自动化集装箱码头设计与仿真：实现水平运输系统

自动化集装箱码头水平运输系统主要由码头前沿至箱区前端道路网络及水平运输设备组成，完成集装箱在岸边同箱区前端之间的运输任务，如图6-5所示。 自动化集装箱码头水平运输系统目前较多为两类：一类采用全自动化的AGV作为水平运输设备；另一类采用人工驾驶跨运车。图6-5a为水平运输设备采用AGV方案水平运输系统；图6-5b为采用人工驾驶跨运车方案。

图6-5　水平运输系统

（a） AGV方案；（b）人工跨运车方案

采用AGV或者无人驾驶跨运车作为水平运输设备时，对水平运输系统控制要求要严格得多。因此，在严格规划AGV或自动化跨运车行驶路径外，在平面布置上与人工跨运车系统也存在较大差别。如图6-6所示，AGV方案下，需要在紧邻岸桥后方装卸区域专门设置AGV等自动化运输设备排队等待区。当AGV接收到卸船作业指令时，首先行驶至该区域，等到控制系统确定可以进入岸桥后方装卸区后，方才行驶至岸桥后方等待卸船箱。AGV取到卸船箱后，严格根据控制系统规划路径行驶至目标箱区前端等待场桥取箱。完成任务后根据规划路径行驶至等待区等待下一指令。当AGV接收到装船作业指令时，根据规划路径行驶至目标箱区前端等待场桥卸箱，取到集装箱后首先根据规划路径行驶至排队等待区，等控制系统确认可以进入岸桥后方装卸区后再行驶至岸桥后方等待岸桥取箱。完成任务后返回队列区等待下一任务。通常采用AGV或自动跨运车的全自动化水平运输系统时，岸桥选用双小车岸桥在岸桥后伸距下方完成装卸作业，在岸桥上中转平台上完成拆装转锁作业。

图6-6　AGV方案水平运输系统俯视图

采用人工跨运车作为水平运输设备时，水平运输过程则更为灵活、简便。在该工艺下，通常岸桥采用单小车岸桥，既可以在岸桥后伸距下装卸，也可以在岸桥跨距下装卸。图6-7为采用人工跨运车水平运输系统俯视图。由于人工跨运车为有人驾驶，可以在船舶装卸作业过程中根据实际交通拥堵程度自由选择行驶路径及装卸点。因此，通常采用人工跨运车方案的水平运输系统不需要专门的排队区域，可以适当缩短码头前沿空间，同时具备更高装卸效率。

图6-7　人工跨运车方案水平运输系统俯视图(www.xing528.com)

在装卸船舶作业过程中，影响水平运输系统作业效率的因素可以概括为以下几个方面：

①水平运输设备类型，AGV、 Lift-AGV、自动化跨运车、人工跨运车。

②每台岸桥配置运输设备数量。

③水平运输设备的性能参数，行驶速度、装卸效率（跨运车）。

④水平运输任务分配计划。

⑤交通拥堵情况。

⑥ AGV或自动化跨运车路径规划方法。

在上述所列举因素当中需要特别强调的是，水平运输设备的类型。一方面如上文所述，采用自动化运输设备和人工运输设备在作业模式上存在一定差别。另一方面，不同类型的设备本身具备不同的作业能力。AGV完全不具备装卸能力，因此在岸边和箱区前端都需要与装卸设备直接交接，因此会产生较多相互等待的时间。Lift-AGV在岸边不具备装卸能力，需要同岸桥直接交接，在箱区前端具备自装卸能力，不需要同场桥直接交接。 自动化跨运车和人工跨运车在岸侧与箱区前端都具备自装卸能力，因此不需要同装卸设备发生直接交接，可以大幅减少设备间相互等待的时间。