Исследование некоторых вопросов автоматизации элементов терминальных комплексов по перегрузке крупнотоннажных контейнеров

Темой работы является исследование причин повышения эффективности использования морских контейнерных перевозок во всей цепочке поставок. Отмечается, что рост их эффективности объясняется возможностью перевозки различных видов груза, скоростью обработки транспортных средств, а также компактностью хранения и сохранности груза. Сформулирована существующая в настоящее время решаемая операторами контейнерных терминалов проблема увеличения судозаходов на условиях судоходных компаний, позволяющая минимизировать время стоянки судов в порту под обработкой, что в свою очередь может быть достигнуто за счет увеличения пропускной способности судов. Обращается внимание на то, что снижение затрат за счет повышения эффективности работы подъемно-транспортного оборудования стимулирует инвестиции в системы автоматизации практически всех процессов терминальной деятельности, и в частности в системы подъемно-транспортного оборудования. Подчеркивается, что процесс автоматизации контейнерных терминалов различается в зависимости от поставленной задачи: рассматривается новый проект или выполняются работы по автоматизации уже действующего терминала. Внедрение автоматизации на действующих терминалах является более сложной задачей из-за проблем совместимости с выполняемыми видами деятельности и устойчивости к происходящим изменениям, которые в первую очередь затрагивают систематические и повторяющиеся технологические процессы, которые могут быть запрограммированы. Обращается внимание на то, что на контейнерных терминалах применяются новейшие операционные системы для контроля и оптимизации перемещения контейнеров внутри складской зоны (в частности, их используют на терминалах, где применяются козловые краны на пневмоходу (RTG) и на рельсовом ходу (RMG)), а также подчеркивается, что при работе по RTG-технологии козловые краны на пневмоходу оснащаются датчиками, связанными со спутниковыми системами позиционирования, которые размещены по площади терминала и на колесных телегах и подводятся к месту грузовой операции по сигналам с диспетчерского пункта, при этом докер-механизатор осуществляет управление только при опускании или подъеме контейнера. Такие информационные системы также используются на терминалах, работающих по RMG-технологии. Отмечается, что автоматизация причальных контейнерных кранов находится в настоящее время в стадии разработки, так как сложность ее реализации заключается в том, что во время качки судно имеет крен и деферент, поэтому при его перемещении затруднено определение точного местоположения контейнера и совмещение горизонта спредера с горизонтом контейнера, в итоге процесс наведения требует дополнительных затрат времени, что приводит к снижению производительности работ.

1. Ghiara H. Port activity and technical efficiency: determinants and external factors / H. Ghiara, A. Tei // Maritime Policy & Management. — 2021. — Vol. 48. — Is. 5. — Pp. 711–724. DOI: 10.1080/03088839.2021.1872807.

2. Martín-Soberón A. M. Automation in port container terminals / A. M. Martín-Soberón, A. Monfort, R. Sapiña, N. Monterde, D. Calduch // Procedia-Social and Behavioral Sciences. — 2014. — Vol. 160. — Pp. 195–204. DOI: 10.1016/j.sbspro.2014.12.131.

3. Петрова Е. Е. Анализ опыта автоматизации и роботизации операционных процессов контейнерного терминала/Е. Е. Петрова, В. В. Ганнесен // Научные проблемы водного транспорта. — 2024. — № 78. — С. 178–190. DOI: 10.37890/jwt.vi78.439.

4. Zhao Q. Research on cooperative scheduling of automated quayside cranes and automatic guided vehicles in automated container terminal / Q. Zhao, S. Ji, D. Guo, X. Du, H. Wang // Mathematical Problems in Engineering. — 2019. — Vol. 2019. — Is. 1. — Pp. 6574582. DOI: 10.1155/2019/6574582.

5. Малышев Н. В. К вопросу роботизации тыловых контейнерных терминалов / Н. В. Малышев, Е. К. Коровяковский // Бюллетень результатов научных исследований. — 2020. — № 1. — С. 15–25. DOI: 10.20295/2223-9987-2020-1-15-25.

6. Chu F. The future of automated ports. — 2018 [Электронный ресурс] / F. Chu, S. Gailus, L. Liu, L. Ni. — Режим доступа: https://www.mckinsey.com/industries/travel-logistics-and-infrastructure/our-insights/the-futureof-automated-ports (дата обращения: 01.07.2024).

7. Homayouni S. M. Optimization of integrated scheduling of handling and storage operations at automated container terminals / S. M. Homayouni, S. H. Tang // WMU Journal of Maritime Affairs. — 2016. — Vol. 15. — Pp. 17–39. DOI: 10.1007/s13437-015-0089x

8. Homayouni S. M. A genetic algorithm for optimization of integrated scheduling of cranes, vehicles, and storage platforms at automated container terminals / S. M. Homayouni, S. H. Tang, O. Motlagh // Journal of Computational and Applied Mathematics. — 2014. — Vol. 270. — Pp. 545–556. DOI: 10.1016/j.cam.2013.11.021.

9. Knatz G. Container terminal automation: revealing distinctive terminal characteristics and operating parameters / G. Knatz, T. Notteboom, A. A. Pallis // Maritime Economics & Logistics. — 2022. — Vol. 24. — Is. 3. — Pp. 537. DOI: 10.1057/s41278-022-00240y.

10. Knatz G. Container Terminal Automation. A global analysis and survey on decision-making drivers, benefits realized, and stakeholder support / G. Knatz, T. Notteboom, T. Pallis. — University of Southern California, 2022. — 90 р.

11. Wang P. Alignments between strategic content and process structure: the case of container terminal service process automation / P. Wang, J. P. Mileski, Q. Zeng // Maritime Economics & Logistics. — 2019. — Vol. 21. — Pp. 543–558. DOI: 10.1057/s41278-017-0070z.

12. Kon W. K. The global trends of automated container terminal: a systematic literature review / W. K. Kon, N. S., F. A. Rahman, R. M. Hanafiah, and S. A. Hamid // Maritime Business Review. —2020. — Vol. 6(3). — Pp. 206–233. DOI:10.1108/MABR03-2020-0016.

13. Rodrigue J. P. Automation in container port systems and management / J. P. Rodrigue, T. Notteboom // TR news. — 2021. — Vol. 334. — Pp. 20–25.

14. Зуб И. В. Анализ нормативной документации по проектированию морских портов в части автоматизации технологических процессов на контейнерных терминалах / И. В. Зуб, Ю. Е. Ежов, Г. Д. Касаткин // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2023. — Т. 15. — № 2. — С. 262–271. DOI: 10.21821/2309-5180-2023-15-2-262-271.

15. Davidson N. Container terminal automation: pros, cons & misconceptions / N. Davidson // Port Technology. — 2016. — Vol. 70. — Pp. 30–31.

16. Hughes A. Automate the date? / A. Hughes // Port Strategy. — 2005. — November. — Pр. 32–35.

17. Zehendner E. Operations management at container terminals using advanced information technologies: Thèse. / E. Zehendner. — Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2013. — 211 p.

18. David A. Automation of Handling Systems in the Container Terminals of Maritime Ports / A. David // Transport and Communications. — 2019. — Vol. I. — Рр. 6–9. DOI: 10.26552/tac.C.2019.1.2.

19. Sha M. Simulation model to determine ratios between quay, yard and intra-terminal transfer equipment in an integrated container handling system / M. Sha, T. Notteboom, T. Zhang, X. Zhou, T. Qin // Journal of International Logistics and Trade. — 2021. — Vol. 19. — Is. 1. — Pp. 1–18. DOI: 10.24006/jilt.2021.19.1.001.

20. Кац И. С. Анализ информационных потребностей предприятия / И. С. Кац, Е. В. Попов // Информационная экономика и управление динамикой сложных систем: Сб. научных трудов / Под ред. Е. Ю. Иванова, Р. М. Нижегородцева. — Москва-Барнаул: Изд-во «Бизнес-Юнитек», 2004. — С. 220–230.

21. All systems go! // Gargo Systems Int. — 1994. — Vol. 21. — № 5. — Pр. 49–51.

22. Oliveira H. Automation in Ports and Labour Relations in XXI Century [Электронный ресурс] / H. Oliveira, R. Varela. — Режим доступа: https://ocvt.unl.pt/images/relatorios/studyautomation2.pdf (дата обращения: 01.07.2024).

23. Watkins E. Automation remains (quietly) on the US agenda // Lloyd’s List. — 2020 [Электронный ресурс] / E. Watkins. — Режим доступа: https://lloydslist.maritimeintelligence.informa.com/LL1132528/Automation-remainsquietly-on-the-USagenda (дата обращения: 01.07.2024).

24. Baptista E. Hong Kong’s port grapples with slow shift to automation // Nikkei Asia. — 2020 [Электронный ресурс] / E. Baptista. — Режим доступа: https://asia.nikkei.com/Business/Business-trends/Hong-Kong-sport-grapples-with-slow-shift-to-automation (дата обращения: 01.07.2024).

25. Зуб И. В. Позиционирование спредера относительно контейнера с применением ультразвуковых датчиков / И. В. Зуб, Ю. Е. Ежов, В. Л. Щемелёв // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2018. — Т. 10. — № 1. — С. 30–38. DOI: 10.21821/2309-5180-2018-10-1-30-38.

26. Yezhov Y. E. The use of digital technology when positioning the spreader relative to the plane of the container / Y. E. Yezhov, I. V. Zub, V. L. Shchemelev // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. — IOP Publishing, 2020. — Vol. 539. — Is. 1. — Pp. 012167. DOI: 10.1088/1755–1315/539/1/012167.

27. Ezhov Y. Ultrasonic and laser sensors measurement errors detection / Y. Ezhov, I. Zub, A. Zhuravlev, V. Schemelev // AIP Conference Proceedings. — AIP Publishing, 2022. — Vol. 2647. — Is. 1. DOI: 10.1063/5.0104049.

28. Щемелев В. Л. Автоматизация работы спредера при обработке крупнотоннажных контейнеров в условиях крена и дифферента судна / В. Л. Щемелев, И. В. Зуб, Ю. Е. Ежов // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. — 2023. — № 2. — С. 101–107. DOI: 10.24143/2073-1574-2023-2-101-107.

29. Щемелев В. Л. Алгоритм обучения спредера с возможностью стабилизации для совершенствования технологии перегрузки контейнеров в условиях крена и дифферента судна / В. Л. Щемелев, И. В. Зуб, Ю. Е. Ежов // Транспортное дело России. — 2023. — № 4. — С. 223–227. DOI: 10.52375/20728689_2023_4_223.

30. Kugler M. Automizing the manual link in maritime supply chains? An analysis of twistlock handling automation in container terminals / M. Kugler, M. Brandenburg, S. Limant // Maritime Transport Research. — 2021. — Vol. 2. — Pp. 100017. DOI: 10.1016/j.martra.2021.100017.

31. Jobran Y. Examining the Efficiency of Automation in Container Terminals / Y. Jobran, G. Kara // Journal of Transportation and Logistics. — 2022. — Vol. 7. — Is. 1. — Pp. 137–155. DOI: 10.26650/JTL.2022.1039692.