【热点关注】全球领先!上海洋山四期自动化码头开港试生产

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驶上东海大桥，驱车15分钟左右就可远远望见洋山四期码头。

由于工程紧靠大桥建设，在桥上就可以领略它的英姿——高高耸立且极富科技感的中控塔是整个港区的标志性建筑和运行中枢，码头和堆场上一排排采用红白相间涂装的现代化大型港机装备显得十分醒目。

从这里继续向东南方向行驶不久，洋山一期至三期码头繁忙的生产场景将展现在眼前，这条绵延5.6公里的岸线见证了这片土地从一个海岛渔村华丽变身超级工程的辉煌历史。

1995年年底，为支持浦东开发开放，、，这一重大战略决策让具有百年历史的上海港获得了前所未有的大好发展机遇，由此踏上新的征程。

面对国际集装箱船舶大型化趋势，当时的上海港没有深水泊位，为尽快填补这一空白，成为航运中心建设工作起步之初的重中之重，集装箱深水泊位的选址工作迅速启动。经过反复勘察、论证，最终确定在浙江嵊泗崎岖列岛以北，距上海市南汇芦潮港东南约30公里的大、小洋山岛建立新港。

2002年3月，国家正式批准了洋山深水港区建设的工程可行性报告。2002年6月，洋山深水港正式开工建设。

经过三年半紧张施工，2005年12月洋山一期工程竣工并开港运营，上海港终于实现“跨江入海”，进入了新的发展阶段。

2008年12月，洋山三期工程第二阶段竣工投产，至此整个洋山深水港拥有16个集装箱深水泊位。

从观景平台远眺，所有到访者都会为这庞大的规模发出由衷赞叹。更令人振奋的是，在运营团队的不懈努力下，洋山港屡破世界纪录，成为上海港集装箱吞吐量自2010年起连续稳居世界第一、港口服务效率达到全球一流水平的成功关键。

“奉献、拼搏、科学、进取、大局”的“洋山精神”成为了上海城市精神的重要诠释。

洋山深水港的辉煌崛起，成就了上海成为“东方大港”的梦想。

在洋山深水港前三期工程全面建成后的第二年，《关于推进上海加快发展现代服务业和先进制造业建设国际金融中心和国际航运中心的意见》，对上海国际航运中心建设进行了系统部署，明确要求上海要在2020年基本建成国际航运中心。上海开足马力，驶上向“世界强港”目标进发的快车道。

2010年至2012年，在国际航运中心建设加速推进的大背景下，上海港也进入高速发展期。2010年上海港全年集装箱吞吐量达到2907万标准箱，一举超越新加坡港，成为全球第一；2011年这一数字更是飙升到3174万，这不仅让上海港蝉联全球箱量冠军，而且成为世界上第一个集装箱年吞吐量突破3000万标准箱大关的港口。

2013年的两件大事，对洋山港的规模化发展产生了更加影响深远，也赋予了上海港新的发展契机。这一年的9月至10月，丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”的倡议，由此拉开了中国推动“”建设的帷幕；

与此同时，中国（上海）自由贸易试验区在2013年9月正式挂牌，洋山保税港区被纳入新成立的自贸区内。该年上海港集装箱吞吐量再创新高，达到3362万标准箱。

2014年9月，《关于依托黄金水道推动长江经济带发展的指导意见》，上海作为长江经济带的“龙头”，成为21世纪海上丝绸之路与长江经济带相互连接的江海联运重要节点，进一步彰显上海得天独厚的区位优势；上海港则以全年完成3529万标准箱的成绩继续领跑全球。

受益于“”倡议、自贸区及长江经济带政策的利好，在总吞吐量连年创新高的同时，洋山港的国际中转与水水中转比例持续增长，国际枢纽港地位逐渐确立。

而与之形成对比的是，面对持续增长的货量，通过增效挖潜，几年来上海港既有集装箱码头交出的吞吐量成绩均已远远超越当初的设计能力，但受制于泊位资源与设备资源的数量，高负荷运转无法从根本上满足未来逐年增高的吞吐量预期。

与此同时，上海国际航运中心也面临空前激烈的外部竞争环境，韩国、日本、新加坡等地的许多港口都在着力增强自身作为国际集装箱枢纽港的综合实力。

放眼未来，上海需要一座新的集装箱码头来承载更艰巨的使命、应对更激烈的挑战，为“”倡议和长江经济带国家战略服务。建造洋山深水港四期工程，由此被提上议事日程。

▲  2010年至2016年上海港集装箱吞吐量数据

（单位：万标准箱）

在规划未来图景时，智慧港口、绿色港口、科技港口、效率港口，是上海港希望赋予这个新码头的四个关键特质。

在新的发展时期，追求生产效率和经营业绩的同时注重环保绩效和社会绩效，是上港集团创新驱动、转型发展的必由之路。因此，顺应世界集装箱码头技术的发展方向，以提升码头综合竞争力为目标，把洋山四期打造成一座高科技新型码头的设想成为各方共识。

经过前期精心设计和严谨论证，采用代表当前国际集装箱码头技术最高水平的全自动化集装箱码头建设方案以及工程可行性研究报告在2014年4月定稿。同年10月18日，洋山四期建设获得国家发展和改革委员会核准。11月通过交通运输部工程初步设计方案审查。

2014年12月23日，经过精心准备，洋山四期全面开工建设。

洋山四期采用全自动化集装箱码头建设方案，与传统集装箱码头相比，体现了创新的发展理念和更高的技术含量。

规模位居全球之首

洋山四期位于东海大桥以南，地处整个洋山深水港的最西侧，依托颗珠山岛及大、小乌龟岛围海填筑形成，总用地面积223万平方米，码头前沿自然水深大部分在11至15米。

洋山四期共建设7个集装箱泊位、集装箱码头岸线总长2350米,设计年通过能力初期为400万标准箱，远期为630万标准箱。放眼全球，规模如此之大的自动化码头一次性建成投运是史无前例的。

目前已经完成调试的首批10台桥吊、40台轨道吊、50台自动导引车（AGV）将投入开港试生产，根据规划洋山四期最终将配置26台桥吊、120台轨道吊、130台AGV。

巧妙的堆场布局

自动化作业堆场是整个洋山四期占地面积最大的区域，宽2384.5米，纵深210米至446.5米、平均纵深396.5米，总面积为94.5万平方米。

与一至三期工程平均900米的陆域纵深相比，四期工程的堆场面积要小得多，得益于全自动化码头方案的采用，作业线与码头垂直布置并采用高密度堆垛方式后，大幅度提高了土地与深水岸线资源的利用率，实现了集装箱在港内运输距离的最短化。

港区交通流自东向西，进场闸口位于东端，出场闸口位于西端，集卡进港后为单向行驶，普通集装箱和冷冻集装箱的进提作业均在堆场的陆侧交互区内完成，这种组织方式有效减少了外来集卡的行驶距离，车辆在港时间大幅缩短。

因地制宜、效率先行的布局特点，让洋山四期的堆场通过能力相比传统码头能获得提升。

生产作业环境的全面改善

码头装卸作业采用“远程操控双小车集装箱桥吊（简称‘桥吊’）＋自动导引车（简称‘AGV’）＋自动操控轨道式龙门起重机（简称‘轨道吊’）”的生产方案，主要由码头装卸、水平运输、堆场装卸的自动化装卸设备及自动化码头生产管控系统构成。远程操控让驾驶人员可以在舒适的办公室内通过远程操作台轻松地控制位于作业现场的桥吊和轨道吊，不仅极大改善了操控人员的劳动环境，降低了他们的劳动强度，女性也可以成为这些大型机械的驾驭者。

先进的AGV让码头前沿的水平运输实现了无人化。自动化码头生产管控系统让船舶和堆场计划、配载计划、生产作业路计划等原本必须由专业人员手工完成的任务全部交由系统自动生成。这些变化，不仅显著降低了码头生产运营各个环节的人力资源成本，还将人为因素对稳定性与安全性的影响降到最低。

实现了码头作业从传统劳动密集型向自动化、智能化的革命性转变，可以为客户提供24小时全天候、高效、绿色、安全的服务。

首创多元化堆场作业交互模式

针对运量结构和装卸特点，洋山四期的自动化堆场装卸设备采用无悬臂、单悬臂、双悬臂三种轨道吊，无悬臂箱区和带悬臂箱区间隔混合布置。

无悬臂轨道吊可在箱区两端与水平运输设备进行交互，而悬臂式轨道吊在具备无悬臂轨道吊所有功能的同时，还可以直接和位于自身悬臂下的水平运输设备进行交互。丰富的设备类型带来多元的交互模式，现场作业的机动性和灵活性大大增强，目前这一模式在全球的自动化码头中是独一无二的。

今天，这些创新而又实用的设计已经从图纸变为现实，这座当今世界上规模最大的自动化码头，已经屹立在世人眼前，即将展现出它惊人的能力和超凡的特质。

随着科技的发展，相关领域核心技术不断走向成熟，国内外对于自动化码头的探索和尝试不断升温。新建自动化码头或将传统码头升级改建为自动化码头，从而提高码头的综合能力，已是大势所趋。

而在目前全球已经建成和正在建设的40余座自动化码头中，汇聚众多先进科技的洋山四期，堪称是“集大成之作”。

设备自动化技术最先进

洋山四期采用购自上海振华重工制造的自动化装卸设备，整个装卸过程所涉及的三大机种均为中国制造。

桥吊是码头前沿生产装卸的主力军。洋山四期即将投产的10台桥吊中，3台主要用于中小型支线船舶作业，起升高度为34米、外伸距为45米；另外7台主要用于大型干线船舶作业，起升高度为49米、外伸距可达70米，并支持双吊具作业。10台桥吊的最大载荷均为65吨，都采用双小车+中转平台的设计。中转平台是主小车与门架小车交互衔接的区域，在这里安装机械臂和传送装置后，可以对集装箱锁钮进行全自动拆装。主小车作业时仅在船侧进行取放箱时需要人工介入，其余时段均可自动运行。依托先进的船型扫描系统（SPSS），通过安装在主小车上的3个激光摄像头对整个船型进行实时扫描并建立轮廓地图，借此可以在自动作业过程中获得智能减速和防撞保护功能。门架小车则为全自动作业，且具有极佳的准确性和稳定性。通过实时状态在线监测桥吊运行状况，确保设备的可靠性。

自动导引车（AGV）是船舶装卸作业的重要运输载体，集装箱通过它从桥吊转运到堆场的海侧支架或悬臂式轨道吊下方，或是从堆场转运到桥吊下。洋山四期的锂电池驱动AGV采用了当今最前沿的技术，除了无人驾驶、自动导航、路径优化、主动避障外，还支持自我故障诊断、自我电量监控等功能。通过无线通讯设备、自动调度系统和地面上敷设的6万多个磁钉引导，AGV可以在繁忙的码头现场平稳、安全、自如地穿梭，并通过精密的定位准确到达指定停车位置。独特的液压顶升机构, 让AGV与轨道吊彼此之间无需被动等待，解决了水平运输与堆场作业间的“解耦”问题，有效提高了设备利用率。大容量锂电池的使用让AGV在满电后可以持续运行8个小时；换电和充电同样实现了自动化，通过电池换电站内的换电机器人，只需6分钟即可为一台AGV完成一次电池更换。

轨道吊主要用于堆场作业。位于海侧的轨道吊主要与AGV和内集卡进行作业交互，位于陆侧的轨道吊则主要与外来集卡进行作业交互，同一箱区内的轨道吊还可以在系统的自动调度下进行集装箱接力作业。洋山四期的轨道吊均采用自动堆箱技术，通过安装在小车上的激光摄像头进行实时扫描，在系统中呈现出堆场轮廓，帮助轨道吊实现精准平稳的自动抓放箱和防摇防扭功能，从而让轨道吊在箱区内部作业时完全实现了自动化运行。

自主研发且智能化程度最高

自动化码头有序高效运作不仅需要设备，更需要软件系统的全面配合，系统的智能化水平将直接影响码头的运行效率。洋山四期采用上港集团自主研发的全自动化码头智能生产管理控制系统（TOS系统）和振华重工的设备管控系统（ECS系统），两者组成了这个全新码头的“大脑”与“神经”。

TOS系统覆盖自动化码头全部业务环节，衔接上海港的各大数据信息平台（包括：业务受理平台、集卡预约平台、数据分析平台、统一调度平台等）；提供智能的生产计划模块、实时作业调度系统及自动监控调整的过程控制系统。结合洋山四期装卸设备的实际特点，创新研发了指令调度架构平台，通过设备调度模块与协同过程控制系统，高效率地组织码头现场生产。而相比其他品牌的同类系统，TOS最大的优势在于可以实现桥吊边装边卸作业。

为了让TOS和ECS系统紧密配合、高效协同，两家研发单位和码头运营团队提前一年半时间进行对接，在码头紧张施工的同时，三方共同携手同步进行软件系统的单机调试和多机种联动调试，经过18个月的砥砺前行，终于实现了系统与设备间的完美融合。值得一提的是，设备和系统都是中国人自己的知识产权，这是洋山四期又一个可以令我们感到自豪的地方。

零排放的绿色码头

随着国家发展模式的转变，建设“资源节约型、环境友好型”的绿色港口势在必行。洋山四期使用的三大装卸机种——桥吊、轨道吊、AGV均采用电力驱动，码头装卸、水平运输及堆场装卸环节完全消除了尾气排放问题，环境噪音也得到极大改善。与此同时，装卸行程的优化以及能量反馈技术的大量采用，也将进一步降低码头的能耗指标。洋山四期的装卸生产设计可比能源综合单耗仅为1.58 吨标煤/万吨吞吐量，达到国内先进水平。第二代港口船舶岸基供电、节能新光源、水网系统远程度数流量计、办公建筑区域电能监控系统、太阳能辅助供热等技术的应用，使洋山四期的能源利用效率跨上新台阶。

洋山四期的建成是上海港发展的新起点，打造自动化码头是主动迎接港口行业变革的第一步，实现码头智能化运营并大规模复制推广是更高的目标。理想中的智能码头，不仅包括更加安全、可靠、高效、低耗的物流过程，更注重通过从海量数据中提取信息精华，从而全面提升管理水平和服务质量，降低运营成本和能耗排放。建立并不断完善集互联网、物联网和码头自动化技术为一体的、多边界属性的、系统化的港口生态圈将是上海港未来努力的方向。

面对新机遇、新挑战，更为光荣、更加艰辛的征途已在眼前。上海港将秉承创新、协调、绿色、开放、共享五大发展理念，继续不懈奋斗！