自动化码头内集卡作业调度优化

朱 龑

上海国际港务(集团)股份有限公司尚东集装箱码头分公司

1 引言

自动化集装箱码头普遍采用双小车岸边集装箱起重机(以下简称岸桥)、自动化轨道式龙门起重机(以下简称轨道吊)与自动导引车相结合的装卸工艺，相较传统码头，可大幅缩减人机交互环节，提高作业安全水平和作业效率。目前，自动导引车为普通集装箱的主要水平运输机械，危险品、特种箱和后场转堆作业仍需借助内集卡[1]。随着码头吞吐能力不断提升，内集卡作业量也随之上升，内集卡周转率以及轨内作业效率成为制约船舶作业效率的关键因素。

2 轨内作业岸边生产组织优化

2.1 轨内作业线路

自动化码头的危险品堆场、特种箱堆场、查验箱堆场一般为非自动化箱区，由轮胎式龙门起重机(以下简称轮胎吊)、集装箱正面吊负责装卸，需要使用内集卡作业。低平板挂车和过高架放置在内集卡停车场，内集卡根据作业要求更换挂车，港内车流围绕自动化堆场呈逆时针总体流向[2-3]。

2.2 轨内作业拼箱流程

2.2.1装船流程

控制员发送装船指令，并绑定内集卡车号；内集卡空车开往自动化箱区陆侧并扫码，待系统调度指令后，轨道吊对内集卡发箱。此时内集卡车尾重车，开往危险品库或特种箱区。内集卡到达危险品库或特种箱区后，轮胎吊司机根据指令要求判断是否需要将内集卡车尾小箱调至车头，并对内集卡发箱，内集卡整车重车后开往岸边。内集卡到达岸边，等待装船；控制员通知单船指导员和外轮理货员就位，单船指导员安排内集卡作业顺序并监护作业，桥边指挥信号员指挥内集卡上档(安装锁钮)，并通过对讲机告知岸桥远程操作员船箱位，外轮理货员做箱号确认以及装船确认后，由岸桥远程操作员完成装船操作。

2.2.2 卸船流程

控制员发送卸船指令，并绑定内集卡车号，内集卡空车开往岸边等待卸船。控制员通知单船指导员和外轮理货员就位，单船指导员安排内集卡作业顺序并监护作业，桥边信号指挥员指挥内集卡上档(拆卸锁钮)，岸桥远程操作员完成卸船操作，外轮理货员做箱号确认以及卸船确认后，内集卡重车，开往危险品库或特种箱区。轮胎吊司机对内集卡收箱，并根据剩余小箱在内集卡上位置判断是否需要调整；内集卡带车尾1个小箱开往自动化箱区陆侧并扫码，待系统调度指令后，轨道吊对内集卡收箱。

2.3 轨内作业目前存在的问题及其优化措施

2.3.1 自动化作业与轨内作业交替进行问题

岸桥需进行大批量轨内作业，受限于内集卡资源数量，自动化作业和轨内作业频繁交替进行，会导致2方面问题：桥边指挥信号员需往返于中转平台和轨内之间，无法及时安排上档顺序，即轨内有内集卡等待作业，但岸桥仍断档；在1条路安排1名桥边指挥信号员情况下拆装锁钮不及时，造成岸桥等待。

优化措施为：

(1)如轨内作业无需拆装锁钮，控制员提前通知泊位管理员，由泊位管理员安排内集卡上档顺序并指挥作业。

(2)当中转平台配置2名桥边指挥信号员，将平台作业模式改成单人模式，1人负责轨内，1人负责中转平台；当中转平台配置1名桥边指挥信号员，由控制员布置，泊位管理员安排，增加1名机动人员，辅助桥边指挥信号员工作(最好具备危险品监护资质)。

(3)桥边指挥信号员提前与铲车联系，在轨内准备好锁钮临框，摆放位置需便于提前安装锁钮。

(4)控制员提前通过工作软件将轨内作业指令信息发送给泊位管理员，由泊位管理员负责安排、通知内集卡上档顺序。

2.3.2 内集卡上档顺序安排不合理问题

内集卡上档顺序安排不合理主要表现为：特种箱集中卸船，轨内高低平板挂车排序与作业要求不符，一般大件占用低平板资源；特种箱集中装船，仅部分需要使用过高架，实际超限箱与非超限箱穿插作业，造成无需使用过高架的大件作业时长增加；岸桥作业完毕归还过高架时，未及时安排拖挂车上档，造成岸桥等待。

优化措施为：

(1)控制员安排特种箱卸船时，提前与泊位管理员和甲板指挥信号员确定作业工艺、所需高低平板数量以及作业顺序，按要求通知内集卡更换平板，同时布置高低平板上档顺序，由桥边指挥信号员负责落实。

(2)控制员安排特种箱装船时，提前告知桥边指挥信号员包括过高架拖挂车在内的所有内集卡上档顺序，同时将作业优先级告知内集卡和特种箱区轮胎吊，确保箱区发箱顺序和岸边作业优先级一致。

2.3.3 内集卡车头朝向安排不合理问题

管理规定要求,40 ft集装箱拖挂车装1只20 ft集装箱时，应放在拖挂车的后轴。当内集卡收到卸船双箱吊指令，界面按船头到船尾顺序显示集装箱箱型，未显示集装箱危险品类别，同时进口船图与实际情况可能存在误差。因此当内集卡装车后，如后箱是危险品，到危险品库落箱后，需要轮胎吊回手作业，将剩余前轴箱调至后轴，增加内集卡周转时间，同时占用轮胎吊资源。

优化措施为：控制员安排轨内危险品拼箱卸船时，提前与甲板指挥信号员确认危险品小箱所在位置(船头/船尾)，布置内集卡车头朝向，由桥边指挥信号员负责落实，确保内集卡前轴是危险品。

2.3.4 内集卡装箱位置不合理问题

内集卡装箱位置不合理问题主要表现为：内集卡拖运两关装船单吊小箱，根据作业顺序，在岸桥下先装了后轴的小箱，导致前轴带单个小箱，无法行驶，需岸桥回手；卸船最后一关单吊小箱，为充分利用内集卡资源，桥边指挥信号员优先安排放前轴，导致内集卡前轴带单个小箱，无法行驶，需岸桥回手。

优化措施为：

(1)控制员绑定内集卡指令后，告知其两关单吊的作业关序，确保内集卡重车后，前轴小箱作业关序在前。

(2)单吊卸船，桥边指挥信号员优先安排放内集卡后轴；针对1车仅拖1个小箱工况，控制员提前告知桥边指挥信号员与内集卡。

2.3.5 甲板作业顺序安排不合理问题

甲板作业顺序安排不合理问题主要表现为：关舱后甲板第一关是危险品装船，对应槽位的底锁未摆放，岸桥轨内抓箱后无法及时作业；关舱后作业甲板，与装船双箱吊绑扎要求冲突，岸桥无法作业。

优化措施为：

(1)由于甲板指挥信号员使用的设备是对讲机，无法接收电子船图，船舶开工前，控制员需将打印好的进/出口船图交接到现场；同时告知甲板指挥信号员优先作业的槽位，使之根据作业优先级摆放底锁，如有加载也应及时告知。

(2)控制员需提前与甲板指挥信号员确认甲板双箱吊中间是否需要绑扎，如需绑扎，应根据要求安排作业顺序。

3 内集卡调度逻辑优化

3.1 现有内集卡调度逻辑及其问题分析

系统基于内集卡挂车状态(高、低平板)、作业类型(装卸、转堆、某台岸桥、所有)，自动匹配车号和指令，具体表现为：针对无超限数据的集装箱，自动调度同作业类型的空车高平板；针对有超限数据的集装箱，自动调度同作业类型的空车低平板；支持人工改配。

在实际生产中，高、低平板的使用范围并非如此界定，且由于码头四班两运转的工时制度，负责同一个特种箱进出场操作的轮胎吊司机有概率不是同一个人，控制员在发送装船指令前会跟特种箱区轮胎吊司机确认工艺，遇到超限数据临界的情况，司机会先使用过高架尝试，增加了不需要使用过高架和需要使用钢丝绳特种箱的作业时间。

3.2 优化内容

3.2.1 内集卡调度逻辑优化

现阶段码头配备有8台内集卡，结合实际生产需求，在未购置新集卡前另租用了4台集卡，受限于车况，只能拖运20 t以下非危险品箱。考虑到内集卡资源现状，在大批量轨内集中作业时，控制员会尽量安排岸边重进重出，即在内集卡完成A岸桥装船指令后，再为其指定B岸桥卸船指令，以提高利用率，降低空驶距离。控制员需要不断调整集卡号，因此提出创建岸桥池、集卡池需求，岸桥可不限于同一条船舶，同池的内集卡自动接受岸桥指令，无需控制员介入。

与自动化作业指令不同，内集卡作业指令的状态无法根据自动化机械单机层状态变更，需由人工确认。为提高内集卡周转率，更好地监测指令执行情况，需在内集卡控制界面增加内集卡进入当前作业阶段时间，当控制员发现异常时可及时了解情况并采取应对措施。

3.2.2 内集卡控制界面优化

在内集卡控制界面增加“箱拖运要求”栏目，显示该箱所需的工索具及挂车类型。针对卸船特种箱，由控制员在进口船图中进行维护；针对装船特种箱，进场时由轮胎吊司机在手持终端上录入。控制员通过操作界面发送该箱作业指令，其对应的拖运要求显示在内集卡控制界面和轮胎吊司机手持终端上，系统根据出勤车辆状态，自动匹配集卡和指令。

图1为优化后的内集卡控制界面，左侧集卡任务管理区域新增“箱托运要求”和“进入当前阶段时间”显示列，便于控制员及时掌握所需信息、调整指令；右侧新增“设备池维护”和“集卡池维护”区域，经控制员设置后，系统自动匹配同池岸桥任务和内集卡，大幅缩减人工作业量。

图1 优化后的内集卡控制界面

4 结语

目前，自动化码头配备21台岸桥、108台轨道吊和110台自动导引车，通过优化内集卡作业流程，改进控制员操作界面，调整后场机械弹性出勤等措施，可有效缩短岸桥在轨内作业中的无效待时，提高船舶作业效率。