摘 要

近年来，随着集装箱船舶的大型化以及集装箱运输行业的蓬勃发展，集装箱码头面临着作业集中化、劳动力以及资源成本上升的压力，如何提高集装箱在码头空间资源、劳动力资源及机械资源有限的情况下作业效率，优化现有的资源配置，成为当今码头经营管理者面临的严峻问题。本文研究的重点是设计出一个高效率的集装箱码头装卸工艺系统。首先提出了设计出一般的集装箱码头所需要的前提条件，以及需要满足什么要求，分别从码头前沿、水平运输以及堆场介绍；然后以土耳其港钱达尔勒集装箱码头为具体实例，按照高效、合理优化的要求提出了一整套的装卸工艺方案；最后是对于水平运输设备，主要是AGV进行深入研究，介绍其运作流程、机械组成、运输特点、主要技术参数等等。

关键词：集装箱码头；装卸工艺；AGV；

Abstract

In recent years, with the large-scale container ships and the vigorous development of the container transportation industry, container terminals are facing the pressure of centralized operation, labor and resource costs, how to improve the container in the terminal space resources, labor resources and limited resources under the operating efficiency, optimize the existing allocation of resources, as today's terminal operators face serious problems. The focus of this paper is to design a highly efficient container terminal loading and unloading process system. First of all, put forward the design of the general container terminal required prerequisites, and the need to meet what requirements, respectively, from the forefront of the pier, the level of transport and yard introduction; and then Chandalle port container terminal as a specific example, in accordance with efficient and reasonable optimization requirements Finally, the horizontal transportation system is studied deeply, and its operation flow, mechanical composition, transportation characteristics, main technical parameters and so on are introduced in this paper.

Key Words: Container terminal; loading and unloading process; AGV;

目录

1 绪论 1

1.1 选题背景 1

1.2 研究的目的及意义 1

1.3 国内外研究现状 1

1.4 发展趋势 2

2 集装箱码头装卸工艺系统 4

2.1 常规集装箱码头装卸工艺系统 4

2.1.1 常规集装箱码头的基本构成 4

2.1.2 码头前沿装卸工艺设备 5

2.1.3 水平运输工艺设备 6

2.1.4 堆场装卸工艺设备 6

2.2 常规平面布置 7

2.2.1 港内水域 7

2.2.2 码头 7

3 土耳其钱达尔勒地区集装箱码头装卸工艺设计 9

3.1 土耳其钱达尔勒地区介绍 9

3.2 港口吞吐量预测 9

3.2.1 腹地经济发展现状 9

3.2.2 集装箱码头规划发展目标 9

3.2.3 码头吞吐量预测 10

3.3 设计船型 11

3.3.1 船舶发展现状及趋势 11

3.3.2 设计船型选择 13

3.3.3 建设规模 14

3.4 装卸工艺设计 14

3.4.1 主要设计参数 14

3.4.2 装卸工艺方案 15

3.4.2.1 港区总体规划 15

3.4.2.2 码头前沿装卸作业方案 15

3.4.2.3 堆场装卸作业方案 16

3.4.2.4 水平运输方案 16

3.4.3 装卸工艺方案比较分析 16

3.4.4 工艺流程 17

3.4.5 泊位通过能力、容量及地面箱位数计算 18

3.4.5.1 泊位通过能力计算 18

3.4.5.2 集装箱堆场容量及箱位数的计算 19

3.4.5.3 集装箱码头大门所需车道数计算 20

3.4.5.4 火车装车线 20

3.4.5.5 装卸机械设备配置 20

3.4.5.6 装卸工艺主要技术经济指标 20

3.4.6 绿色环保性分析及经济性分析 21

4 自动化集装箱码头水平运输设备研究 23

4.1 自动化水平运输设备分类 23

4.1.1 自动导引运输车 23

4.1.2 跨运车 23

4.1.3 AGV与跨运车的比较分析 23

4.2 AGV与轨道吊耦合模式介绍 25

4.2.1 L-AGV及作业流程 25

4.2.2 AGV伴侣作业流程 26

4.3 自动化集装箱水平运输方案比较 27

4.4 结论 27

4.5 本次设计可改进措施 28

5 设计总结 29

参考文献 30

致谢 31

绪论

选题背景

在繁忙的全球经贸活动中，物流无疑是支撑世界发展的大动脉。作为一个国家和地区的门户，港口正是这一大动脉的枢纽。如今港口已不仅是吐纳、存储货物的核心节点，还是全球商业贸易的核心焦点。在众多类型的港口码头中，集装箱码头因为“方便、快捷、安全、高效”的特点，被更多的客户所认可。

据统计，90%的国家采用了海上运输的方式，在90%中又有80%是采用集装箱运输，所以目前发达国家的集装箱化率在72%左右。在我国加入世界贸易组织（简称WTO），并且出台一系列关于集装箱码头的政策后，海运集装箱运输占据了整个运输类别的90%，整体上我国集装箱吞吐量呈增长趋势发展。

由上述的数据可知，集装箱码头和船舶运输工艺有着大型复杂化的特性，随之带来的变化就是，集装箱码头深水化、集疏运网络扩大化、集装箱装卸设备新型化、装卸工艺高效化，这些变化就对我国的集装箱码头的装卸集装箱的能力以及集装箱的管理提出了更高的要求。再者，由于集装箱码头竞争程度不断加大，为了提高自己的竞争力，就必须在合理优化现有资源、码头内部的运作效率、管理水平上下功夫。

研究的目的及意义

为了响应国家的可持续以及绿色发展的要求，按照《现代物流业调整和振兴规划纲要》的要求， 我们需要设计出一套绿色可持续发展能够适应码头设备和船舶运输大型化以及高速化的高效率的装卸工艺方案。这样，既能缓解现在日益严重的环境危机又能提高集装箱码头的运作效率，走出中国特色的集装箱码头的建设道路，避免无谓的人力以及财力的浪费。本文旨在前人的基础上，寻找一种整体上最优的集装箱码头装卸工艺设计方案。

国内外研究现状

在国内外对于集装箱港口装卸工艺的研究分为以下两种：一种主要针对于某个单一环节来研究，2011年，于立臣针对港口设备选型中的全寿命周期费用进行了分析，提出了全寿命周期费用LCC理念^[1]； 2013年，郭子坚等人提出了关于集装箱堆场箱位数的二阶段随机规划方法，并且得到了最优解^[2]；2016年，金祺等人就针对自动化集装箱码头水平运输设备选型及水平运作流程进行研究，比较了AGV和L-AGV的优劣势及适用情况^[3]；2013年，郑子龙则是对于偏好泊位约束下的集装箱港口离散泊位分配进行优化分析^[4]；在同一年，李凤娥等是针对基于磁钉的AGV精度进行研究分析，并且提出最优结论^[5]。另一种是针对港口的整体情况进行研究，提出整体最优的理念，比如2013年，刘庆就提出了在何时双40英尺岸桥和同贝位边装边卸工艺，并且分析了其功能优势和集卡调度的策略分析^[6]。另外李燕涛通过定性加定量分析对国内为集装箱码头的装卸机械设备的使用状况进行了研究^[7]。2014年，Ana María Martín-Soberón 等人对集装箱码头自动化提出了“自动化终端”的概念，并且预估了以后港口自动化发展的趋势^[8]。在同年，郑广红这是从集装箱港口整体出发，对于其总体布置进行优化分析^[9]，龙书玲则是对于集装箱的未来进行预测，提出了集装箱码头以后发展的几大趋势^[10]。