無人駕駛的貨櫃卡車暢行無阻、港口工作人員遠程操控裝卸任務、港口全面實現自動化和智能化，這樣的景象將在2021年的廣州港南沙港區四期碼頭出現。屆時它將是全球首個水平運輸設備採用北鬥衛星導航技術無人駕駛集卡的全自動化碼頭，將助力南沙港區年貨櫃吞吐量超過1800萬標準箱，位居全球單一港區前列。
該項目擬建設2個10萬噸級和2個5萬噸級貨櫃泊位及配套貨櫃駁船泊位，工程設計年吞吐量480萬標準箱，總投資概算為69.74億元，其中廣州港股份佔股65%，佛山公控佔股19%，中山城建佔股16%。
雖然這並非全球首個自動化碼頭，但廣州港自動化方案比現有自動化碼頭預計投資更少，且更易複製。目前，其他自動化碼頭的無人運輸方案需在碼頭地下鋪滿磁釘，引導拖車路線，廣州港無人運輸則採用無人駕駛集卡技術，並且利用北鬥衛星導航，若模式成功，可直接複製到其他碼頭上。
自動化技術投入令該投資額高出普通碼頭10%到15%，碼頭前沿和堆場部分都作出調整，以降低投資成本。該自動化碼頭暫時不會帶來較大效率提升，在初始階段作業效率甚至會比人工作業更低；後期在人才培養、碼頭技術升級、系統維護等方面的投入也會很大。但廣州港股份公司黨委書記、副總經理宋小明接受廣東海絲研究院研究員採訪時表示，自動化技術是大趨勢，長遠來看將大大降低對勞動力的需求，大幅減少人工成本，將人們從枯燥艱苦的碼頭操作作業中解放出來。
所謂無人駕駛集卡技術，即將無人駕駛技術應用到港區內的貨櫃卡車上，實現貨櫃卡車在滿足碼頭各種裝卸工況下的自動駕駛（車上無人）。廣州港集團董事長蔡錦龍此前回應廣東海絲研究院研究員採訪時表示，為實現集卡無人駕駛的目標，一方面需要對傳統貨櫃卡車進行功能升級，使其具備底盤線控、環境感知、決策規劃和車輛控制等自動行駛功能，另一方面需要藉助北鬥導航系統和本地差分基站等技術，實現「無人駕駛集卡」在港區內的路徑規劃和精確定位。
而藉助北鬥導航系統進行路徑規劃，是南沙四期碼頭最大亮點之一，也是其自動化方案可複製的最重要原因。
目前國內外現有的自動化碼頭技術中，在地下埋磁釘是主流方式。貨物拖車從碼頭前沿運輸貨物到堆場時，實際上是沿著磁力走隱形軌道，線路也基本固定。其他碼頭想要效仿，也需在地下埋磁釘，工程浩大，造價高昂。
四期碼頭的方案則是利用北鬥導航規劃最優路徑，一旦成功，可以馬上複製推廣到其他碼頭。「可以說我們的自動化引導方案在天上，其他方案是在地下，這個嘗試如果成功，對整個港航業都會帶來有利影響。」宋小明對廣東海絲研究院研究員表示。
但該方案難點在於要開發無人駕駛集卡車隊管理系統（ECS系統），以實現一百多臺集卡共同作業。其中，集卡空跑、交通擁堵、車輛互等等問題都需要統籌管理，儘可能實現精準定位，充分智能地規劃路徑。岸橋與軌道吊區域之間的鋼鐵支架還容易造成信號遮擋、通訊受阻問題。
運用新技術也意味著投資成本的提高。廣東海絲研究院研究員獲悉，廣州港投資南沙四期碼頭，要比傳統碼頭投資高出10%至15%。
為節省投資成本，廣州港在兩個環節作出了調整。在碼頭前沿，南沙四期碼頭自動化岸橋系統將由單小車岸橋組成。貨船停泊後，貨物從船上直接裝卸至拖車前往堆場，和現在人工操作碼頭一樣。但目前其它自動化碼頭的岸橋系統是雙小車岸橋，碼頭旁還有一個平臺，貨物裝卸需要從平臺過渡，由平臺上的岸橋再次把貨物吊到拖車上。
兩種系統相比，單小車自動化岸橋系統具有整機重量輕、作業簡單、設備及土建造價相對低的特點。「雙小車需要更多技術構建，吊機承重更重，對地基要求更高，造價昂貴，所以這一塊會省下一些投資。」宋小明表示。
貨物由拖車帶到堆場後，南沙四期工程的堆場方案使用水平布置，無人集卡可以將貨櫃運輸至每個堆場箱區內。目前全球其它自動化碼頭仍是在堆場旁設立一個海側交貨區，拖車先把貨放到該區，再通過高速軌道龍門吊將貨物裝卸至堆場內。「在我們的方案中，拖車要進堆場，因為高速軌道龍門吊投資很大，我們用普通龍門吊，減少了投資。」宋小明說。
長期來看，自動化技術有利於緩解用人壓力、降低人工成本。港口碼頭作業艱苦，全年無休，人才短缺日趨明顯，而自動化碼頭日常運營人數將大大減少。廣東海絲研究院研究員採訪獲悉，南沙一期碼頭運營人員逾1000名，而四期碼頭則預計僅需200至400人，減少將近2/3。宋小明稱：「實現自動化後，一個人可以控制幾臺吊機。從歐洲自動化碼頭情況看，人工成本大概會減少60%以上。」
但自動化碼頭人才培養、系統升級和設備維護等方面的投資較大，尤其對人才的專業要求和技術水平要求更高，「現在集團已開始在各大高校招聘應屆畢業生，包括港口操作技術和信息化工程等專業的大學生，並派新人到已經投產的碼頭培訓，開始人才儲備。」 廣州南沙聯合貨櫃碼頭有限公司工程技術部經理黃炳林此前接受廣東海絲研究院研究員採訪時表示。
此外，由於技術未完全成熟，南沙四期工程的自動化作業效率預計只能達到目前人工操作效率的80%左右，這也意味著廣州港要繼續在技術方面投入，進行系統升級，不斷調試，以期自動化作業效率與目前操作效率持平，直至超過人工水平。
不過，智慧港口建設將大大改善港口人員的工作環境。人工操作模式下，橋吊司機要開車到碼頭前沿，爬上橋吊室，難以自由活動。「有時連吃飯、上洗手間這些簡單的事情都很麻煩。」宋小明說，「實現自動化後，司機可以在辦公室裡享受空調，控制機器。這是大趨勢，對行業來講有大意義。」
來源：21世紀經濟報導
作者：吳睿婕
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