焦點視角    |    07.2022

深水以外:21 世紀港口設計

談到工業設計,港口設計經常令人歎為觀止。城市往往是圍繞着為國家提供經濟命脈的港口而發展起來的,貨櫃箱的出現為船運業以至港口帶來重大的改革。貨櫃船越來越大,裝載數以萬計的貨櫃箱,承載數十萬噸的貨物,不少港口亦隨之遷離城市中心。

港口必須可應付世界最巨型的船舶靠泊,同時也能運用科技提升效率和保護環境,才稱得上是現代化港口。作為全球業界先驅,和記港口為中國與泰國,以至英國與瑞典等全新與升級港口引進世界級的設計。

岸邊要求

數十年前,巴拿馬級船舶已經是最巨型的遠洋輪船,被稱為可橫渡巴拿馬運河的最大船舶。然而,現今的海上巨無霸地位已由超大型貨櫃船所取代。過往 300 米長的泊位已足以應付巴拿馬級船舶,但新建或經擴建的泊位要長達 500 米,才足以供這些超大型貨櫃船靠泊,甚至可應付日後更大型的船舶。現有的超大型貨櫃船可承載逾 24,000 個標準貨櫃,甲板可供堆叠至 12 層高。以豎立高度計算,所載的貨櫃叠起來比 440 個巴黎艾菲爾鐵塔還要高!

較大型船舶要求港口設計上的改變,只有全球最大的港口才能配合,包括和記港口在英國的菲力斯杜港、在中國內地的鹽田港和泰國的蘭差彭港。相對於其他缺乏足夠起卸能力的對手而言,能夠接待超大型貨櫃船靠泊是一種競爭優勢。貨櫃船公司寧可選擇方便大型船舶迅速進出的港口,務求貨如輪轉。然而,港口營運商須作出投資才可配合。

泊位須長達 500 米,才足以供這些超大型貨櫃船靠泊。它們可承載逾 24,000 個標準貨櫃,甲板可供堆叠至 12 層高。

一闊三大

除了較長的碼頭岸線外,設計師也須為較大型船舶的吃水深度(由吃水線至龍骨底部的垂直距離)進行疏浚工程規劃。較長的碼頭岸線擁有較龐大的體積,需要用更多的混凝土建成,以承受更大型吊機的重量。岸邊範圍亦要更廣闊,才可應付更大的交通流量,以更快的速度處理大量貨櫃,可說是「一闊三大」﹗

此外,設計師要求每個泊位的岸邊面積需要達到 30 公頃 (30 萬平方米,相等於 48 個奧脫福足球場面積)。以往岸邊的交通接駁、吊機與其他設施只需 12 至 13 公頃面積便足夠,但目前吞吐量的增加,需要更多空間以應付更大的交通流量和貨櫃暫存空間。

港口設計的另一改進,是採用氫氣燃料。此舉除可轉化港口運作外,亦可為周遭社區帶來改變。菲力斯杜港採納具前瞻性的設計,可於將來輸入並加工處理氫氣,生產能源供港口內的遙距控制與電動車使用,同時供給進入港口的氫燃料電池貨櫃車與火車,甚至可能在未來可為船舶供應動力,帶領港口附近地區推行環保變革(有關詳情請按此)。

港口邁向自動化

和記港口旗下泰國蘭差彭港 D 碼頭率先採用人工智能無人駕駛拖車,可與由人操作的其他設備和貨櫃車互動。蘭差彭港 D 碼頭的貨櫃車已達到相等於國際汽車工程師學會訂定的第 4 級全自動駕駛標準,在特定範圍達到全自動水平。換言之,無人貨櫃車可全自動駕駛,並會閃避周圍的人和物。

此外,半自動吊機與遙距操作員合作無間,進一步提升港口的效率。廣泛分佈的感應器、攝影機與特別指揮燈向人工智能系統與操作員提供資訊,讓他們全日 24 小時合作為船舶裝卸貨物。人工智能有助操作員在舒適的辦公室中遙距操控,改善效率,並減少出錯。相較昔日每座吊機須由一個操作員獨自在半空的小控制室中,以目測控制貨櫃堆卸,此系統已有很大的改進。

無人貨櫃車可全自動駕駛,並會避開周圍的人和物。

和記港口斯德哥爾摩就引進了比無人車更龐大的自動跨運車,這種高達 16 米的巨型吊機由兩條長支架支撐在地上,中間有一度橋樑支持,可以提起貨櫃箱並堆叠至三層高,毋須人手操控也可把貨櫃移動自如。傳統貨櫃車每次只可運載一至兩個貨櫃箱,遇到需要等候時只可以閑置等待,而自動跨運車則可自行決定在港口適當位置堆叠貨櫃,完成其他任務後再折返。這些自動跨運車可以與和記港口自行研發的碼頭管理系統 nGen,以及按全面情況提供指示的車隊管理系統互動。

配合其他自動化元素,整個港口的操作只需 34 名員工,成為全球其中一個最高效率的港口。這些系統並可減低員工面對的風險(例如瑞典的嚴寒冬季),容許更多元化的工作團隊可在舒適的辦公室處理更大吞吐量,而毋須前往岸邊操作。

由於貨櫃船體積日趨龐大,加上自動化元素,港口營運商需要更多土地與投資,21 世紀的港口設計因此仍然充滿挑戰。

設計上的代價

由於貨櫃船體積日趨龐大,加上自動化元素,港口營運商需要更多土地與投資,21 世紀的港口設計因此仍然充滿挑戰。邁向自動化之後,港口可以應付越來越大的船舶,有助屢破吞吐量紀錄。現今全球最大的貨櫃船可運載最多 24,000 個標準貨櫃。然而,改建港口設計的費用很昂貴,並會阻礙日常運作,因此不容輕率決定。所以,設計師須善用鉅額投資,建造更具競爭力、更高效率的港口。他們將創建更大、更高效的 21 世紀智慧港口,與全世界接軌。

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