氢能驱动+5G互联 青岛港投产新一代智能码头

种昂2019-11-29 10:34

极速1分快3 记者 种昂 2019年11月28日一早,中国远洋海运集团一艘集装箱船缓缓驶入青岛港前湾港区刚刚建成的自动化码头。

让许多船员惊讶的是,这座升级版的自动化码头不仅装卸、运输看不到任何一个人——集装箱被自动装卸到无人驾驶的导引车(L-AGV)上,再由导引车运至附近的堆场存放——而且这个码头的自动化轨道吊竟然是用氢能驱动、依靠5G网络实现“机—物”的并联与信息交互。

当日,耗时一年半完成规划建设的山东港口集团旗下青岛港全自动化码头(二期)正式投产运营。

氢能驱动

这座刚刚建成、被称为“现代化水平最高”的青岛港全自动化码头,岸线长660米,2个泊位,配备9台双小车岸桥(STS)、38台高速轨道吊(ASC)和45台自动导引车(L-AGV),设计吞吐能力170万标准箱/年。

2017年5月11日,亚洲首个全自动化码头——青岛港全自动化集装箱码头一期工程投入商业运营。该码头岸线长660米,建设2个泊位,设计吞吐能力150万标准箱/年。截至2019年11月26日,一期工程累计完成集装箱吞吐量285.4万标准箱,船舶准班率100%。其中,码头平均装卸效率由开港时的24.2自然箱/小时提升到36.2自然箱/小时,比全球同类码头高50%,是首个超过人工码头作业效率的自动化码头。按照测算,与传统人工码头相比,一期工程的作业效率提升30%,人工减少80%。

如今,二期工程在一期工程的基础上对青岛港全自动化码头进行了全新的升级。值得一提的是,该项目是全球首个氢动力自动化轨道吊与5G互联构成的新一代智能化码头。

青岛港集团副总工程师张连钢介绍,此前传统码头使用的能源是电力,吊装一个集装箱要耗费6度电,折合排放2.1千克二氧化碳,一年300万标箱的码头就要排放2万吨二氧化碳。如今,升级版的码头自动化轨道吊所需能源,完全是利用山东工业废氢发电供给。

目前,山东是全国最大的工业副氢大省,各种工业极速1分快3伴生的废氢一年可达400万吨,由于氢能源利用率不高,以往大多只能白白浪费。按照测算,新码头每年约需2100吨氢,每天约6吨。以年吞吐量300万标箱测算,新码头每年减少二氧化碳排放约2万吨,减少二氧化硫排放约697吨。

同时,青岛港全自动化二期工程也是全球首个运用“5G+自动化技术”的码头。按照智慧港口的设计理念,青岛港运用“5G+自动化技术”对码头全覆盖,实现了在5G网络下的岸桥、轨道吊自动控制操作、抓取和运输集装箱及高清视频大数据回传等场景的应用。

在一期与二期工程的对比中,青岛港设计人员发现,目前全球港口自动化普遍采用的光纤等通讯方式存在建设运维成本高、灵活性与可扩展性差等问题。比如,对传统码头的自动化改造,如果用光纤须铺设管线,既耗费土建成本,期间码头又要处于半停产状态。而且,自动化码头传感器遍布,如果完全铺设光纤工程量太大。而5G网络则完全解决了自动化码头应用场景的这一难题。

重构传统港口

自1993年世界第一个集装箱自动化码头ECT在荷兰鹿特丹诞生以来,就被誉为“港口极速1分快3王冠上的明珠”。多年来,尽管中国已经成为世界港口大国,但一直未能拥有真正意义上的全自动化码头。

2013年10月,青岛港决定建设全自动化集装箱码头。

项目前所未有,最初青岛港也曾找到多家欧洲顶级设计团队,但与其多轮洽谈后才发现,欧洲没有一家团队能进行整体一揽子的设计建设施工。他们普遍的设计理念是,整个工程被碎片化切分,每一个专业公司只做一部分;整个规划建设下来,一个全自动化码头需耗时8年。整个项目工程投资大,周期长,而且最后多个专业公司分段设计施工,很可能存在无法衔接匹配的风险。

事实上,荷兰鹿特丹港的自动化码头也存在建设周期从2006年到2016年、长达十年仍然未曾完工的现象。

无奈之下,青岛港只能尝试自行设计、建设。

青岛新前湾集装箱码头有限公司党委副书记栾宝波介绍,一个港口主要分岸边装卸、水平运输、堆场装卸和集装箱收发4个方面。为何不同的港口运营效率有高有低呢?是因为4个方面就像4根拼接在一起的管道,有的粗有的细。管道的运输量则是以最细的瓶颈来决定的,码头建设就需要从最初宏观上进行均衡的设计。

如果缺少前期整体设计观念,10多个团队各自设计、分段施工,最后整个项目就存在无法一体化拼接、均衡化运营的风险。而青岛港在设计上与之不同,先进行整体设计、统筹兼顾各个子系统,然后将图纸分拆、分段施工后,整个项目就不会存在无法对接的现象。

青岛港集团副总工程师张连钢坦言,自动化码头与传统码头规划设计建造完全不同。在人工码头环境下,最不被关注的环节往往会成为自动化码头上最为复杂部分。比如,人工运输转弯时,司机可根据道路的弧度,急打方向盘或是二次转向转弯。可自动化运输却需要完全设定路线、转弯半径,差一点儿都不行。

此次投产运营的青岛港自动化码头二期工程,是集物联网、大数据、人工智能、自动控制等技术和业务于一体的复杂系统工程。“这也要求设计、施工团队人员在IT、设备、操作方面必须兼顾、要成为复合型人才,倒逼着以前扁平的知识结构向复合化转变。”栾宝波说。

整体设计上,青岛港团队前后开了2000多个论证会,对每一个细节都反复研讨。青岛港自动化一期工程仅用3年多时间就完成了从规划到建设运营的全过程,如今二期工程更是只用了一年半时间就实现了码头的投产运营,仅为全球同类码头建设周期的1/5。

青岛港也吸引了同业者来参观其自动化码头,并询问能否进行自动化码头建设的技术输出。

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