智慧绿色集装箱码头

《智慧绿色集装箱码头》，全面、权威、经典、实用。

 

《智慧绿色集装箱码头》是 “十三五”国家重点图书出版规划项目、交通运输建设科技丛书。全书共分7章48节，首次全面系统地介绍了自动化集装箱码头工艺及装备技术，详细介绍了国内外港口传统集装箱码头和自动化集装箱码头节能减排新技术、新工艺、新产品、新装置、新材料等，同时全书注重理论研究与示范应用相结合，对我国港口集装箱码头的智能化、绿色化、专业化、大型化、高效化、标准化可持续发展和实现港口转型升级具有重要意义。 本书可供科研院所、高等院校、港口企业、港机制造企业等单位的科研人员、技术人员、管理决策者、教师和学生学习参考。通过本书能够对港口集装箱码头智能化、工艺装备节能减排技术有比较全面、深入、系统的了解，推进我国智慧绿色港口建设和运营工作落到实处。

张德文,主要从事港口工艺与装备、溢油应急装备领域的科研开发工作，获得省部级科技奖励近20项，发表论文120余篇，出版专著多部。

第1章概论

1.1我国港口集装箱码头发展现状

1.1.1我国港口发展现状

1.1.2我国集装箱码头发展现状

1.2港口集装箱码头装备发展现状

1.2.1集装箱装卸与搬运机械分类

1.2.2集装箱机械简称

1.2.3集装箱码头装备发展现状

1.3自动化集装箱码头发展现状

1.3.1传统集装箱码头发展现状

1.3.2国内外自动化集装箱码头发展概况

1.3.3自动化集装箱码头装卸工艺系统

1.3.4国外经典自动化集装箱码头及其特点

1.3.5我国自动化集装箱码头及其特点

1.3.6集装箱码头远程控制技术

1.4集装箱码头节能减排技术发展现状

1.4.1引言

1.4.2港口机械“油改电”技术

1.4.3轨道式集装箱门式起重机的快速推广应用

1.4.4港口机械“油改气”技术

1.4.5港口机械氢能动力技术

1.4.6港口机械轻量化技术

1.4.7“散改集”与“集改散”技术

1.4.8船舶岸电技术

1.4.9船舶LNG动力技术

1.4.10集装箱多式联运技术

1.5我国港口智慧绿色发展政策与法规

1.5.1国家法律法规与政策

1.5.2交通运输等部门政策法规

1.5.3智慧绿色港口技术与措施

1.6集装箱装卸与搬运机械标准化

1.6.1引言

1.6.2我国港口机械标准化

 

 

1.6.3集装箱装卸与搬运机械标准化

第2章集装箱码头平面布局与工艺技术

2.1概述

2.1.1集装箱码头平面布置分区

2.1.2集装箱码头分类与定义

2.1.3集装箱码头典型装卸工艺流程简介

2.1.4传统集装箱码头装卸工艺

2.1.5自动化集装箱码头装卸工艺

2.2港口自动化集装箱码头

2.2.1引言

2.2.2自动化码头的发展历程及现状

2.2.3自动化码头的平面布局及相关技术

2.2.4自动化码头国内推行案例

2.2.5小结

2.3自动化集装箱码头总体布局及装卸工艺系统

2.3.1引言

2.3.2自动化集装箱码头总平面布局模式与类型

2.3.3上海洋山四期自动化集装箱码头

2.3.4自动化集装箱码头节能减排关键技术

2.3.5未来发展

2.3.6小结

2.4传统集装箱码头岸边无人作业工艺优化技术

2.4.1引言

2.4.2岸边作业现状分析及解决方法

2.4.3岸边无人智能生产系统理论模型

2.4.4岸边无人智能生产系统的效益分析

2.4.5小结

2.5传统集装箱码头工艺流程节能优化技术

2.5.1引言

2.5.2工艺流程节能优化技术原理

2.5.3工艺流程节能优化技术分析

2.5.4工艺流程节能优化节能效果

2.5.5工艺流程节能优化应用案例

2.5.6小结

2.6集装箱自动摘锁工艺技术与装置的研发

2.6.1引言

2.6.2集装箱扭锁

2.6.3国外集装箱解锁技术

2.6.4我国集装箱解锁技术

2.6.5小结

2.7集装箱门式起重机倒箱门技术

2.7.1引言

2.7.2集装箱码头传统调转箱门方式及不足

2.7.3铁路集装箱货场RMG转箱门方式

2.7.4集装箱码头转箱门推荐方案

2.8集装箱码头工艺流程仿真技术与应用

2.8.1引言

2.8.2集装箱码头装卸工艺仿真建模技术

2.8.3集装箱码头装卸工艺仿真的主要模块组成

2.8.4集装箱码头装卸工艺仿真案例

2.8.5小结

第3章集装箱码头前沿装卸设备

3.1概述

3.1.1集装箱码头前沿装卸设备分类

3.1.2集装箱船舶大型化

3.1.3岸边集装箱起重机

3.1.4多用途轨道式集装箱门式起重机

3.1.5集装箱专用门座起重机

3.1.6多用途门座起重机

3.1.7高塔柱起重机

3.1.8港口台架式起重机和固定式起重机

3.1.9浮式起重机

3.2低能耗3E岸边集装箱起重机的研发及应用

3.2.1引言

3.2.2低能耗3E岸桥的吊具配置和基本参数

3.2.3低能耗3E岸桥的节能技术

3.2.4低能耗3E岸桥优化效果与老岸桥的比较

3.2.5低能耗3E岸桥推广应用情况及展望

3.3穿越式双小车岸边集装箱起重机研究

3.3.1引言

3.3.2国内外发展现状

3.3.3集装箱岸桥发展方向

3.3.4起重机整机组成与工作原理

3.3.5关键技术

3.3.6不同类型岸桥作业效率和能耗对比

3.3.7研究成果和创新点

3.4集装箱专用门座起重机定向高效装卸技术

3.4.1集装箱专用门座起重机类型

3.4.2集装箱专用门座起重机特点

3.4.3工作机构要求

3.4.4吊具要求及构造

3.4.5集装箱门座起重机能量回收系统

3.4.6集装箱门座起重机高效装卸作业过程

第4章集装箱码头堆场设备

4.1概述

4.1.1集装箱堆场设备分类

4.1.2轮胎式集装箱门式起重机

4.1.3轨道式集装箱门式起重机

4.1.4集装箱正面吊运起重机

4.1.5集装箱跨运车

4.1.6集装箱堆高机

4.2电动轮胎式集装箱门式起重机的推广应用

4.2.1引言

4.2.2工作原理

4.2.3技术分析

4.2.4转场用动力源

4.2.5节能减排效果

4.2.6应用案例

4.2.7小结

4.3轮胎式集装箱门式起重机“油改电”技术

4.3.1引言

4.3.2工作原理及技术分析

4.3.3“油改电”改造项目的效果

4.3.4青岛港“油改电”项目实施情况

4.3.5青岛港“油改电”项目成效

4.3.6小结

4.4轮胎式集装箱门式起重机超级电容器节能技术

4.4.1引言

4.4.2RTG节能技术现状

4.4.3RTG超级电容器节能技术原理

4.4.4技术分析

4.4.5应用案例及节能减排效果

4.4.6小结

4.5轮胎式集装箱门式起重机轻量化技术

4.5.1引言

4.5.2整机结构轻型化技术

4.5.3零部件轻量化技术

4.5.4节能减排效果

4.5.5应用案例

4.5.6小结

4.6轨道式集装箱门式起重机的推广应用

4.6.1引言

4.6.2机型分类

4.6.3整机构造与分析

4.6.4主要技术性能参数

4.6.5设计和使用注意事项

4.7轨道式集装箱门式起重机参数标准化

4.7.1引言

4.7.2轨道式集装箱门式起重机几何参数标准化

4.7.3轨道式集装箱门式起重机运动参数标准化

4.7.4轨道式集装箱门式起重机推荐参数序列

4.7.5结论

4.8自动化轨道式集装箱门式起重机关键技术

4.8.1引言

4.8.2起重机主要技术性能参数

4.8.3起重机轨道系统与大车水平轮导向技术

4.8.4ARMG自动化技术

4.8.5堆场海/陆侧交换区

4.8.6ARMG节能技术与效果

4.8.7小结

4.9集装箱门式起重机远程控制技术

4.9.1引言

4.9.2传统集装箱门式起重机作业模式

4.9.3集装箱门式起重机远程控制作业模式

4.9.4集装箱门式起重机远程控制的组成与原理

4.9.5集装箱门式起重机远程控制及节能环保工程案例

4.9.6结语

4.10电动集装箱正面吊运起重机的研发

4.10.1引言

4.10.2电动正面吊的组成与原理

4.10.3主要技术性能参数

4.10.4增效节能环保技术

4.10.5结语

4.11LNG集装箱空箱堆高机的研发

4.11.1引言

4.11.2集装箱堆高机改造方案选择

4.11.3工程应用案例

4.11.4改造前后性能测试

4.11.5堆高机改造后性能评价

4.11.6结语

4.12电动集装箱空箱堆高机的研发

4.12.1引言

4.12.2堆高机电动技术

4.12.3电动堆高机行驶驱动方式

4.12.4堆高机行驶驱动电动机系统

4.12.5堆高机行驶系统分析

4.12.6电动堆高机行驶动力仿真

4.12.7电动堆高机案例

4.12.8结语

4.13集装箱堆场起重机LED节能照明系统

4.13.1引言

4.13.2LED照明方式必要性分析

4.13.3节能控制功能实现方式

4.13.4LED灯选型与布线

4.13.5小结

第5章集装箱码头水平运输设备

5.1概述

5.1.1水平运输设备分类

5.1.2集装箱拖挂车

5.1.3集装箱自动导引车

5.1.4集装箱跨运车

5.1.5集装箱自装自卸车

5.1.6集装箱斜坡缆车

5.2集装箱自动导引车

5.2.1引言

5.2.2AGV运行工况分析

5.2.3AGV动力能源配置的优化

5.2.4能源管理系统的优化

5.2.5节能减排实例及节能效果比较

5.2.6小结

5.3集装箱跨运车节能技术

5.3.1引言

5.3.2跨运车节能技术现状

5.3.3跨运车混合动力节能技术原理

5.3.4技术分析

5.3.5小结

5.4无人驾驶电动集装箱拖挂车的研发

5.4.1引言

5.4.2无人电动集卡整车简介

5.4.3智能集卡系统架构

5.4.4智能集卡系统设计与实现

5.4.5节能环保与经济效益分析

5.4.6小结

5.5LNG集装箱拖挂车的推广应用

5.5.1引言

5.5.2节能环保型集装箱拖挂车分类

5.5.3LNG集装箱拖挂车节能环保效果

5.5.4工程应用案例

5.5.5LNG拖挂车及加气站的安全性

5.5.6LNG计量问题

5.5.7结束语

5.6集装箱拖挂车“一拖双挂”技术的研发

5.6.1引言

5.6.2“一拖双挂”的特点

5.6.3“一拖双挂”的分类

5.6.4“一拖双挂”拖挂车技术分析

5.6.5“一拖双挂”拖挂车节能减排分析

5.6.6“一拖双挂”投用初期问题

5.6.7小结

第6章集装箱吊具

6.1集装箱吊具的分类

6.1.1引言

6.1.2集装箱吊具的分类

6.2节能型集装箱伸缩吊具的推广应用

6.2.1集装箱吊具节能技术现状

6.2.2液压集装箱伸缩吊具

6.2.3全电动集装箱吊具

6.2.4无缆集装箱吊具

6.2.5结束语

6.3岸边集装箱起重机单起升双吊具技术

6.3.1引言

6.3.2单起升双吊具上架选型对比

6.3.3特点和功能分析

6.3.4使用情况分析

6.3.5结束语

第7章发展趋势与建议

7.1概述

7.2港口机械向专业化、大型化、高效化发展

7.2.1集装箱船舶大型化

7.2.2港口机械大型化、高效化

7.3提升港口集装箱码头智能化技术水平

7.3.1引言

7.3.2自动化集装箱码头装卸工艺简介

7.3.3自动化岸边集装箱起重机

7.3.4自动化水平运输设备

7.3.5自动化堆场设备

7.3.6集装箱拆装锁自动化技术

7.3.7自动化集装箱码头装卸工艺建议

7.3.8传统集装箱码头的升级改造

7.3.9自动化集装箱码头颠覆性技术

7.3.10自动化集装箱码头其他关键技术

7.4进一步挖掘和推广应用港口节能减排技术

7.4.1能量回馈与谐波治理技术

7.4.2港口设备“油改电”节能环保技术

7.4.3电动港机产品

7.4.4港口设备 “油改气”节能环保技术

7.4.5港口“散改集”“集改散”工艺与装备技术

7.4.6港口设备轻量化技术

7.4.7其他节能环保技术

7.4.8加大港口节能减排政策扶持力度

7.5推进船舶智慧绿色新技术发展

7.5.1智能航运与智能船舶

7.5.2船舶自动靠离泊系泊技术

7.5.3船舶岸电技术

7.5.4电动船舶技术

7.5.5船舶LNG动力技术

7.6开展以“门到门”为特色的集装箱多式联运服务

7.7集装箱码头智慧绿色新技术型谱

7.8推进智慧绿色集装箱码头标准化研究工作

参考文献

附录： 港口装卸机械主要图样

我国拥有世界、多的港口，自2012年以来全世界前10大港口中，我国一直拥有7～8个席位； 2018年我国亿吨大港已达到41个。同时，我国也是世界的港口机械制造国、使用国和出口国。
近10年来，国内外自动化集装箱码头建设及装备研发进入快速发展阶段，以上海振华重工(集团)股份有限公司为代表的一批中国港口机械制造企业成功研发了集装箱自动导引车、自动化轨道式集装箱门式起重机、自动化岸边集装箱起重机、无人驾驶集卡、无人驾驶集装箱跨运车等自动化装备，同时具备了自动化集装箱码头系统总承包能力。目前，我国自动化集装箱码头建设迎来“大潮”，各港口因地制宜，已先后建成厦门远海、青岛新前湾、上海洋山四期三个全自动化集装箱码头和多个半自动化码头，规划和在建自动化集装箱码头近10个，同时很多传统集装箱码头开始实施半自动化、自动化、智能化改造。
港口是能源消耗和污染排放大户，港口工艺装备能耗占港口总能耗的80%以上。我国系统开展港口工艺与装备领域节能减排技术的研究工作始于10多年前，近几年港口节能减排工作得到政府有关部门和企业的高度重视，目前港口节能减排工作已经成为港口企业建设与转型发展的重要抓手，给企业带来良好的经济、社会和环境效益。
本书以港口集装箱码头工艺与装备的智能化和节能减排技术为研究对象，全书分为7章。第1章为概论，在分析国内外港口集装箱码头发展现状的基础上，重点介绍国内外港口集装箱码头智能化和节能减排技术现状、政策法规和标准化等基本情况； 第2章介绍集装箱码头装卸工艺智能化、节能减排技术，包括自动化集装箱码头、传统集装箱码头前沿无人化工艺技术、集装箱码头工艺流程节能优化技术、集装箱解锁、倒箱门、工艺流程仿真技术； 第3章介绍集装箱码头前沿装卸设备大型化、智能化和节能减排技术，重点介绍了广受国内外认可的3E岸边集装箱起重机，以及穿越式双小车岸边集装箱起重机和集装箱专用门座起重机相关技术； 第4章介绍集装箱码头堆场设备的智能化与节能环保技术，包括轮胎式集装箱门式起重机、轨道式集装箱门式起重机、集装箱正面吊运起重机、集装箱堆高机等机型，这也是我国港口节能环保技术成功的推广应用； 第5章介绍集装箱码头水平运输设备的智能化与节能环保技术，重点介绍集装箱自动导引车、集装箱跨运车、集装箱拖挂车等机型； 第6章介绍集装箱吊具的节能减排新技术、新产品； 第7章总结和展望智慧绿色集装箱码头关键技术，对上述各种智能化、绿色化新技术的推广应用给出合理化建议。
本书具有以下特色： ①首次较为系统介绍自动化集装箱码头工艺与装备关键技术； ②全面系统介绍集装箱码头各种工艺与装备节能减排技术； ③除对已成熟的节能减排新技术、新工艺、新装置、新产品进行介绍外，也尽量收录一些具有推广价值的、正处在研究和示范应用阶段的新技术； ④为便于读者阅读理解，各章节既强调关联性，同时又具有相对独立性； ⑤基于作者在港口装备与工艺、起重机械标准化方面的优势，全书力求采用规范的港口工艺与装备术语； ⑥全书将理论研究与应用示范有机结合，尤其侧重于港口实际应用，图文并茂，希望成为一本“接地气”的参考书、指导书和手册，为我国建设世界一流的智慧港口、绿色港口、安全港口和标准港口做出贡献。
本书由交通运输部水运科学研究院研究员张德文主编并统稿，上海振华重工（集团）股份有限公司教授级高级工程师严云福主审。具体分工为： 第1章： 1.1节张德文、陈羽、丁莉； 1.2节张德文、费海波、徐章一； 1.3节张德文、罗勋杰，邹云飞； 1.4节张德文、文豪、孙吉泽、宁伟婷、王全伟； 1.5节张德文、谢岗； 1.6节张德文、李益琴、赵溦、温皓白。第2章： 2.1节张德文； 2.2节柴佳祺、张雨婷、张清波、何钢、桂军、严云福； 2.3节罗勋杰、陈迪茂、周维峰、刘广红、张晓龙、金琪、金毅； 2.4节田绪业、王书章； 2.5节邹春刚； 2.6节张德文、谢琛、张攀攀、季妍； 2.7节鲁彦汝、张德文； 2.8节张利分、周强。第3章： 3.1节张德文； 3.2节王宝海、阎旭文、严云福、富茂华、王元理； 3.3节王悦民、沈莹、童民慧、陈自强、余智雄、郭树旺、赵迎九； 3.4节胡吉全、张少杰。第4章： 4.1节张德文； 4.2节李海波； 4.3节陈树程、王天杰； 4.4节胡军、袁峰、李凯； 4.5节李海波； 4.6节张德文； 4.7节丁敏； 4.8节吕向东、修方强、周兆军、张连钢； 4.9节范沛、周家智、徐林业； 4.10节任军辉、韦乃详、罗红亮、张志国、张维友； 4.11节朱泓、张斌、洪伟梁、张德文； 4.12节廖荣华、李江涛； 4.13节严俊、陈振宇、沈沨。第5章： 5.1节张德文； 5.2节江华、张海炜、胡文辉； 5.3节吴治礼、袁峰、严云福； 5.4节孙立、王超、朱连义； 5.5节周韶军、张德文； 5.6节毛立宏、沈沨。第6章： 6.1节张德文、徐坤； 6.2节徐坤、马云飞、朱昌彪； 6.3节顾连锋、陈振宇、沈沨。第7章： 张德文。参考文献： 张德文。附录： 张德文。
本书是由交通运输部立项的“十三五”国家重点图书出版规划项目、“交通运输重点科技丛书”，在立项之初即经过交通运输部组织的专家评审； 本书编写工作凝聚了行业智慧结晶，在编写过程中每项技术力求邀请我国权威单位、权威专家执笔，深深体会到来自一线技术人员的热情，同时也感受到大家对新技术的渴望； 本书初稿完成后再次组织了专家审稿会，与会专家提出了很多建设性的意见和建议。
本书编写过程中得到了国内许多单位和专家学者的大力支持，同时还参考引用了许多国内外同行的研究成果，部分资料和图片来源于网络公开资料，如“港口圈”“中国港口”“港口装卸机械”“港口科技”“水运科技”“中国水运报”“上海振华重工”“吊装机械工程”等公众号或微信群，还有部分参考资料和图片来自国内外学者的会议交流报告，但难以一一注明来源，在此一并向原作者表示衷心感谢。
随着集装箱码头大型化、专业化、高效化、智能化、绿色化和标准化的发展，许多新技术、新产品、新工艺、新装置不断涌现，尤其智能化技术日新月异，笔者力求全面反映的技术创新、技术发展，但由于笔者精力和能力有限，很难一一穷尽，难免挂一漏万，希望读者和相关单位对使用过程中发现的问题和建议给予反馈，以期再版时予以补充完善。
由于作者水平所限，加之平时工作紧张，全部书稿历时4年多，基本都是利用业余时间断断续续完成的，工作量大，时间仓促，涉及人员众多，尤其书中介绍的很多技术与装备尚属于科研阶段或示范应用阶段，实践时间较短，难免有不当甚至错误之处，敬请广大读者批评指正。

张德文
2020年7月8日于北京