世界上多個新奇的集裝箱堆場項目，空中堆場、立體堆場交錯出現，雖然都是立體倉儲技術在集裝箱碼頭行業的推廣應用，但它倆的區別可不僅是“一個在天，一個在地”這么簡單。

表1 新奇的堆場項目

空中堆場≠立體堆場

空中堆場類似空中花園，一般建在港外貨運站建筑的樓頂。以新加坡空中堆場為例，高昇控股一站式物流中心坐落在港區外，共6層樓，1-5樓為倉庫，提供倉儲、集裝箱倉庫和運輸服務，6樓為集裝箱出入庫驗箱區，樓頂為空中堆場。空中堆場高度約60米，采用鋼架結構，地面使用堆高機，空中使用架空橋式起重機，將空箱的堆存高度從傳統的8-9層提升到15層，可容納1.67萬TEU。除此之外，高昇控股在裕廊島建造了第二個帶有空中集裝箱堆場的大型綜合物流中心。

圖1 空中堆場示意圖

圖2 高昇控股的兩個空中堆場

空中堆場主要為物流場站建設，將空箱堆場和倉庫結合，既節省空間，又為貨主提取空箱節省時間。但立體堆場是港口碼頭利用自動化立體倉庫技術改進港口內的集裝箱堆存方式。19世紀60年代中期，日本開始興建立體倉庫，成為自動化立體倉庫發展得最快，建造速度最多的國家。2011年，世界第一個自動化集裝箱立體倉庫出現在日本也不奇怪，由NYK聯合日本鋼鐵工程企業JFE在東京大井5號碼頭后方設置的立體堆場更像是一個新技術的試點，而間隔10年后，DP World聯合德國機械制造企業SMS建設的高架存儲系統項目雖然目前只建設了2排，但未來將在碼頭建造一個完全由立體堆場來堆放集裝箱的自動化堆場。

圖3 立體堆場項目

圖4 迪拜杰貝阿里港Boxbay高架倉存儲系統的整體設想

空中堆場和立體堆場都是利用鋼結構貨架在有限面積內，向上要空間增加集裝箱的堆存容量，提高堆場的利用率。立體堆場將集裝箱存放在單元格內，空中堆場雖然仍采用直接堆疊，但由于存取空箱不需要翻箱，都能降低集裝箱的翻倒箱率，但兩者在作業機械、能源應用等仍有差別。空中堆場主要運用了立體高層貨架倉庫早期的理念，用鋼結構技術，結合叉車優點改造橋式起重機吊取貨物。立體堆場則是采用了立體倉庫后期改進的巷道式堆垛機和計算機技術等技術，更偏向自動化倉庫。如果空中堆場是立體倉庫1.0，立體堆場則是立體倉庫2.0。

表2 空中堆場和立體堆場的區別

立體堆場是如何運行的？

堆場是連接碼頭前沿裝卸船作業和港口后方集疏運的中間地帶。在集裝箱作業流程中，堆場既要和碼頭前沿通過水平運輸工具（內集卡、AGV、IGV和無人集卡等）相銜接，又要和外部集卡進行交互。堆場內部也有著提高利用率，減少翻倒箱率的要求。那么，立體堆場是如何運行的呢？

自動化立體倉庫一般由鋼結構的立體貨架、托盤、巷道堆垛機、輸送機系統、AGV系統、自動控制系統以及計算機管理系統等組成。無論是日本還是迪拜的立體堆場，都是自動化立體倉庫的“變形”，基本組成是：鋼結構高層貨架、兩個貨架之間配備Stacker 起重機、與集卡交互處配備起重機、移動托盤車若干等。兩個相隔10年的立體堆場目前都只建設了2-3列貨架，箱位數量相差僅48，但迪拜立體堆場的層高較10年前提高了4層，占地面積僅為日本立體堆場的70%。從集裝箱擺放方向來看，日本立體堆場和自動化碼頭前期的堆場布局類似，垂直于岸線，而迪拜立體堆場的集裝箱排列方向接近傳統堆場，平行于岸線。

表3 立體堆場對比

為滿足港口堆場作業需要，日本立體堆場在堆場的兩端配備頂棚起重機等，分別滿足內外集卡的交接需求。集卡移動到堆場側邊，由頂棚起重機將集裝箱移動到轉盤，由于集裝箱垂直于岸線分布，通過轉盤改變集裝箱朝向后，移動托盤車進入轉盤，載著集裝箱一起移動到Stacker起重機上，Stacker起重機在立體倉庫穿行移動至對應單元格后，移動托盤車載著集裝箱進入單元格內，通過移動托盤車的升降裝置將集裝箱放入單元格內后，移動托盤車退出單元格。

圖5 日本東京大井5號碼頭立體堆場

10年后，迪拜立體堆場的作業方式有了較大的變化。Boxbay堆場將海側交互區設置到堆場的側面，由跨運車將集裝箱放置到鋼架平臺上，帶有伸縮取貨裝置的有軌堆垛機抓取集裝箱后，在貨架之間穿行移動至對應單元格，由可伸縮的取貨裝卸將集裝箱放入單元格。外集卡交換區設置在靠近陸側位置，由起重機抓取外集卡上的集裝箱放置到下沉式的傳送帶系統內的托盤車上，由托盤車移動到有軌堆垛機下方進行搬運和存取。相較日本立體堆場采用的工藝，迪拜Boxbay堆場主要采用有伸縮裝置的堆垛機，不再需要靠托盤車將集裝箱送入單元格內，同時港區內部的集裝箱交互可以采用跨運車，不必再重復設置起重機交互，可將貨架之間每列過道的堆垛機數量減少至1臺。

圖6 迪拜杰貝阿里港Boxbay高架倉存儲系統

雖然兩個立體堆場都宣稱能顯著提高堆場利用率和堆場裝卸效率，并采用光伏等清潔能源減少碳排放，但也存在著一些問題。例如箱型問題，日本堆場的單元格規格以40英尺集裝箱為標準，共有420個箱位，可堆放420FEU或者840TEU，而迪拜堆場分別為集裝箱設置了40英尺和20英尺兩種規格的單元格，40英尺單元格內不能放入兩個20英尺集裝箱，靈活性無法與傳統堆場相比。

圖7 迪拜杰貝阿里港Boxbay高架倉存儲系統堆放集裝箱示意圖

自動化碼頭的新解法？

立體堆場看起來新穎，其實也算老技術的新運用。比起立體，更值得關注的是自動化。在自動化碼頭建設熱潮趨勢下，立體堆場有可能成為自動化碼頭的新解法嗎？

技術準備好了嗎？由于立體堆場突出的“層高”，整體堆場在地面防沉降、防震和防臺風的能力都會讓人打一個問號，這些問題該如何解決？小圈曾在進博會上請教DP World展臺的工作人員，得到的回答是迪拜沒有地震，也沒有臺風（其實還是有的，可能頻次不高）。而據相關論文介紹，目前建筑工程防沉降技術成熟，可采用嵌巖樁等方式防沉降。

資金準備好了嗎？為安全達標，立體堆場前期工程建設需要在防沉降、防風防震上加大投入，需要采購大量鋼結構貨架、相關作業機械和光伏發電設備等等。小圈也就Boxbay堆場的造價詢問DP World展臺的工作人員，對方表示造價不便透露，價格不是問題，DP World更注重對技術的追求。

運營準備好了嗎？立體堆場的優勢在于可徹底解決翻倒箱問題、提高堆場利用率以及應用清潔能源，但具體運營上，仍有一些疑慮。如果立體堆場出現異常情況，高空作業的維修工作對安全性和便捷性都是一種挑戰。和自動化碼頭一樣，立體堆場的運營效率也非常依賴調度軟件的水平，具體的應用效果有待實踐檢驗。

立體堆場在紙面的暢想更加大膽，設計岸橋陸側直接與立體堆場交互，徹底消除集裝箱作業的水平運輸環節，有論文測算，“橋吊+立體堆場”的集裝箱裝卸工藝將在勞動力成本、能源成本以及維護成本上完勝現有模式。迪拜Boxbay堆場的技術提供商Amova在鋼卷的立體倉儲上經驗豐富，DP World與Amova的母公司SMS Group成立合資公司Boxbay進入集裝箱立體堆場行業。在官網上，Boxbay表明已具備推廣能力，但在整體建造完成之前，在造價成本公開之前，在實際運營效率得到證實之前，推廣仍需時間，但觀望新技術說不定會讓自動化碼頭多種選擇多條路。

參考文獻：

1.新型集裝箱立體堆場及其規劃設計[J]. 溫富榮;宋海濤;耿衛寧.物流技術,2022(06)