隨著我國對外貿易的高速發展，港口吞吐量穩步攀升以及船舶大型化趨勢，港口智能化需求高漲。在國外，自動化碼頭因為建設難度大、成本高、收益慢被稱為“貴族碼頭”，縱觀當前我國自動化碼頭建設如火如荼，一項項自主研發領跑全球的先進技術，成功讓“貴族碼頭”走下神壇，在世界舞臺上記錄了中國自動化碼頭發展的鏗鏘足音。

近來，全球最大單體自動化智能碼頭和全球綜合自動化程度最高的碼頭——洋山港四期碼頭正式開港，隨后不久，在新年第一船“以星艾斯庫累普”輪作業中，青島港自動化碼頭創出單機平均36.7自然箱/小時的高效，繼續保持世界最高效率。這些“最大單體”、“最高效率”讓世人不禁疑問，這兩大自動化碼頭為什么能這么“牛”？記者將一一為您解析。

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激流勇進 唱響春天的故事

一直以來，交通運輸部對于推進智慧港口建設有著堅定的決心。在《交通運輸信息化“十三五”發展規劃》中明確提出，推進智慧港口示范應用，實現港口服務全流程自動化、智能化，提高港口物流效率和智能化水平。2017年初，交通運輸部印發《推進智慧交通發展行動計劃（2017—2020年）》，其中一項重點任務就是推動智能化港口建設。

政府搭臺，企業唱戲。我國自動化碼頭建設正是乘著加快建設智慧港口的東風，步入了發展的快車道。

起初，建設自動化集裝箱碼頭在我國尚屬新生事物，沒有經驗可循，許多關鍵技術需要自主研發。上海洋山港四期自動化碼頭和青島港自動化碼頭正是港口企業創新思路，在廣泛調研的基礎上，聯合國內企業，攻克世界難題，創造出全球領先的“超級工程”。

在建設時間方面，青島港自動化碼頭僅用3年多時間即建成，而國外同類碼頭需用8—10年的時間完成研發建設，建設成本僅為國外同類碼頭的75%左右，開創了低成本、短周期、高起點、全智能、高效率、更安全、零排放的“青島模式”。上海洋山港四期致力于自主研發，在短期內攻克了自動化碼頭建設與運營中的主要難題，歷時3年建成了代表當前國際先進水平、全球規模最大的自動化碼頭，其多元化堆場作業交互模式、電力驅動技術、第二代港口船舶岸基供電等技術的應用，也為洋山港四期成為“零排放”的“綠色碼頭”奠定了堅實基礎。

“上海洋山港四期和青島港自動化碼頭是亞洲首個真正意義上的全自動化集裝箱碼頭，其作業效率處于全球自動化碼頭領先地位。”大連海事大學航運經濟與管理學院院長、教授曾慶成這樣評價國內兩大自動化碼頭，他表示，上海洋山港四期自動化碼頭和青島港自動化碼頭的投入運營，標志著我國港口自動化與智能化達到了一個新階段。

中國海洋大學經濟學院副院長、教授劉曙光認為，從青島港自動化碼頭持續優化的作業效率來看，“青島港模式”具有了可推廣可復制的行業示范意義，為全球全自動化碼頭研發建設提供“中國方案”。

業內人士表示，洋山港四期碼頭的建成和投產，標志著中國港口行業在運營模式和技術應用上實現了里程碑式的跨越升級與重大變革，更為上海港進一步鞏固港口集裝箱貨物吞吐能力世界第一地位、加速躋身世界航運中心前列提供了全新動力。

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創新驅動 點燃智慧新引擎

“以前，世界上沒有一座自動化碼頭僅靠一個國家的技術和設備建造而成，但我們洋山港四期做到了。它的系統是上港集團自主開發的，設備是由振華港機建造和保障的，這是‘上海制造’的驕傲。”上海國際港務（集團）股份有限公司副總裁方懷瑾充滿自豪地說。

正如她所說，上海洋山港四期首先自動化程度較高。海側的岸橋全部是自動化遠程操控，在陸側使用的軌道吊也實現了自動著箱，海側軌道吊全部是雙箱自動化軌道吊，也是振華重工自主研發的產品。其次，洋山港四期還在亞洲港口中首次采用我國自主研發的自動導引車自動換電系統，自動化換電站技術也是振華重工國內首創。第三，指揮自動化碼頭的“大腦”和“神經”，是上港集團自主研發的碼頭智能生產管理控制系統和振華重工自主研發的智能控制系統，這兩套系統的研制與應用，讓國內全自動化碼頭真正用上“中國芯”。

同時，青島港自動化碼頭也貼上了鮮明的創新標簽。其自主設計了基于一個中心、三個平臺、三大系統的碼頭大腦系統，特別是自主設計的AGV設備控制系統，達到了全球頂級的人工智能算法水平。還首創了“自動導引車循環充電”“一鍵錨定”等多項世界領先的技術，破解了十多項世界性難題。其中，“一鍵錨定”技術能確保所有設備在2分鐘內完成錨定操作，解決了港口大型機械防風錨定的世界性難題。首創自動化碼頭堆場陸側集卡全自動收發箱操作模式，率先成為世界上自動化堆場實現全自動作業的碼頭。

“國內這兩大全自動化碼頭的主要性能和自動化程度，已經處于世界領先地位”曾慶成將這兩大碼頭與歐美國家碼頭進行了一個對比，他表示，歐美自動化碼頭是水平搬運環節和堆場作業環節的自動化，而上海洋山港四期、青島港自動化碼頭和廈門遠海自動化碼頭不但水平搬運環節與堆場自動化，岸橋作業也實現了自動化，因此，自動化程度更高。青島港自動化碼頭首創機器人自動拆裝集裝箱扭鎖技術，并采用AGV循環充電技術，在AGV與堆場的集裝箱交互作業過程中完成充電。

就自主創新而言，曾慶成指出，不同于歐美自動化碼頭AGV所采用的鉛酸電池，上海洋山港四期和青島港自動化碼頭采用先進的可充電式鋰電池，可實現AGV循環供電。青島港采用可提升式AGV，對支架進行主動提放箱，實現了AGV與軌道吊間的解耦作業。

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百尺竿頭 力求更上一層樓

既然上海洋山港四期碼頭和青島港自動化碼頭已經這么“牛”了，還有進步的空間嗎？曾慶成告訴記者，這兩大碼頭還可以更加科學合理。首先，自動化碼頭關鍵環節的調度優化技術有待改進，尤其是AGV實時、動態、智能調度技術，岸橋自動化作業技術等。其次，自動化向智能化發展是我國自動化碼頭的重要任務，即實現決策過程的智能化。第三，我國港口貨物需求特征、運作流程等與國外碼頭有較大的不同，如何設計適合我國港口實際的自動化碼頭工藝方案、運營調度方法等是需要進一步解決的問題。

伴隨國內這兩大自動化碼頭建成投產，我國港口企業對于建設集裝箱自動化碼頭熱情高漲，業內人士紛紛斷言，建設自動化碼頭的春天已經到來。但是資金、技術、管理等因素依然是建設自動化碼頭面臨的主要難題，中國港口協會常務副會長陳英明指出，未來，中國集裝箱自動化碼頭建設需關注三個方面問題：一是，自動化集裝箱碼頭建設要有長遠規劃。首先要考慮成本因素，其次，要根據自身情況，對碼頭有確定的模式選擇。自動化碼頭建設決不能盲目冒進，建設要有前期規劃和長遠規劃，要量體裁衣。二是，自動化集裝箱碼頭建設要有規范和標準。我國自動化集裝箱碼頭建設起步較晚，缺乏有關技術規范和標準系統指導，建議可以在充分借鑒國外自動化碼頭應用的基礎上，總結經驗，在集裝箱碼頭總體布置模式、裝備、工藝、環保等方面形成行業技術標準，指導我國自動化集裝箱碼頭的建設。三是，必須考慮自動化集裝箱碼頭的持續發展，這同時也是一個創新驅動的問題，包括未來發展的轉型升級、技術改進，要考慮可持續性、可拓展性等。

盡管自動化碼頭具有可靠性高、作業速度穩定、人力成本低等特點，在人工智能和智慧港口快速發展的背景下，已經成為港口發展的趨勢之一，但是盲目建設自動化碼頭并不可取。曾慶成建議，我國港口企業仍需要從自身情況出發，考慮投入與產出、技術成熟度問題，冷靜對待。首先，自動化碼頭投資大。隨著全球貿易增速下降，港口吞吐量增速放緩，港口需要判斷未來貨運需求是否支持大量投資。其次，目前我國自動化碼頭技術尚未成熟，建設成本較高，ECS（智能控制系統）和TOS（碼頭智能生產管理系統）仍需要發展。因此，如果港口不以引領自動化碼頭技術為目標，可以先進行現有碼頭設備遠程操控和智能決策的探索，積累技術基礎，在我國自動化碼頭技術成熟度較高階段進入，不但能降低成本，還能降低投資風險。

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透過數字看碼頭

2017年12月10日，上海洋山港四期碼頭正式開港。

洋山港四期碼頭采用“全自動雙小車岸橋+自動導引車（AGV）+自動化軌道吊 （ARMG）”全自動化工藝模式，岸橋、軌道吊全部為自動化遠程操控。配置26臺橋吊、120臺軌道吊和130臺自動引導車。

洋山港四期碼頭的工程師為自動導引車編寫了30多萬條代碼，并在地下埋藏61199根磁釘，自動導引車上的磁條會根據磁釘感知自己的位置，也會根據實時裝載信息和路況，選擇最經濟的路線。自動導引車可自動行駛至電池更換站進行電池更換，全程只需6分鐘，電池充滿電僅需2小時，整個充電過程零排放，可節省能耗40%。

2017年5月11日，全自動化集裝箱碼頭在青島港成功投產。青島港自動化碼頭采用物聯網感知、通信導航、模糊控制、信息網絡、大數據云計算和安全防范等技術,融合“五大系統”，自主構建起全球領先的智能生產控制系統，為碼頭賦予一顆會思考、能決策的“大腦”。

全自動化碼頭減少操作人員約85%，提升作業效率約30%。以作業3000箱的集裝箱船舶為例，按照船舶運輸和碼頭作業要求制定出每個箱的裝載位置，傳統碼頭人工配載需要4—5小時，自動化碼頭系統配載僅需要5—8分鐘。