距离。

3.4机械自动化生产比重的提高

机械自动化作业同手工体力劳动相比，劳动强度低，生产效率高，能够有效降低生产成本。所以，要优化装卸工艺，应在工艺流程安排中将机械设备生产优越性体现出来，利用最先进适用的机械，确保机械在各个工序作业过程中的相互协调，缩短机械在作业过程中的周转时间，这样才能够最大限度提高生产效率。

3.5工艺安全保障的提高

在港口的集装箱装卸工艺中，多数货损及工伤事故都发生于集装箱装卸的作业线上。要确保装卸工艺安全，减少货损、工伤事故需要对装卸工艺仔细分析，对各个作业环节中机械设备及作业环境、人员操作方法的质量安全都符合标准，并制定专门的安全生产规章规程，严格工作人员操作，做好安全检查，提高装卸工艺的安全保障。

结束语

装箱港口装卸工艺的提高对于适应国家经济的快速发展以及促进人民生活水平的提高具有积极的推动作用。因此要向着未来港口的发展建设去努力，实现现代化的水准。

参考文献：

[1]程传隆.集装箱码头装饰工艺与设备的发展趋势[J].水运工程，2016，05.

[2]韩晓龙.集装箱港口装卸工艺对比研究[J].系统仿真学报，2014，03.

[3]魏恒州.我国集装箱码头装卸工艺模式及发展[J].水运工程，2015.