自动化集装箱码头设计与仿真：提升岸边装卸系统效率

自动化集装箱码头岸边装卸系统完成岸边集装箱船舶装卸作业，连接海上运输与集装箱码头岸边水平运输。由于岸边装卸系统的设计通过能力主要取决于岸线长度、配置岸桥数量及装卸效率等相对固定的因素，因此岸边装卸系统设计通过能力相对比较容易估计，但最终自动化集装箱码头实际吞吐能力则取决于由自动化集装箱码头四个子系统共同决定的整体作业能力。

自动化集装箱码头岸边装卸系统主要由码头海岸线、岸边轨道式龙门吊、水平运输设备及集装箱船舶组成，如图6-3所示。当水平运输设备使用的是AGV无自装卸能力的设备时，在装卸过程中轨道式龙门吊完成集装箱在水平运输设备与集装箱船舶之间的装卸作业，若水平运输设备为具有自装卸能力的跨运车时，轨道式龙门吊则完成集装箱在岸边同集装箱船舶之间的装卸作业。所以，岸边装卸系统中，岸边轨道式龙门吊，简称岸桥，在其中扮演着最核心的角色。

图6-3　岸边装卸系统

图6-4是自动化集装箱码头中常用双小车岸桥截面图。在岸桥卸船舶作业过程中，由图6-4的1所示的前小车从集装箱船舶上抓取集装箱后卸至图6-4的3所示的中转平台上。在中转平台上摘除集装箱上的用于固定集装箱的转锁后，由图6-4的2所示的后小车将集装箱卸至岸边地面或水平运输设备上。岸桥装船过程正与此相反，由后小车将集装箱从水平运输设备或地面将集装箱装载至中转平台后，安装上集装箱固定转锁后再由前小车将集装箱装上船舶。

图6-4　双小车岸桥示意图

有些自动化集装箱码头使用的是单小车岸桥，单小车岸桥同双小车岸桥最大的区别在于，岸桥不通过中转平台一次性直接将集装箱卸至码头或装载至船舶，此时集装箱摘装转锁工作在码头上完成。

在排除其他子系统影响前提下，单台岸桥装卸效率主要取决于以下几个方面：

①岸桥结构，双小车岸桥、单小车岸桥、岸桥起升高度、前后伸距尺寸等。(www.xing528.com)

②吊具选择，双20 ft、单20 ft、双40 ft及单40 ft。

③岸桥机械参数，小车速度及加速度、吊具起升速度及加速度。

在实际船舶装卸过程中，岸边装卸系统的作业效率影响因素则相对较多，可概括为以下几个方面：

①单台岸桥装卸效率。

②配置岸桥数量。

③集装箱配载情况。

④船舶装卸计划。

⑤岸桥等待时间（包含其他子系统影响）。

在以上几个因素中，单台岸桥装卸效率相对简单，通常可视为相对固定常数。配置岸桥数量则根据船舶装卸数量及尺寸而定，还需要考虑岸桥之间的安全作业距离（通常需要间隔2个20 ft集装箱长度距离）。集装箱配载计划及装卸计划则根据每条船舶实际作业情况而定。岸桥的等待时间受众多因素影响，由实际作业过程决定，该因素也是优化岸边装卸环节主要参数之一，通常最小化的岸桥等待时间是优化岸边装卸作业的主要目标。