AI赋能智慧港口– 欧洲自动化码头

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所属分类:水运管理
新中国成立以来,货物吞吐量从1949年的1000万吨,增长至2018年的143.51亿吨,增长高达1434倍。

在2018年度全球港口集装箱吞吐量榜单上前10名中,中国港口占据7席。但全球34个自动化港口中国仅占3席

世界自动化码头的发展已经有30多年的历史,但中国自动化码头还处于起步阶段。

AI赋能智慧港口-- 欧洲自动化码头

自动化集装箱码头作为未来港口重点的发展方向,必将引起港口建设新的变革,在发展初期,只有借鉴老码头经验,在规划初期,及时对现存的问题寻求好的解决方法,才能在建设中做到一次到位,实现工艺先进化、投入最小化、产出最大化的自动化集装箱码头。

自动化集装箱码头早期出现在国外,1993年世界上第一座自动化集装箱码头荷兰鹿特丹港的ECT码头建成,接着是英国伦敦港、日本川崎港、新加坡港、德国汉堡港等港口相继建成自动化集装箱码头。

随后经过20多年的发展和创新改进,目前自动化码头技术已经逐渐成熟和完善。

早期的自动化码头基本的工艺都是采用“双小车岸桥+AGV+ARMG”作业,水平运输采用AGV小车,堆场作业采用ARMG进行场地装卸,为了适应环保要求,建设较早的都开始对老的工艺进行改造,例如:早期使用的都是内燃机驱动的AGV,现在都在向电力驱动改进等。

自动化集装箱码头的发展过程基本可分为四代:

第一代以1993年投入运营的荷兰鹿特丹港ECT码头为代表;

第二代以2002年投入运营的德国汉堡港CTA码头为代表;

第三代以2008年投入运营的荷兰鹿特丹港Euromax码头为代表;

第四代以2014年以来建成的厦门远海、青岛港、洋山四期为代表。

全球不同地区的自动化码头根据码头自身需求和当地特点,配置不同设备设施和装卸工艺。

截至2017年9月份,全球自动化集装箱码头34个(含在建3个),其中全自动化码头13个,半自动化码头21个;欧洲10个,亚洲17个,美洲4个,澳洲3个。

截至2019年3月,内地有厦门港远海、青岛港、上海港洋山四期3个自动化码头。最新的消息显示,天津港也正在抓紧改造老码头,建设全新自动化智能集装集箱码头。

表1 欧洲自动化码头

【独家】AI赋能智慧港口(一)-- 欧洲自动化码头上篇 | 港航视界

在Lloyd’s List发布的2018年港口全球排名中,鹿特丹港排在第11位,汉堡港排在第18名。

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1)鹿特丹港

鹿特丹港是欧洲第一大集装箱港口,与全世界1000多个港口之间都有航线,同时通过极佳的多式联运网络,能够将集装箱运往欧洲境内的所有目的地。

鹿特丹港务局目前正在引领向可持续能源的转型,并致力于数字化港口建设,以提高港口和供应链的效率。

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图1 鹿特丹港集装箱吞吐量(1994-2018)

数据来源:Clarkson

鹿特丹港的集装箱码头是全球最具现代化的码头之一,采用了最新的设备和最大的起重机,码头直接连通北海,接入欧洲铁路、内河航运和公路网络。

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图2 鹿特丹港码头分布图(每个蓝色圆点代表一个码头)

资料来源:Port of Rotterdam

(1)ECT码头

ECT Delta码头作为世界上第一个自动化码头而闻名。通过不断的技术投资,ECT Delta码头仍属于自动化水平程度最前沿的码头之一。目前最大的船舶可以停靠在此而不受潮汐或者船闸的限制。

从船舶进入港口算起,能在一小时之内停靠到泊位,因此,许多航运公司选择ECT Delta码头作为在欧洲的第一个停靠港,同时使得ECT Delta码头成为了欧洲最重要的支线枢纽,与欧洲以及北非的其他100多个港口保持着紧密的联系。

表2 ECT码头基本情况

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资料来源:Port of Rotterdam—Facilities

(2)Euromax码头

ECT Euromax是世界上最先进和环保的集装箱码头之一。自动化码头位于Maasvlakte的西北角,几乎直临北海。

ECT Euromax专为快速、安全、高效地处理最大的集装箱船而设计。吃水深度为16.65米,随着船舶大型化,航道可以进一步加深到19.60米。

ECT Euromax的起重机达到23个集装箱宽,超大型集装箱运输船可以在一小时内停泊在码头,不受潮汐或船闸的限制,水深条件优于ECT Delta码头。

表3 Euromax码头基本情况

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资料来源:Port of Rotterdam—Facilities

(3)APMT MVII码头

APMT MVII于2015年开始运行,至今仍是世界上最先进的全自动码头之一,它具备处理目前最大集装箱船舶的能力。

码头内大约80%的起重机是全自动化的,其余的手动操作是远程执行的,码头内每台起重机均配有双吊具,可同时装卸两个40英尺长的集装箱。

2019年,两座超级码头起重机的加入预计将使码头吞吐量增加20%以上。绿色能源和全电气化设备的使用,使其成为全球首个二氧化碳、氮氧化物和颗粒物零排放码头。它拥有完全隔离的自动化区域,将人与机器分隔开来,安全性非常高。

表4 APMT MVII码头基本情况

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资料来源:Port of Rotterdam—Facilities

 APMT MVII码头的相关运作模式如下:Betuwe铁路线是一条全长160公里(100英里)的双轨电力货运线路,连接鹿特丹港和德国边境泽韦纳尔-埃默里奇。

码头有2台多式轨道起重机桥,总共8条轨道,八轨铁路终点站与Betuwe铁路线直接相连,大大提高了货物转运的效率。

码头内拥有独立的驳船码头、完全一体化的铁路码头,货物从船上卸下之后,将按照运往内陆的顺序放置,便于直接运输。

(4)RWG 码头

Rotterdam World Gateway(RWG)是全球最具创新性的自动化集装箱码头之一,在高效、可持续、可靠和安全性等方面发挥着重要作用,码头的利用率达到了90%以上。

内设2台轨道起重机,轨道长度达到750米;AGV小车59辆;集卡105辆;自动堆垛机50辆。

码头和仓库之间的内部集装箱运输由电动自动控制车辆完成,集装箱在这里通过内河、铁路或公路运往内地,每个集装箱在码头实现了独立于海上作业的单独处理。

为了减少对环境的影响,65%的内陆集装箱通过内河、火车运输而不是卡车继续运往最终目的地。

表5 RWG 码头基本情况

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资料来源:Port of Rotterdam—Facilities

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图3 RWG设备相关信息

资料来源:Port of Rotterdam

2019年4月17日,RWG处理了自2015年9月正式开放以来的第250万个集装箱。

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2)汉堡港——CTA码头

汉堡港位于易北河下游,阿尔斯特河和比勒河汇合处,距北海110公里。港口面积100平方公里,是德国最大的海港,也是欧洲最佳转口港之一。

每年约有8000次船舶停靠,拥有近300个泊位,码头总长43公里,每周有超过2300个货运列车运转。

同时拥有4个最先进的集装箱码头,3个邮轮码头和约50个专门处理各种散杂货的设施,与约7300家物流公司建立了合作关系。2018年集装箱吞吐量达到了870万TEU

汉堡港CTA码头的AGV利用异频雷达导航,按不固定路线运行,相对于固定路线,其效率更高,但是调度更复杂。

在堆场集疏运模块,它的自动化集装箱码头在堆垛时采用一高一低2台全自动轨道吊(ARMG),2台ARMG轨距不同并运行在不同轨道上,可以互相穿越运行,装卸效率以及灵活性更高。

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图4 汉堡港集装箱吞吐量(1994-2018)

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数据来源:Clarkson

图5 汉堡港海运货物情况统计

数据来源:https://www.hafen-hamburg.de/en/statistics

港口的智能化以及信息化已被视为衡量港口综合实力的指标,也被视为提升港口核心竞争力的手段。

基于此,要以信息技术为先导,积极转变思想,形成全新建设理念,探索智慧港口建设的路径,正视发展中的不足,构建信息化发展战略,强化纵深发展,为港口全面智慧化建设创造更加优质的条件。

在科技的带动下,港口建设重视技术创新,加快信息化建设步伐,将智慧港口建设作为方向。

2018年度全球港口集装箱吞吐量榜单的前10名中,中国港口占据7席。全球34个自动化码头中国仅占3席。

截至2017年9月份,全球自动化集装箱码头34个(含在建3个),其中全自动化码头13个,半自动化码头21个;欧洲10个,亚洲17个,美洲4个,澳洲3个。

截至2019年3月,内地仅有厦门港远海、青岛港、上海港洋山四期3个自动化码头。天津港也正在抓紧改造老码头,建设全新自动化智能集装集箱码头。

通过科技手段降本增效,是现阶段各码头经营中的重中之重。

目前,欧洲自动化码头共有10个,本篇将介绍西班牙英国伦敦比利时各港口的自动化码头。

表1 欧洲自动化码头列表

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在Lloyd’s List发布的2018年世界港口排名中,比利时的安特卫普港、西班牙的阿尔赫西拉斯和巴塞罗那港、英国伦敦港均位列前100名。

表2 2018年拥有自动化码头的欧洲港口全球排名及吞吐量

【独家】AI赋能智慧港口(一)-- 欧洲自动化码头下篇 | 港航视界数据来源:Lloyd’s List

01

西班牙阿尔赫西拉斯港——TTI码头

阿尔赫西拉斯港位于西班牙南部,直布罗陀海峡东北侧,是西班牙最大的集装箱港口和原油进口港,西地中海最大的码头之一,也是往返非洲,欧洲和远东货物的自然转运枢纽,可以为装载20000TEU的超大型集装箱船提供服务。

阿尔赫西拉斯港目前是地中海地区第二大集装箱港口,装卸设备有各种岸吊、可移式吊、集装箱吊、摇臂吊及滚装设施等,还有直径为101.6~304.8的输油管供装卸石油使用。

该港口在MONOBUOY海上泊位水深达60m,可停泊50万载重吨的巨型油船,同时拥有直径为1066.8mm的水下油管,装卸速率每小时达1.2万立方米。

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图1 阿尔赫西拉斯港集装箱吞吐量(1994-2018)

数据来源:Clarkson

TTI码头是西班牙自动化程度最高的码头,最早采用了垂直自动化方式作业,于2010年5月开始营运,可停泊18000TEU级的集装箱船。

由于特殊的地理位置,TTI码头是欧洲地中海的主要进出口门户,使得它成为了连接到西非与南美的最佳中转港口,经过十几年的发展,它也成为欧洲、非洲地区(包括西班牙、葡萄牙、加那利群岛、北非地区)的物流分拨中心。

TTI码头并非西班牙唯一的自动化码头。2013年,位于巴塞罗那的BEST码头投产运营。

02

西班牙巴塞罗那港——BEST码头

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图2 巴塞罗那港集装箱吞吐量(1996-2018)

数据来源:Clarkson

巴塞罗那港是西班牙最大的海港,也是西班牙最大的件杂货港,是地中海沿岸十大集装箱港口之一,由巴塞罗那海关监管。

集装箱业务一直是巴塞罗那港的核心业务;同时,件杂货和液体货的装卸业务作为辅助业务,基本保持稳定;干散货业务则为补充业务,占比较小。

截至2019年5月,巴塞罗那集装箱吞吐量达到144万TEU,比2018年增加了8%

表3 巴塞罗那港设施设备

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03

英国伦敦港

伦敦港位于从英国伦敦到北海的泰晤士河河畔,港口始建于公元前43年,具有悠久的历史。

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图3 伦敦港集装箱吞吐量(1995-2018)

数据来源:Wind资讯

(1)Thamesport码头

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图4 伦敦Thamesport码头布局图

来源:http://www.londonthamesport.co.uk/

伦敦Thamesport码头是英国第一个自动化集装箱码头,由Hutchison Ports拥有和经营。

Hutchison Ports是世界领先的港口投资商、开发商和运营商CK Hutchison Holdings Ltd(CK Hutchison)的子公司,旗下共经营52个港口,遍布亚洲、中东、非洲、欧洲、美洲和澳大拉西亚等27个国家,同时还拥有多家与运输相关的服务公司。

伦敦Thamesport码头是英国仅有的三个能够处理超巴拿马型集装箱船的深水港之一。

岸边水深15米,655米长的码头可以提供2个操作泊位,配备8台龙门起重机,可实现高强度操作。

除了集装箱货物,该码头还可以处理散装货物、重型货物,并提供一系列以港口为中心的物流解决方案。

伦敦Thamesport码头的自动化系统允许所有主要港口部门之间的实时通信,包括英国边境管理局,运输和货运代理公司、航运公司、承运人和多式联运物流供应商,加快了信息处理的速度。

伦敦Thamesport码头预留了40英亩(16公顷)的面积,用于未来集装箱运营的发展。

2019年6月,在港口附近,一块面积为405英亩(164公顷)的地获得了开发仓储、配送设施和其他港口相关活动的大纲规划许可。此外,附近的Kingsnorth物流园区也是一个独立开发项目,最近获得了规划许可,并将很快提供额外的仓储和配送服务,伦敦Thamesport码头未来的发展值得期待。

(2)伦敦门户码头

伦敦门户码头能够停泊目前最大的集装箱船。该码头靠近英国伦敦东南部的最大消费市场。集装箱码头的长度达到2700米,每年可吞吐约350万TEU货物。

表4 伦敦门户码头设施设备

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资料来源:www.londongateway.com

04

比利时安特卫普港——安特卫普门户码头

安特卫普门户码头与全球六大洲的40多个国家、78个港口建立了合作关系,码头由多家合资,其中安特卫普门户码头控股60%,中远控股20%

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图5 安特卫普港集装箱吞吐量(1994-2018)

数据来源:Clarkson

安特卫普门户港区有6个海船闸,这在世界港口中是很罕见的。其中北港的参德夫利特船闸,长500米,通航净宽57米,高潮期槛上水深达17.50米,可通过15万吨级的海船,是目前世界上最大的海船闸。

安特卫普港口拥有280万TEU的容量,配备龙门起重机,自动堆垛机(ASC)和大量跨运车。该港口以其卓越的生产力,先进的技术和多式联运而闻名。

安特卫普港宣布在2019年6月将为卡车司机开发一款新应用程序,以便更好、更透明地与卡车司机沟通。

在这个应用程序中,终端的卡车流通将被数字化,进步步实现自动化。从长远看,它将使得港口的集疏运更加顺畅,使得码头的经营效率更高。

表5 安特卫普门户码头设施设备

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数据来源:http://www.dpworldantwerp.com/

当前,港口的智能化以及信息化已被视为衡量港口综合实力的指标,也被视为提升港口核心竞争力的主要手段。

在此背景下,我国诸多港口也正在尝试将物联网技术、大数据技术、云计算技术等应用到港口生产中,智慧港口纷纷亮相。

创新推动发展,我国港口只有主动对接国家发展战略,大胆进行新技术创新,推动港口智能化,打造智慧港口,才能在未来的市场竞争中立于不败之地。

本文由港口网www.chinaports.com

特约上海海事大学 郭佳君、周鑫、沙梅独家提供

原文始发于微信公众号(港航视界):【独家】AI赋能智慧港口(一)-- 欧洲自动化码头

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