長灘港自動化集裝箱碼頭建設和經營概況

彭傳圣　彭澄

美國是世界經濟和貿易大國，其貿易貨物主要以海運方式輸入和輸出。從港口集裝箱吞吐量來看，美國是僅次于我國的集裝箱運輸大國。2014年，美國沿海港口完成集裝箱吞吐量4 649萬TEU，占當年全球海港集裝箱吞吐總量的約6.8%。與歐洲國家自動化集裝箱碼頭發展較早的情況（歐洲國家早在1993年就出現了運作成熟的自動化集裝箱碼頭[1]）不同，盡管美國科技研究、開發和應用能力較強，但在過去很長一段時間內，由于美國碼頭工人擔心自動化集裝箱碼頭會減少其工作機會，碼頭工會對港口使用或推廣自動化技術的舉措表示強烈抵觸，導致美國一直沒有建設自動化集裝箱碼頭。鑒于在集裝箱吞吐量持續高速增長的情況下，即使碼頭使用新技術也不會減少碼頭工人工作機會總量，美國西海岸的國際碼頭和倉儲工會與代表碼頭雇主的太平洋海運協會于2002年簽署勞資合同，允許碼頭使用先進技術，但要求將在使用先進技術過程中創造的新工作機會提供給碼頭工人；美國東海岸的國際碼頭和倉儲工會與雇主的勞資合同中也有類似條款。美國自動化集裝箱碼頭建設進程由此開啟。2007年，樸茨茅斯港半自動化集裝箱碼頭投入運行；2014年，新澤西港半自動化集裝箱碼頭投入運行；同年，洛杉磯港TraPac自動化集裝箱碼頭一期工程投入運行；2016年4月7日，長灘港自動化集裝箱碼頭一期工程投入運行，該碼頭被認為是當前世界上最先進、最環保的集裝箱碼頭，完全建成后將成為美國最大的自動化集裝箱碼頭。

目前，我國廈門遠海集裝箱碼頭有限公司經營的自動化集裝箱泊位已經投入運行，另有不少港口正致力于建設自動化集裝箱碼頭。本文從工程選址和建設目標、平面布置和設備配置、自動化操作、環境保護、投資和經營等方面介紹長灘港自動化集裝箱碼頭的相關情況，以期為國內港口自動化集裝箱碼頭建設提供借鑒。

1 工程選址和建設目標

美國是集裝箱運輸的發源地。經過數十年的發展，一些老舊集裝箱碼頭已難以適應集裝箱運輸發展的新形勢。一方面，隨著集裝箱船舶的大型化，碼頭設備設施難以滿足大型船舶的作業要求；另一方面，隨著進出口貿易高速增長，碼頭通過能力面臨嚴峻考驗。此外，業界對碼頭的船舶作業效率、集疏運效率、環境保護等服務質量或社會責任的要求也不斷提高。為此，需要對老舊集裝箱碼頭進行技術改造，以便適應船舶大型化趨勢，提升碼頭通過能力和服務水平，滿足環境保護要求等。

在此背景下，長灘港于2008年在原有的幾個老舊集裝箱碼頭所在的陸域和水域（見圖1）規劃建設自動化集裝箱碼頭（見圖2），在提高碼頭通過能力的同時，實現提高作業效率、改善環境質量的目標。如圖1所示：D，E和F分別為長灘港中部港灣的D港區、E港區和F港區； D港區和E港區原為加利福尼亞聯合碼頭公司經營的集裝箱碼頭，占地2；F港區原為長灘集裝箱碼頭公司經營的集裝箱碼頭，占地2；①和③分別為1號港池和3號港池。[2]

長灘港自動化集裝箱碼頭工程建設周期為9年，將實現以下建設目標：

（1）對D港區、E港區和F港區的老舊集裝箱碼頭實施現代化改造，建設大型集裝箱碼頭，滿足大型船舶的作業要求以及進出口貿易增長對長灘港集裝箱通過能力的需求；

（2）應用先進設備，有效減少空氣污染并降低健康風險；

（3）為加利福尼亞州南部地區創造大約個固定工作機會；

（4）在9年建設期內，每年創造個臨時工作機會；

（5）采取綠色港口政策和圣佩德羅灣清潔空氣行動計劃要求的激進的環境保護措施；

（6）建設長度足夠的鐵路裝卸線并配置相應的設備設施，將鐵路集疏運比例提高到至少35%（最高50%），相應降低公路集疏運比例，從而緩解港口集疏運對交通和環境的負面影響。

長灘港自動化集裝箱碼頭工程分3期建設完成。一期工程于2011年11月2日開工建設，2016年初完成，建設內容包括：（1）對E港區的集裝箱碼頭實施現代化改造， 建設2個大型泊位；（2）拓寬并浚深3號港池；（3）回填1號港池，形成2的陸域面積；（4）配置設備設施，使碼頭通過能力達到170萬TEU。 二期工程和三期工程將分別于2017年和2019年完成。

2 平面布置和設備配置

長灘港自動化集裝箱碼頭平面布置如圖3所示，設備設施配置情況如下：

（1）進港航道水深23.2 m，前沿水深18.3 m；

（2）陸域面積123.3 hm2；

（3）岸線總長1 295.4 m，設置3個泊位，通過能力330萬TEU；

（4）垂直于碼頭岸線布置36個集裝箱堆場，每個堆場可堆存8列5層集裝箱；

（5）配置14臺雙小車岸邊集裝箱起重機，外伸距，允許作業船舶甲板上積載24列集裝箱，作業船舶的最大載箱量可達；

（6）配置70臺自動堆碼起重機，跨8列集裝箱，堆5過6；

（7）配置72臺由電池驅動的自動導引車，額定載質量，定位精度，可運載單個20英尺、30英尺、40英尺或45英尺集裝箱，也可同時運載2個20英尺集裝箱；

（8）配置1套自動導引車隊管理系統并設置1座電池置換站，可同時對2臺自動導引車的電池組實施置換，并自動完成重達的電池組的置換工作；

（9）配置5臺用于鐵路裝卸作業的帶雙外伸臂的軌道式龍門起重機，即多式聯運堆場起重機，跨6條裝卸線，外側外伸臂下另有1條裝卸線，可在7條裝卸線上實施雙層集裝箱列車的裝卸作業；

（10）配置總長的鐵路裝卸作業線；

（11）設置2個大門，共計28條進港車道和17條出港車道。

已投入使用的長灘港自動化集裝箱碼頭一期工程設備設施配置情況如下：

（1）陸域面積2；

（2）岸線長838 m，設置2個泊位，通過能力170萬TEU；

（3）布置16個集裝箱堆場；

（4）配置8臺雙小車岸邊集裝箱起重機；

（5）配置32臺自動堆碼起重機；

（6）配置38臺由電池驅動的自動導引車；

（7）配置2臺多式聯運堆場起重機（見圖4）；

（8）配置長9 144 m的鐵路裝卸作業線。

3 自動化操作

長灘港自動化集裝箱碼頭的操作過程與現有自動化集裝箱碼頭（如漢堡港自動化集裝箱碼頭）類似。集裝箱堆場垂直于碼頭岸線布置，海側設有自動導引車與自動堆碼起重機的交換區，陸側設有集卡與自動堆碼起重機的交換區。這樣的碼頭布置形式有效隔離了船舶-堆場作業與堆場-集卡作業。

雙小車岸邊集裝箱起重機采用半自動化操作方式：海側小車（主小車）由人工操作，負責中轉平臺與船舶之間的集裝箱運輸，需要人工操作的環節主要是裝船對位和卸船對箱；陸側小車（門架小車）自動完成中轉平臺與自動導引車之間的集裝箱操作。

自動導引車負責堆場海側與碼頭之間以及鐵路裝卸作業線與堆場之間的集裝箱運輸，操作完全自動化。

自動堆碼起重機負責堆場與堆場海側（自動導引車與自動堆碼起重機的交換區）之間以及堆場與堆場陸側（集卡與自動堆碼起重機的交換區）之間的集裝箱運輸，操作完全自動化。

集卡的操作過程如下：司機將裝載出口箱或空箱的集卡停在碼頭大門外的信息亭處，并將其運輸工人身份證（美國為進出港區人員定制的身份識別證件，通過多種技術手段確認持卡人身份）插入信息亭旁控制設備的讀卡器中；確認司機身份無誤后，控制設備為司機生成設備交接單；司機根據設備交接單上的信息，駕駛集卡到達相應堆場，并將集卡車頭向外停在堆場陸側區域；司機下車進入防護棚并站到壓板上，壓板通知自動堆碼起重機將集卡裝載的出口箱或空箱卸下并堆放到堆場相應位置，然后在堆場提取進口箱裝到集卡上；自動堆碼起重機完成上述操作后，司機駕駛集卡到附近的海關檢查站和底盤車安全性能檢查站接受檢查，通過檢查后離開碼頭。上述操作過程表明，長灘港自動化集裝箱碼頭的優勢之一是進口箱、出口箱和空箱可以堆放在同一堆場，集卡載運出口箱或空箱進港卸載后，可以立即在同一堆場提取進口箱出港。

4 環境保護

美國對港口建設和經營的環境和生態保護要求較高，社會認可是港口發展的基礎；因此，長灘港自動化集裝箱碼頭在規劃設計階段就充分考慮應用先進的環境和生態保護技術，并在建設階段落實相關要求，為碼頭可持續發展奠定基礎。長灘港自動化集裝箱碼頭采用的環境和生態保護技術措施如下：

（1）配備岸電供電設備設施，為靠港船舶使用岸電提供條件；

（2）配置充足的鐵路裝卸作業線和裝卸設備，大幅提升鐵路集疏運比例，相應降低公路集疏運比例，從而減少港口集疏運導致的大氣污染物排放，改善空氣質量；

（3）自動堆碼起重機和自動導引車等堆場作業設備以及多式聯運堆場起重機等鐵路裝卸設備全部采用電力驅動，避免因使用燃油驅動設備而導致的大氣污染物排放；

（4）碼頭建筑物均滿足“能源和環境設計先鋒”認證要求；

（5）配置污水處理系統；

（6）配置太陽能板發電設備設施；

（7）建設期綜合利用混凝土、鋼材、銅等各種廢舊材料。

5 投資和經營

長灘港自動化集裝箱碼頭規劃階段的投資預算為7.5億美元，目前估算實際總投資將達到13.1億美元，其中，一期工程投資8.4億美元，后續工程投資4.7億美元。長灘港自動化集裝箱碼頭設備購置費用占總投資的比例較高：2012年向上海振華重工（集團）股份有限公司采購14臺岸邊集裝箱起重機和70臺自動堆碼起重機，合同總價3.466億美元，其中，岸邊集裝箱起重機和自動堆碼起重機的單臺采購價分別為萬美元和256萬美元；2014年向Terex Gottwald采購72臺自動導引車、1套自動導引車隊管理系統和1座電池置換站，合同總價萬美元。

2012年4月，東方海外貨柜航運有限公司與長灘港簽訂自動化集裝箱碼頭租賃合同，租期40年，租金46億美元。2016年4月7日，長灘港自動化集裝箱碼頭一期工程迎接首艘船舶“東方海外長灘”號掛靠。

美國建設自動化集裝箱碼頭的目的在于：提高集裝箱碼頭作業效率、可靠性和安全性；使堆場作業能力最大化；具備裝卸大型船舶的能力；環境友好；保持貨運碼頭競爭力。長灘港自動化集裝箱碼頭規劃設計初衷與此吻合，在建設過程中也落實了相關技術措施，其能否達到上述目標有待未來長期的經營實踐檢驗。

6 結束語

當前，發達國家和地區港口集裝箱運輸發展主要面臨以下挑戰：第一，全球經濟貿易發展進入新階段，未來經濟發達國家和地區港口的集裝箱吞吐量可能增長有限，但集裝箱貨值將大幅上升，導致對集裝箱運輸系統的高效率、可靠性和安全性等要求提升；第二，港口面臨的加速船舶周轉、縮短集疏運車輛在港時間、保護環境等方面的壓力不斷增加；第三，發達國家和地區港口相關崗位的熟練操作人員短缺，人力資源成本持續上升。自動化集裝箱碼頭軟硬件技術先進，在減少對人力資源的依賴、提升集裝箱運輸效率和安全性、降低能耗和污染物排放等方面均有突出表現，為解決當前港口集裝箱運輸面臨的主要問題提供了有效途徑。我國是全球港口集裝箱吞吐量最大的國家，在2015年全球10大集裝箱港口中，我國港口占7個席位。我國港口在集裝箱運輸方面與發達國家和地區港口面臨類似挑戰，將現有的老舊碼頭改造為自動化集裝箱碼頭或者新建自動化集裝箱碼頭是我國港口應對挑戰的有效手段之一。

參考文獻：

[1] 彭傳圣. 集裝箱碼頭的自動化運轉[J]. 港口裝卸，2003（2）：1-6.

[2]ALMEIDA R. New Technology Installed at OOCL's Long Beach Container Terminal[EB/OL].（2014-05-28）[2016-06- 18]. http：//gcaptain.com/new-technology-installed-oocl-long-beach- container-terminal/.

（編輯：張敏 收稿日期：2016-07-19）