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北斗导航无人集卡车 智能码头21年亮相

无人驾驶的集装箱卡车畅行无阻、港口工作人员远程操控装卸任务、港口全面实现自动化和智能化,这样的景象将在2021年的广州港南沙港区四期码头出现。届时它将是全球首个水平运输设备采用北斗卫星导航技术无人驾驶集卡的全自动化码头,将助力南沙港区年集装箱吞吐量超过1800万标准箱,位居全球单一港区前列。

北斗导航无人集卡车 智能码头21年亮相

该项目拟建设2个10万吨级和2个5万吨级集装箱泊位及配套集装箱驳船泊位,工程设计年吞吐量480万标准箱,总投资概算为69.74亿元,其中广州港股份占股65%,佛山公控占股19%,中山城建占股16%。

虽然这并非全球首个自动化码头,但广州港自动化方案比现有自动化码头预计投资更少,且更易复制。目前,其他自动化码头的无人运输方案需在码头地下铺满磁钉,引导拖车路线,广州港无人运输则采用无人驾驶集卡技术,并且利用北斗卫星导航,若模式成功,可直接复制到其他码头上。

自动化技术投入令该投资额高出普通码头10%到15%,码头前沿和堆场部分都作出调整,以降低投资成本。该自动化码头暂时不会带来较大效率提升,在初始阶段作业效率甚至会比人工作业更低;后期在人才培养、码头技术升级、系统维护等方面的投入也会很大。

但广州港股份公司党委书记、副总经理宋小明接受广东海丝研究院研究员采访时表示,自动化技术是大趋势,长远来看将大大降低对劳动力的需求,大幅减少人工成本,将人们从枯燥艰苦的码头操作作业中解放出来。

成功后易复制行业意义大

所谓无人驾驶集卡技术,即将无人驾驶技术应用到港区内的集装箱卡车上,实现集装箱卡车在满足码头各种装卸工况下的自动驾驶(车上无人)。

广州港集团董事长蔡锦龙此前回应广东海丝研究院研究员采访时表示,为实现集卡无人驾驶的目标,一方面需要对传统集装箱卡车进行功能升级,使其具备底盘线控、环境感知、决策规划和车辆控制等自动行驶功能,另一方面需要借助北斗导航系统和本地差分基站等技术,实现“无人驾驶集卡”在港区内的路径规划和精确定位。

而借助北斗导航系统进行路径规划,是南沙四期码头最大亮点之一,也是其自动化方案可复制的最重要原因。

目前国内外现有的自动化码头技术中,在地下埋磁钉是主流方式。货物拖车从码头前沿运输货物到堆场时,实际上是沿着磁力走隐形轨道,线路也基本固定。其他码头想要效仿,也需在地下埋磁钉,工程浩大,造价高昂。

四期码头的方案则是利用北斗导航规划最优路径,一旦成功,可以马上复制推广到其他码头。“可以说我们的自动化引导方案在天上,其他方案是在地下,这个尝试如果成功,对整个港航业都会带来有利影响。”宋小明对广东海丝研究院研究员表示。

但该方案难点在于要开发无人驾驶集卡车队管理系统(ECS系统),以实现一百多台集卡共同作业。其中,集卡空跑、交通拥堵、车辆互等等问题都需要统筹管理,尽可能实现精准定位,充分智能地规划路径。岸桥与轨道吊区域之间的钢铁支架还容易造成信号遮挡、通讯受阻问题。

调整方案降低造价

运用新技术也意味着投资成本的提高。广东海丝研究院研究员获悉,广州港投资南沙四期码头,要比传统码头投资高出10%至15%。

为节省投资成本,广州港在两个环节作出了调整。在码头前沿,南沙四期码头自动化岸桥系统将由单小车岸桥组成。货船停泊后,货物从船上直接装卸至拖车前往堆场,和现在人工操作码头一样。但目前其它自动化码头的岸桥系统是双小车岸桥,码头旁还有一个平台,货物装卸需要从平台过渡,由平台上的岸桥再次把货物吊到拖车上。

两种系统相比,单小车自动化岸桥系统具有整机重量轻、作业简单、设备及土建造价相对低的特点。“双小车需要更多技术构建,吊机承重更重,对地基要求更高,造价昂贵,所以这一块会省下一些投资。”宋小明表示。

货物由拖车带到堆场后,南沙四期工程的堆场方案使用水平布置,无人集卡可以将集装箱运输至每个堆场箱区内。

目前全球其它自动化码头仍是在堆场旁设立一个海侧交货区,拖车先把货放到该区,再通过高速轨道龙门吊将货物装卸至堆场内。“在我们的方案中,拖车要进堆场,因为高速轨道龙门吊投资很大,我们用普通龙门吊,减少了投资。”宋小明说。

长期人工成本可减少2/3

长期来看,自动化技术有利于缓解用人压力、降低人工成本。港口码头作业艰苦,全年无休,人才短缺日趋明显,而自动化码头日常运营人数将大大减少。广东海丝研究院研究员采访获悉,南沙一期码头运营人员逾1000名,而四期码头则预计仅需200至400人,减少将近2/3。宋小明称:“实现自动化后,一个人可以控制几台吊机。从欧洲自动化码头情况看,人工成本大概会减少60%以上。”

但自动化码头人才培养、系统升级和设备维护等方面的投资较大,尤其对人才的专业要求和技术水平要求更高,“现在集团已开始在各大高校招聘应届毕业生,包括港口操作技术和信息化工程等专业的大学生,并派新人到已经投产的码头培训,开始人才储备。” 广州南沙联合集装箱码头有限公司工程技术部经理黄炳林此前接受广东海丝研究院研究员采访时表示。

此外,由于技术未完全成熟,南沙四期工程的自动化作业效率预计只能达到目前人工操作效率的80%左右,这也意味着广州港要继续在技术方面投入,进行系统升级,不断调试,以期自动化作业效率与目前操作效率持平,直至超过人工水平。

不过,智慧港口建设将大大改善港口人员的工作环境。人工操作模式下,桥吊司机要开车到码头前沿,爬上桥吊室,难以自由活动。“有时连吃饭、上洗手间这些简单的事情都很麻烦。”宋小明说,“实现自动化后,司机可以在办公室里享受空调,控制机器。这是大趋势,对行业来讲有大意义。”

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