摘要 我国正在发展成为海运大国和海运强国，我国海运企业不可避免地要参与国际海运市场的竞争，集装箱船向大型化发展也是市场的需求。主要讨论了港口、码头等在集装箱船大型化发展中遇到的问题，探讨分析相应的解决对策，从而获得最大的经济效益。

关键词 集装箱船 大型化 港口 码头内陆系统

一、集装箱船大型化发展的历程

自上世纪50年代第一代集装箱船问世以来，集装箱船运输效率越来越高，船体尺寸越造越大。现在，世界各地的主要港口都可以见到船体超宽的超巴拿马型（post－Panamax）集装箱船。但集装箱船的运力竞赛远未停歇，它们在向着“苏伊士级”挺进。“苏伊士级”的集装箱船最大限度吃水14.5m左右，船体宽度在50m左右，载箱量达到12500TEU的巨型集装箱船，正好能通过苏伊士运河。已经下水并运营的“达飞哥伦布”号集装箱船已经可以算是第七代集装箱船，长365.5米，宽51.2米，吃水15.5米，载重157092吨，最大可装载13346个标准集装箱。仅在2006年，在全世界范围内，1万标准箱以上的集装箱船只有2艘，但2011年其船队已经突破了200艘。

（一）集装箱船大型化的趋势

1.六代集装箱船的演变

20世纪50年代，一种新的海运方式———集装箱船运输问世。

第一代：50年代末，横跨大西洋的14000总吨远洋集装箱船，可装载750TEU。

第二代：到了60年代末，集装箱装载数增加到1500TEU，30000载重吨。航速也由第一代的23节提高到26－27节。

第三代：在1973年爆发石油危机以后，出现第三代集装箱船，这代船的航速降低至20－22节，船体尺寸增大，集装箱的装载数达到3000TEU。

第四代：80年代后期，集装箱船的航速再次提高，并进一步大型化到能装载4400TEU达到通过巴拿马运河的极限。

第五代：到了90年代中期，集装箱装载量达到6000TEU。这种集装箱船的船长与船宽比为7－8，使船舶的复原力增大。

第六代：随着“RehinaMaersk”号集装箱船的出现，载箱量超过8000TEU的第六代集装箱船陆续建成并投入营运。

集装箱船船型的发展见表1

2.超大型集装箱船（ULCS）的出现及未来超大型集装箱船的发展

近十年来，集装箱船大型化趋势进一步加速趋势。2011年马士基集团与韩国大宇造船海洋株式会社（DSME）签订合同，将斥资约19亿美元订造10艘全球规模最大的集装箱船舶。马士基此次订造的船舶船长400米，船宽59米，船高73米，设计装载能力为18000TEU，比目前世界最大的集装箱船“艾玛.马士基”多装载2500个集装箱，扩容约16%。上述10艘船舶计划于2013年至2015年陆续交付。

根据Sea－web数据，2011年超大型集装箱船（ULCS，10000TEU以上）订单量达66艘、91.65万TEU，比2010年的10艘、13.82万TEU增长563%。包括2014年交货的船舶在内，1万TEU规模的集装箱船将高于260艘，因此，在全部船队所占的比率可能上升到17%。

二、集装箱船大型化发展中提出的问题

集装箱运输船大型化是为适应全球海运物流量不断扩大的客观需求而发展起来的。大型集装箱船运输的经济效益最高可提高近20%。大型集装箱船因载箱量加大，减少了航次，能源消耗和劳务投入相对减少；对船厂来讲，大型集装箱船附加值高，便于连续作业。集装箱船大型化能给船公司带来极大的经济效益，但也应该考虑集装箱船大型化所带来的一系列新的问题和要求。

（一）船舶本身的技术因素

1.船舶本身的动力设备

12500TEU集装箱船，至少需要输出功率达8万至10万千瓦的动力装置。目前，德国MANB＆W内燃机公司已经生产出功率达到7万千瓦的14缸K98MC船用柴油机，只需单轴驱动就足够推动15万吨级集装箱船，时速达到25节。

但是，巨型集装箱船在动力设备的尺寸上又会遇到难以克服的困难。首先是机器的重量问题。12缸的K98MC机型自重已达2150吨，18缸的机型自重将会在3300吨左右。把如此笨重的内燃机整机吊装到机舱里不是一件容易的事情。虽然这个难题可以通过内燃机“现场拼装”的方式可以得到解决，但建造时间会拖长。另外一个必须解决的难题是内燃机的“特别长度”问题。18K98MC船用内燃机的长度至少达到37米，这个长度正好承受得了船体大梁在航行中出现的纵向偏转力。尽管船体在航行中发生的弯曲偏转和扭曲偏转比较小，但由于发动机功率强大，运转中发生的强烈振动可能会导致船体龙骨产生裂痕。

2.其他因素

（1）结构强度：超大型集装箱船的设计中结构强度，尤其是抗扭强度问题最为突出，如果船舶的强度不足以应付船舶在航行及装卸中压力，那么这艘船就没有存在的必要了。（2）稳性：集装箱船的稳性的要求限制了集装箱的堆高，这使得集装箱船必须不断增加自身的稳性以装载更多的集装箱。（3）舱口盖的强度：它受制于岸吊的起吊能力，舱口盖的强度不能无限制的扩大，因而也制约了集装箱的堆高。（4）推进系统：受制于单个主机功率以及单个舰轴强度。超大型集装箱船的航速要求越来越高，对推进效率、主机马力、舰轴强度等要求都很高。

（二）港口及码头方面

1.港口水深

船舶大型化的趋势使码头、泊位为适应这一需求发生着深刻的变化。现在国际枢纽港大都把航道和泊位水深锁定在15m。“马六甲级”巨型集装箱船的吃水达到21m左右。

2.港口效率与装卸系统

集装箱船大型化客观上要求更高的港口效率来适应，对港口提出更高的要求。如果港口装卸效率低，则船舶在港时间增加，船舶航运成本上涨，就会使船舶的规模经济得不到发挥。为了适应集装箱船大型化的要求，港口集装箱装卸系统也必须向大型化方向发展，尤其是对外伸距和吊具高度的影响更大。比如9000TEU集装箱船宽45.6m，宽度上并排可以装载18个集装箱，要求港口投资购买更长的、能装卸18个集装箱宽的大型吊机与之相匹配。

（三）内陆集疏运系统

集装箱船大型化使港口的内陆运输体系越来越拥挤。比如，一个在香港到加利福尼亚港口的跨太平洋航线上运作的9000TEU集装箱船，大约会有4000个40英尺的集装箱将在美国的停靠港卸下来，当然这些货物一半以上要通过铁路联运才能运到目的地。但是一列火车最多只能装载240个40英尺的集装箱，因此大约需要10列双层列车才能将一艘这样的集装箱船卸下的集装箱运往内陆地区。公路运输的拥挤问题也是一样严重，公路上和港口的集装箱码头入口处会排队等候大量的集装箱卡车。

（四）规模经济的实现是有条件的

集装箱船大型化并非没有条件，规模经济的实现还要受到一系列相关因素的制约。一般的认为是，船舶增大50%，能够降低20%的吨海里单位成本。但是大船的经济效益优势只有在满载时才能充分体现出来，规模经济的实现要以航线上有充足稳定的货源为基本前提。如果没有充足稳定的适箱货源，大型集装箱船的单箱运输成本不是降低，而是增加。另外船舶大型化后势必造成航线上的配船数减少、挂港天数延长，但又要遵守班期，惟一的出路就是提升航速，但是提升航速是要付出代价的：航速与燃料消耗的3次方成正比。

三、解决集装箱船大型化发展中的问题的方法

（一）加大科研力量，解决船舶适运

船舶适运是指船舶坚固、水密、各种航行设备处于良好状态，船上可以装载各种类型的集装箱，且船舶可以安全方便的挂靠各集装箱码头。这就要求船舶有坚固的外壳，先进的设备，巧妙地设计和灵巧的船体，要解决其适运问题却是相当难的。

首先，得选择合适的船体材料，目前的船舶都是采用钢质材料。众所周知，钢材的密度是很大的，但由于其具有很大的强度，而成为船舶的主体材料。集装箱船大型化以后，船上所要装载的集装箱也随之增多，对船舶强度的要求也随之增大，为了更好的适应集装箱船大型化的发展，就必须运用科学的手段找出合适的钢材甚至是合金。

其次，要有最新的设备，一艘大型的集装箱船如果不具备先进的设备，它就难以在各种突发事件中顺利解决。拥有先进的设备给船舶航行的安全提供了保障，同时拥有了先进的设备可以让大型集装箱船能快速的靠泊、装卸及起航。现在，大多数的集装箱船停靠的时间都在一天以内，对于载箱量为6000TEU的集装箱船来说，平均每多浪费一天，就要多花去至少2.5万美元。

最后，大型的集装箱船还应该有灵巧的船体，使船舶可以在不同的水域航行，这样不仅方便了船舶的航行，也方便了船舶的靠泊及装卸。大型的集装箱船如果在增加了自身的载箱量之外还能增加其灵敏度，可以减少船舶靠泊、装卸和航行的时间，继而节约大量的成本。

（二）更新港口码头，方便船舶装卸

船舶对港口的要求包括港口航道水深，码头基础设备等，所有的这些无非都是为了方便船舶的靠泊及货物的装卸，这就需要更新港口及码头的现有的基础设施，已达到加快船舶装卸速度的要求。

第一，是使进港的航道和港区的水域有更高的水深。集装箱船是以班轮航线的方式经营的，有严格的班期，不可能等候涨潮进出港口和装卸作业的。因此，只有航道和港区水深达到14米以上的港口才能接纳第六代的集装箱船。所以对于更大型的集装箱船来说，港口航道的水深成为其能否停靠的一个重要标准，为了适应更大型的集装箱船的出现，世界各主要港口纷纷建设深水码头。

第二，更新码头的基础结构。一方面船舶载重量大了，为保障船舶安全靠泊，码头的强度必须提高；另一方面接纳大型集装箱船的码头上的装卸设备更大更重，码头前沿堆积的重箱更多，集疏集装箱用的火车车道更多，所有这些对码头的新要求，远不只是单纯地增加泊位的长度。

第三，改进码头的装卸设备，即集装箱装卸桥（船岸起重机）。首先，船越大，型宽尺寸越大，装载的集装箱列数也越多，相应地，装卸桥的装卸臂就要更加向码头外伸展，也就是说外伸距要增大，臂要更长。从高度上说，船舶型深尺寸大了，装卸桥也必须相应增大。另外，装卸速度对大型集装箱船的经济效益是至关重要的，所以两个重箱一起吊是势在必行的，这样装卸桥的起重能力又能增大。

（三）改进集疏系统，加快箱体流通

为适应集装箱船的大型化发展，必须提高港口和航运企业的“集疏运”能力。海上集装箱运输都是班轮运输，大型集装箱班轮的一次性“集疏运”货量巨大，为求高速高效“集疏运”，必须开发出相适应的电子信息技术，必须建立和发展全球一体化的港航物流网络。

目前全球能够接纳万箱位集装箱船的枢纽港遇到的最大难题是，即使码头基础设施扩建，码头的管理系统在今后较长时间内也难以应付兆级集装箱船带来的数量浩大的集装箱吞吐，也就是说，难以使用那时固有的堆场用较短的时间完成货物的“集疏运”，可能出现压船、压港现象。开发应用电子信息技术，诸如电子数据交换技术、多式联运信息网络等，是解决这一难题的途径。

（四）加强港口管理，协调经营模式

在码头的作业管理方面，管理体制必须适应大型集装箱船在短时间里大吞吐量特点。因此码头前方和后方，码头作业的各个环节，包括集装箱进出场、备箱、前后方间的运送、装卸和理货等，驻码头的海关，检验检疫等机构间的协调都要求“无缝化”。这种高难度的“无缝化”，用人工来指挥和操作是无法想象的，只有靠电子化、数字化、网络化才能实现。航运公司为其航线选择靠泊港口和码头，这自然是一个重要的因素。

大型集装箱码头管理中的还有两点比较重要：自动化和人力资源。集装箱船大型化使码头前后方场地作业量猛增而且复杂程度加大，要解决这个问题只有实现场地起运设备的自动化，新加坡港和英国的南安普敦港等都实现了部分作业的自动化，主要是应用自动导引车和无人驾驶的场地搬运设备。现在，全码头的自动化系统也已经有了很多方案了。伴随码头自动化的进程必然是人力资源问题，一方面自动化将淘汰被替代的人员，另一方面自动化又需要素质更高的管理人员和现场作业人员，使得人力资源富余和匮乏同时出现。

四、小结

随着港口和内陆集疏运系统的发展和改善，今后几年大型集装箱船的规模还会进一步提高。特别是不久前巴拿马运河扩建（第三套船闸）计划的公布，根据计划，该扩建工程在2014－2015年完工之后，巴拿马运河可以通航型长366米、型宽49米、吃水深15米的1.2万TEU型集装箱船。这意味着，超大型集装箱船除了目前仅在西北欧和美西主干航线运行外，还可以投入到美东线上运行，由此将对全球班轮航线格局造成深远影响，对提高超大型集装箱船的经济性将起到举足轻重的作用。集装箱船大型化的发展趋势对班轮公司和世界港日的建设与发展具有指导意义和巨大的推动作用。