基于装载效率的集装箱码头堆存及配载策略

朱斌武 张兆民

摘要集装箱码头堆场堆存计划和船舶配载计划的优劣影响着船舶装载效率,为提高码头整体效率,在集装箱装船流程的基础上分析现行堆场堆存计划和船舶配载计划的原理和现状,指出缺点和不足,提出4级分类堆存策略、舱面梯形配载法和集装箱互换法等3项改进措施。

关键词集装箱码头;集装箱运输;装载效率;堆存计划;配载计划

0引言

为提高服务质量和追求规模经济效益,越来越多的大型集装箱船舶被投入到国际航运市场中。截至2008年9月,全球前20大集装箱船公司拥有以上的船舶638艘,占船舶总数的23.4%,占总运力的45.7%,随着新造船舶的投入使用,这一数字还将继续增加。船舶趋于大型化之后,船公司更加关注船舶所挂靠港口的船舶使费、集装箱装卸费用及船舶作业效率,因此,港口要致力于降低营运成本、提高船舶作业效率,以便降低船舶使用和装卸作业收费,加速船舶周转,保证船公司能够从大型集装箱船舶的应用中获得预期的规模经济效益。提高船舶作业效率已成为增强码头核心竞争力的重要着力点之一,如盐田国际多年来一直保持/h的效率。近年来,各大型港口不断刷新船时作业效率和岸桥作业效率的世界记录,如上海港2008年1月创造船时量/h和桥吊台时量/h的世界纪录。

集装箱装载效率是影响船舶在港停泊时间的直接因素,效率高则停泊时间短,效率低则停泊时间长。集装箱装载效率取决于堆场集装箱堆存情况、龙门起重机作业效率、拖车由堆场到船舶的行驶距离、岸桥装船效率等因素。装载效率可通过升级码头硬件的方式来提高[1],如提升岸桥性能,增加同时作业的机械数量,采用具有GPS定位和自动操作功能的龙门吊等;也可通过优化码头相关软件的措施来提高。

本文从集装箱码头实际操作流程出发,在综合分析集装箱装船流程的基础上,讨论如何通过优化堆场堆存策略和船舶配载策略来提高集装箱装载效率,进而缩短船舶在港停泊时间。

1堆场堆存计划的制定和实施

1.1堆场功能划分

堆场是集装箱码头的重要资源和服务场所,除直装、直提的危险品集装箱外,陆运转水运、水运转陆运或水运转水运的集装箱均需先在堆场堆存。为最大限度地提高操作便利性,堆场细分为出口重箱区(出口干货箱区)、进口空箱区、进口重箱区、特种箱区、冷藏箱区、中转箱区等不同区域,如图1所示。各类箱区的位置分布综合考虑内集卡的水平运输距离、堆场电源插座、危险品安全防护等因素,各类箱区的面积大小根据预测箱量及堆存期确定,同时为平衡内集卡的流量,按照船舶作业量进行比例均衡配置。[2]

1.2堆存计划的制定和实施

在集装箱码头堆场中,集装箱位置以“段—间—行—高”来表示。根据码头地形和泊位布置将堆场分为若干段位(Block),每段包含20~30个间位(Stack), 间位根据场桥宽度由5~6行(Lane)组成,每行最高堆存5~6 层(Tier)(见图2)。

堆存计划分为进口堆存计划和出口堆存计划。进口堆存计划的制定相对简单,根据进口船图和舱单等详细信息制定堆场箱位的分配计划,只要实际执行情况与堆存计划相吻合,卸船效率就能得到有效保证。出口堆存计划的制定相对复杂,其原则是以每条航线船舶历次出口箱量及季节性浮动为基础预测箱量,据此预先对堆场进行适当规划,按照分类堆存策略为每艘船舶预留出口箱位置,集装箱实际进场时依此位置堆存。但实际操作中出口集装箱到达码头的时间是随机的,一般情况下在船舶到港前3~陆续进箱,船舶到港前12~24 h停止进箱。码头制定的堆存计划不可能准确地预计出口箱的进港顺序、类型、重量和卸货港等信息,为确保堆存效率,堆场人员有可能背离堆存计划进行堆放。

2船舶配载计划的制定和实施

2.1出口集装箱装船流程

为保证班期,集装箱船在码头停泊时间较短,船舶大副没有足够的时间进行配载,配载工作因此由码头承担。船公司预配中心根据集装箱的数量和详细资料制作集装箱预配图,码头以船公司提供的预配图为依据制定具体配载计划。船舶到港后,配载计划经船舶大副检查确认后生效,码头据此进行装船作业。具体装船流程如图3所示。

2.2配载计划的制定和实施

船舶在海上航行可能遭遇恶劣海况,对船舶稳性和集装箱安全系固的要求较高,特别是近年来集装箱掉海事件多有发生,集装箱安全问题日益受到国际海事组织的重视。配载计划应满足船舶运输安全要求[3],即保证船舶航行安全、集装箱运输质量和船舶营运的经济效益。

科学合理的配载计划不仅要满足船舶稳性和集装箱安全系固的要求,还要符合堆场取箱的规则。配载工作的实质就是在船舶安全和码头效率之间选取船、港双方都能接受的平衡点,做到出箱顺序和装船顺序尽量统一。如果配载计划的执行涉及大量翻箱操作,装船效率将受到严重影响。[4]实际操作中如果仅注重一方的利益而不能有效协调船方与港方之间的关系,则可能造成2种后果:(1)最大限度地考虑码头利益而不重视船舶要求,导致配载计划得不到船方认可,必须制定新计划等待船方确认,浪费时间,影响整体效率;(2)着重考虑船舶要求而忽视码头的实际情况,装船过程中造成大量翻箱作业,船舶配载的整体效率低下。因此,在制定船舶配载计划时,应考虑以下问题:(1)每个集装箱由哪部岸桥装船;(2)集装箱装船顺序;(3)从堆场取箱顺序;(4)集装箱装船位置。

3基于装载效率的堆场堆存和船舶配载策略分析

堆场堆存策略和船舶配载策略的优劣对装载效率的影响很大,集装箱码头在经营过程中会不可避免地遇到堆场密度过高、堆场资源紧缺、船期变化等问题,这些问题可能影响堆存计划和配载计划的执行及整体装载效率,因此,优化出口箱堆存策略和船舶配载策略具有积极意义。

3.1分类堆存策略

出口箱主要有2种堆存策略,即预堆存策略和分类堆存策略。[5]

分类堆存策略是综合考虑集装箱类型、尺寸、船名、航次、卸货港、重量等具体信息,对集装箱进行分组堆存的策略。同组箱具有基本相同的性质,如卸货港、类型、装船位置一致等,不翻箱就能满足码头装船的要求。国内港口吞吐量较大,堆场资源相对缺乏,因此大多采用分类堆存策略。

分类堆存策略下影响堆存计划执行的不可预见因素较多,如天气原因造成的船舶靠泊时间变动、节假日前大量集装箱提前到港、集装箱卸货港信息临时变动、堆场机械故障等,因此堆场箱位分配计划必须具备一定的灵活性。运用4级分类堆存决策模型制定堆存计划可有效缓解此类问题。4级分类堆存决策模型是根据影响堆存计划的各因素特点确定不同优先级的箱位决策模型。各级别意义如表1所示,间位摆箱方案如图4所示。4级分类堆存决策模型的堆存计划灵活性较高,同行位的集装箱具有同船、同卸货港的性质,能够较好地适应船期变动等随机事件。该策略能够根据堆场堆存密度和特殊需求采取合理的应对方案:当堆场密度较低时,箱位分配可在堆场允许的情况下细化重量级别,最大程度地降低翻箱率,提高装船效率;当堆场密度较高时,尤其是高于60%~70%时,出口箱位不足,可通过简化重量级别的划分,甚至放弃卸货港细分的方式来提高堆场利用率。

3.2舱面梯形配载法

集装箱沿左右舷和自下向上的方向进行装载,对应海侧至陆侧平铺装载、海侧至陆侧垂直装载、陆侧至海侧平铺装载、陆侧至海侧垂直装载等4 种装船模式。舱面梯形配载法在现有4种装船模式的基础上进行改进,该模式下集装箱装船并非严格按照层平铺或者行垂直进行,而是考虑堆场集装箱的实际分布情况,按照堆场取箱原则,模拟人上楼梯的方式对集装箱进行配载。舱面梯形配载可有效避免为满足船舶对集装箱重量的要求而严格按重量取箱导致翻箱作业发生的情况。

3.3集装箱互换法

集装箱互换指同贝位(Bay)、同尺寸、同卸货港的集装箱在装船过程中互换位置。舱面互换和舱内互换的情况不同。由于舱面配载要求“重不压轻”,因此同层互换可以维持在相近的重量级别内。舱内互换则要考虑船舶稳性,如果船舶稳性较好,则每一行的集装箱可以互换,如果对稳性要求较高,则不能互换。集装箱互换能有效降低码头堆场的翻箱率,同时可尽量避免集装箱无法装船的情况发生。

舱面梯形配载法与集装箱互换法相结合,能有效提高集装箱装载效率,缩短船舶在港停泊时间。

4结束语

合理制定堆场堆存计划和船舶配载计划能最大限度地保证码头整体堆存的优化性和具体箱位堆存的灵活性,有效提高船舶装载效率及码头服务水平和客户满意度。

参考文献:

[1] 彭传圣. 提高集装箱码头作业效率的措施[J]. 港口装卸,2001(4):21-25.

[2] 张艳伟,石来德,宓为建,等. 集装箱码头出口箱集港堆存模型研究[J]. 中国工程机械学报,2007,5(1):32-38.

[3] 梁海澄.集装箱配载初探[J]. 中国水运:理论版,2006,4(8):131-132.

[4] 张艳,韩晖. 降低集装箱码头堆场翻箱率[J]. 集装箱化,2008,19(4):8-9.

[5] ZHANG Chuqian,LIU Jiyin,WAN Yat-wah,et al. Storage space allocation in container terminals[J]. Transportation Research Part B:Methodological,2003,37(10):883-903.

(编辑:张婕收稿日期:2009-05-31)