这项技术，是港口自动化的“新星”还是“昙花一现”？

哈喽，各位圈友们大家好呀，你知道船舶到港之后做的第一件事是什么吗？相信大部分人都会脱口而出——上缆绳！确实如此，通过缆绳将船“系”在岸边可以说是港口作业的起点，也是目前主流的靠泊方式，瑞典卡佩尔斯卡尔港（Kapellskär）将船舶“吸”在岸边的操作多少还是给小圈带来了一些科技上的“震撼”，更有圈友表示：吸住了，就不用系缆了？别急，咱今天就来好好唠唠无缆自动系泊那些事儿。

开始之前，我想我们应该先搞清楚什么是系泊。系泊属于靠离泊操作的一部分，船舶的靠离泊包括系泊和撇缆，简单来说，一个是熄火拉手刹，一个是点火松手刹。而传统的船舶系泊方式是用钢丝或尼龙缆绳将船舶固定在码头上，但在这个过程中往往危机四伏，缆绳的断裂、脱落和回弹等都会威胁到作业人员的生命安全。据欧洲港务委员会（European Harbour Masters’ Committee）的统计数据表明，在作业过程中，95％的人身伤害事件是由绳索和钢丝引起的，其中60％发生在系泊作业期间，因此，缆绳亦被称为“死亡之绳”，但无缆自动系泊技术的出现无疑是一把架在“死亡之绳”上的利刃。而在目前的科技水平下，磁力式自动系泊技术与真空式自动系泊技术被认为是实现自动系泊系统的两种主要技术手段。

磁力式自动系泊系统，顾名思义，就是用“磁铁”把船“吸”在岸边，但此“磁铁”非彼磁铁，而是由基座、控制箱、机械臂、液压缸、磁力吸盘、位移传感器与三向力传感器组成的一整个系统。根据吸盘种类和退磁方式的不同，又可以细分出很多类别，但从船舶安全和经济的角度出发，机械电力复合退磁的永磁式自动系泊系统才是首选。

机械电力复合退磁的永磁式磁力吸盘在不通电时具有额定的吸力，当吸力不足时可以通过反向通电增大吸力确保系泊安全，当给设备正向通电时，吸力消失，使船舶离泊，在特殊情况下，还可以通过机械(即人工)方式迅速退磁，与其他磁力式自动系泊系统相比，要更加安全稳定。相较于传统缆绳系泊，磁力式自动系泊能够大幅缩短作业时间，进而提高泊位利用率，同时也进一步保障了船员与码头带缆工人的安全。据小圈所知，瑞典哥德堡港于2019年安装了一套由新西兰凯伏特集团（Cavotec)开发的磁力式自动系泊系统，是全球首个使用磁力式自动系泊系统的港口，而荷兰鹿特丹港、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。

但有磁的地方就有磁场，这对船上的导航仪器等磁力设备来说无疑是一颗定时炸弹。而且，在磁场作用下，作为大型钢结构的船舶也将成为一块巨型感应磁铁，对含有铁、镍等物质的货物产生吸引，甚至会导致货物位移以及货物与船壳的碰撞。虽然目前已经研发出了有助于降低电磁铁磁场的磁性挡板，但在每艘钢制船舶的每个部分安装磁性挡板显然是难以实现的，所以，如何更加合理的布局磁性挡板或许是推广磁力式自动系泊系统需要率先攻克的难题。

与磁力式自动系泊技术相比，真空式自动系泊技术则要成熟得多。小圈了解到，世界首个真空自动化系泊系系统是由Cavotec开发的MoorMaster™创新式真空自动化系泊系统， 第一套已于1999年投入使用，而上周于瑞典卡佩尔斯卡尔港（Kapellskär）投入使用的自动系泊系统也是真空式自动系泊系统。

真空式自动系泊系统通常由多个真空垫及辅助系统组成，由真空吸附垫产生的吸附力代替传统的缆绳拉力。简单理解，就是通过“吸盘”把船“吸”在岸边，而每个“吸盘”至少都能提供几千牛顿的吸力（ps：举起一个成年男性大概需要700牛顿）。通常情况下，船长将船沿码头对齐后，由拖轮将其推到防撞垫上。船舶因防撞垫的作用而反弹，这时自动系泊系统就会启动。大型真空垫附着在船体上，仅需按下驾驶台上的按钮，或通过码头上的遥控器就可以令其启动并接合。连接上真空垫后，在10-20秒后就能实现真空且完成船舶与系统的连接，相反，要释放真空垫，只需按一下分离按钮即可。在目前的技术水平下，接合和分离的过程都可以在15s内完成，而通过传统的缆绳系泊则需要耗时30min至50min。

除此之外，真空垫和液压系统内设置了不同传感器，能够根据船舶停靠在岸边的运动状态自动对船体的位置进行调整。传感器不仅不断提供着当前的信息，也提醒着用户不断变化的条件和潜在的或发展中的问题。

但值得注意的是，真空式系泊系统的运行需要适度且持续的电力供应，因此拥有可靠的电力供应至关重要。而且，由于自动系泊装置仍属于新型设备，整个吸附作用力在船壳板上，但船壳板并不是为系固而设，没有加强结构，船壳能否承受住强大的吸附力以及船体表面的附着物对真空垫吸力的影响都是真空式系泊系统在推广道路中不可避免的阻碍。除此之外，其昂贵的造价也让人望而却步，据了解，2020年，爱沙尼亚塔林港在其5、12和13号码头安装了真空式自动系泊系统，每个码头配备了六个真空单元，总造价高达4.6亿人民币，平均每单元均价高达2千万，还未包括之后的运营维护成本。

但总体来说，就目前系泊情况而言，磁力式自动系泊与真空式自动系泊都是非常好的系泊替代方案。它们打破传统系泊模式，无需系泊缆绳，都可通过远程遥控在数秒钟内完成系泊，船舶迅速靠泊，意味着货物装卸可迅速开始，缩短了船舶在码头的时间，加快了船舶的周转，提高了码头的利用率。同时，船舶迅速的靠泊也意味着码头拖轮的使用时间的缩短，减少了消耗，提高拖轮的利用率。因系统的吸附垫作用单元作用于船壳中间部分，船舶的艏和艉可以伸出码头，相当于扩大了码头的长度。码头不必因船舶艏艉缆绳占用码头而增加长度或增加缆桩，实质上是增大了码头的使用空间。

港口圈（ID：gangkouquan）认为，从国内外的研究与实际应用来看，把船“吸”在岸边显然已经行之有效，但目前阶段的应用场景仍十分有限，主要用于滚装船、邮轮和中小型集装箱船等，而且，虽然各大厂商都表示能够满足在恶劣天气条件下的作业但实际情况究竟如何仍是未知数。所以，在目前阶段是否有必要为之投入高昂的成本仍有待讨论，正如日前的自动化码头之辩（建个自动化码头究竟值不值？），但随着我国自动化港口建设的推进，或许不久后我们也能在港口亲眼目睹大船“吸”上码头的神奇一幕。