智能无缆系泊技术浅析


随着物联网、大数据和人工智能的快速发展,智能航运和智能船舶已经成为行业发展的重要趋势。在这一背景下,智能无缆系泊技术应运而生。该技术不但可以提高现有船舶的运营效率和安全性,更是智能船舶实现完全无人在船运营的关键环节。

国内方面:2026年1月1日,全国首套智能真空式自动系泊系统在山东港口青岛港全自动化集装箱码头正式投用,这是我国在该领域的标志性应用。该系统精准匹配200米以上集装箱船舶的自动系泊需求,13套系泊单元同时启动可产生2600千牛的吸附力,足以固定世界最大集装箱船。
国际上:瑞典哥德堡港于2019年安装了由新西兰凯伏特集团开发的磁力式自动系泊系统,成为全球首个使用磁力式自动系泊系统的港口。荷兰鹿特丹港、德国汉堡港、马来西亚吉隆坡港、挪威卑尔根港和日本横滨港也先后开展了磁力式自动系泊系统的试点项目。
智能无缆系泊技术主要分为真空吸附式和电磁吸附式两大技术路线。
真空吸附式无缆系泊系统是目前最为成熟的技术方案。该系统由多个系泊单元构成,每个单元包括真空吸盘、液压驱动系统、传感器和控制系统。以青岛港投用的系统为例,13套系泊单元沿码头泊位岸线布置,构建了“远程集控+移动终端+本地单机”三级协同管控架构。其工作原理是:船舶靠岸后,系统自动完成船体识别并精准定位,真空吸盘强力吸附在船体舷侧,通过高负压真空吸附技术将船舶固定。该系统深度融合了液压驱动、高负压真空吸附与实时运动跟踪等技术,能够实时捕捉风、浪、流等环境要素变化,实现智能主动稳泊控制。
电磁吸附式无缆系泊系统则是另一种技术路径。该装置包括支架和复合磁力靠泊装置,通过电缆与供电设备连接,利用复合磁力吸盘与码头铁桩或海上平台铁桩的吸合力完成系泊。其技术特点是:在不通电时具有额定吸力,吸力不足时可通过反向通电增加吸力;离泊时正向通电使吸力消失;特殊情况下还可通过人工方式迅速退磁。相较于真空式,电磁式需要对码头进行改造(预埋铁桩),且需解决磁场对船舶导航仪器的影响问题。
作业效率显著提升。传统人工系缆作业需要20-30分钟,而真空式自动系泊系统仅需30秒即可完成。以青岛港为例,该系统预计全年可缩短靠泊时间超200小时,相当于一个泊位全年新增10余条船的作业产能。
安全性根本改善。传统系泊作业中,缆绳被称为“死亡之绳”——据统计,95%的人身伤害事件由绳索和钢丝引起,其中60%发生在系泊作业期间。无缆系泊系统彻底分离作业人员与缆绳断裂危险区,从根本上消除了这一安全隐患。
经济成本优势明显。除缩短靠泊时间带来的直接效益外,无缆系泊还缩短了拖轮使用时间,减少了燃油消耗,提高了泊位周转率。同时,由于系泊装置作用于船壳中间部分,船舶艏艉可伸出码头,实质增大了码头使用空间。
突发状况应对能力待验证。尽管厂商宣称能够满足恶劣天气条件下的作业要求,但在极端海况下的实际表现仍需进一步验证。真空式系统需要适度且持续的电力供应,电力中断将直接影响系泊安全。
推广面临多重阻力。真空式系统对船体表面清洁度要求较高,船体附着物可能影响吸盘吸附力。此外,吸附作用力直接作用于船壳板,而船壳板并非为系固设计,缺乏结构加强,能否承受强大吸附力是推广应用中的关键问题。磁力式系统还需要面临磁场对船舶导航仪器影响的技术难题。
经济成本投入高昂。2020年,爱沙尼亚塔林港安装真空式自动系泊系统,每个码头配备六个真空单元,总造价高达4.6亿人民币,平均每单元均价超2000万元,尚未包含后续运营维护成本。高昂的初始投入是制约该技术大规模推广的重要因素。
目前,国际上尚无专门针对无缆系泊装置的强制性技术规范。国际海事组织2024年生效的系泊安全新规(SOLAS公约修正案及相关指南)仍基于传统缆绳系泊逻辑制定,未包含无缆系泊的专项条款。
国内规范体系同样存在空白。船舶技术规范体系、《CB/T 3911-2014 海船系泊设备配置设计通则》等现行规范、标准主要适用于传统系泊方式。
但是,国际行业组织已开始前瞻性布局。石油公司国际海事论坛(OCIMF)发布的《系泊设备指南》第四版(MEG4)专门增设第11节“替代系泊技术”,将无缆系泊等新技术纳入,提出了引入新技术时必须进行的“尽职调查”,即风险评估、变更管理、性能标准确认、应急计划等。
展望未来,笔者认为无缆系泊技术规范的发展需要注意以下几点:
(1)现有规范的“映射”应用。在专门规范出台前,无缆系泊系统的实船应用需要通过将现有法规要求进行“对等映射”来证明安全性。具体而言,需参照IMO系泊安全新规,提供等效于“系泊布置图”等的技术文件,明确系统最大系泊力、允许船体位移、操作限制等关键参数。
(2)尽职调查过程规范化。MEG4指南为引入替代系泊技术提供了方法论指引,要求进行严格的尽职调查,包括风险评估、变更管理、性能标准确认和应急计划制定,这一框架可作为未来规范制定的重要参考。
(3)推动专门标准逐步形成。随着青岛港等应用案例的数据积累,可联合政府与行业力量推动指导性文件或暂行指南出台,并将中国标准推向国际法规的层面。
(4)船岸一体化规范。无缆系泊打破了传统船岸界面的划分,未来规范需要更加强调船岸系统的兼容与协同。智能无缆系泊技术正处于从试点应用向规模化推广的关键阶段。青岛港的成功实践证明了该技术的可行性和巨大价值,但高昂成本、规范空白、技术成熟度等问题仍是推广道路上的现实障碍。随着应用经验的积累和规范体系的完善,无缆系泊技术有望在未来逐步成为智能港口和智能船舶的标准配置,为实现航运业的全面无人化运营提供关键支撑。
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供稿 | 李东林
编辑 | 李东林
校核 | 沈家强 肖书彬 周茂林

