集装箱码头装卸作业效率影响因素分析

◎ 卢靖雯 大连海事大学

航运业是在世界经济贸易发展过程中生成的衍生行业，是如今各国之间判断综合竞争力的重要指标。自2008年金融危机以来，船舶大型化成为主要趋势，集装箱运输船期稳定、货运质量较高、运输成本较低、运输效率较高，因此得到了更加广泛的应用。码头作为集装箱运输的重要枢纽，接收的装卸总量不断增加，需优先提高装卸效率；另一方面，船公司首选装卸效率高、自动化程度高的港口停靠，以降低成本。

集装箱码头的装卸作业区域较多，工作流程复杂，各部分又相互联系，本文主要通过码头前沿和堆场两个主要装卸区域来分析其影响因素。

1.集装箱码头装卸作业效率基本概念和意义

近几年我国顺应科技发展的潮流，计划打造智慧港口，实现港口自动化、信息化、智能化和数字化发展，为实现更加绿色、高效的作业流程，进一步优化集装箱码头装卸作业系统是当今航运业发展的重要方向，也更符合企业的盈利需求。集装箱码头是转换集装箱货物运输方式的缓存地。其装卸作业是指在集装箱码头进行的各种装卸搬运作业，具体包括码头前沿的装卸船，码头前沿到堆场的搬运，码头堆场的拆垛、分拣等作业，以及堆场后方连接公路铁路的货运站执行拆箱、装箱等作业。

集装箱码头装卸作业效率在目前的文献中没有查找到明确的定义，本文作者通过对上述分解概念的理解做出如下解释，集装箱码头装卸作业效率指的是在集装箱码头进行的各类装货卸货和搬运作业在有效使用周边资源的情况下，综合完成整个装卸作业过程的速度和质量。工作中常说的高效率指的是保证合格质量的前提下，以较快的速度完成任务，低效率则相反。

2.集装箱码头前沿相关影响因素分析

码头前沿是沿着码头岸线从泊位岸壁到码头堆场之间的作业区域，这部分一般选择岸桥作为主要装卸机械，其技术参数主要受作业区域的面积和到港船舶的尺寸影响。2016年上海举行的SISI国际港航发展论坛上，发布的《2016年沿海集装箱港口综合服务评价指数》给出我国集装箱码头的综合作业效率排名，其中使用的效率单位为“TEU/h”（标准箱/小时），因此本文给出装卸效率公式：

其中，η是码头前沿装卸作业效率，Q是码头前沿接收总标准箱箱量，t是码头前沿装卸作业总时间。接下来根据公式涉及的相关变量分析码头前沿影响装卸效率的因素。

2.1 总标准箱箱量

船公司会根据码头前沿泊位深度、航道条件等硬性条件选择合适的接收港口，首先影响作业总标准箱量，其余规格集装箱按照相应折算系数进行统计，目前各国还没有统一的计算公式，因此本文不在此处多加说明。根据具体操作步骤，船公司定期发送船期安排报表给码头，码头相关人员根据报表安排操作系统，船到港前再次核对准确到货量、到港时间等船舶相关信息，及时调整泊位及现场操作安排。因此船舶到港前总标准箱量随时可能变化，需要相关人员反复确认以保证后续作业正常进行。

2.2 装卸作业时间

（1）码头前沿装卸设备作业速度：许振超作为青岛港的装卸操作代表人物，在《浅谈集装箱船装卸效率》中提出，机械效率是集装箱装卸效率的目标效率。传统集装箱码头码头前沿大多使用的装卸机械是岸桥，对岸桥作业速度的影响因素主要分为机械性能和操作环境。

机械性能：岸桥性能随船舶大型化发展在不断更新，从“一车一吊”到“一车三吊”，大大加快了作业速度；另外岸桥空载和额载升起降落的速度也有影响。因此在该方面可以通过增加岸桥单次吊起数量、减少吊具空载等提高作业速度。

操作环境：作业当天如遇到大风大浪天气会适当调整作业速度甚至暂停作业；岸桥司机驾驶技术、精神状态等个人因素也会在一定程度上产生影响。

（2）码头前沿装卸系统自动化：装卸作业效率是港口综合通过能力的具体表现之一，而传统集装箱码头作业过程中常出现“瓶颈现象”影响作业效率。“智能港口”计划中的促进港口自动化解决了该问题，目前国内拥有厦门港、青岛港和上海港三座全自动化码头，其中青岛港是亚洲第一个真正意义上的全自动码头，今年刚刚投入使用的洋山港是目前全球最大的全自动码头，“无人港”与传统港口相比较更安全、低能耗、高效率。全自动码头大多选择双小车岸桥，加入GPS和无线遥感等高科技后避免了上述人为操作遇到的问题，装卸速度更快，准确度更高。

（3）码头前沿装卸设备数量：应考虑在可操作范围内根据岸桥宽度、轨距等因素尽可能增加岸桥数量可以减少装卸时间。

3.集装箱码头堆场相关影响因素分析

集装箱码头堆场主要负责集装箱堆放、保存和整箱交接，现有堆场装卸作业效率公式如下：

其中，Ch是码头堆场装卸设备作业效率，

n1是码头堆场装卸设备数量，

n2是每TEU进堆场或出堆场的固定次数，

p是堆场装卸设备单台平均作业效率，

Kd是堆场装卸设备总倒箱率，

K1是集装箱堆场标准箱折算系数。

接下来我们根据公式涉及的相关变量分析堆场影响装卸效率的因素。

3.1 装卸设备作业效率

（1）装卸设备之间的配合：堆场装卸作业的过程中需要用到的机械种类较多，每个设备的优缺点都不同，因此需要科学、合理安排多种机械设备之间的配合。正面吊稳定性高，重箱可以堆存3-4层，空箱可以堆存7-9层，但是运行方向固定与作业方向垂直，需占用较大场地；叉车性能齐全，可以装卸、搬运、拆箱和堆箱，但是承载能力较低；因为正面吊和叉车的优缺点互补，作业过程中常用二者同时辅助龙门起重机进行作业。

（2）龙门起重机作业影响因素：龙门起重机分轮胎式和轨道式，轮胎式龙门起重机活动较灵活是传统集装箱码头常用的装卸和堆垛设备。堆场龙门起重机投入数量不足时需要经常转场，来回过程降低了利用率；且起重机的轮胎属于易耗备件，造价偏高也容易磨损，需要定期检修以免耽误装卸进度。因此影响龙门起重机作业效率的因素除了数量还有设备检修、操作人员技术调度策略等。

3.2 堆场装卸系统自动化

（1）堆场装卸设备自动化：国内全自动码头的堆场选择AGV进行水平运输，自动化轨道吊装卸作业。AGV是无人驾驶的电能运输车，其载箱平台自动升降可以自主取、放集装箱，绿色高效；自动化轨道吊只需相关人员远程监控就可以完成提箱堆码等工作；自动化轮胎吊因轮胎容易受到挤压还存在不稳定性，其自动化机械我国技术人员还在研发中。全自动化堆场装卸可以做到运输、装卸的无缝衔接，减少货损，省时又省力。

（2）码头闸口自动化：集装箱码头有进闸和出闸两个闸口，任何集装箱或有关车辆进出堆场的时候都要经过闸口进行登记、验证、识别、核对信息和货物检查；闸口还有控制堆场车辆的作用，如果场内出现拥堵现场，闸口可以暂时车辆控制进入。青岛港目前使用闸口控制系统GOS，该系统有三道闸口：第一道采集信息；第二道核对车辆、司机和集装箱货物信息，核对无误给予场位信息；通过第三道闸口就可以开到指定地点。系统的自动化、智能化减少了繁琐的人工步骤中的失误，有效促进港口通过能力。

3.3 堆场装卸系统智能化

（1）堆场翻箱率：目前国内大型码头吞吐量在不断上升，但是堆场的面积基本没变，常出现“混垛”现象，装船时场桥根据配载图作业时需要不停翻箱倒箱，影响装卸作业效率。堆场智能化管理系统会自动规划并实时显示已策划区域和可用箱位，方便操作。

（2）堆场内交通：传统码头堆场常出现堆场容纳“瓶颈期”现象，甚至出现闸外堵塞。青岛港堆场投入使用的AGV，配备智能控制系统根据场内的交通状况实时更新路线，避开拥挤路段；上述第二道闸口通知的装卸货物位置也是智能选择的最佳地点，减少交通堵塞问题。

4.总结

船舶大型化的趋势不可避免，因此可根据文中分析的影响因素，结合先进科学技术，学习全自动码头的优秀经验，加强机械自动化、智能化作业，有效提高装卸作业效率，切实加强码头作业能力，增加行业利益，带动经济发展。