集裝箱運輸?shù)摹扒笆澜裆?/h1>
2018-08-23 06:57陸悅銘陳炎城朱春東周彬彬
集裝箱化 2018年1期
陸悅銘 陳炎城 朱春東 周彬彬
在青島港前灣港區(qū)四期集裝箱碼頭、廈門港海滄港區(qū)遠海集裝箱碼頭和上海港洋山深水港區(qū)四期集裝箱碼頭，集裝箱裝卸作業(yè)已實現(xiàn)全自動化。以卸船作業(yè)為例：集裝箱船靠泊后，岸邊集裝箱起重機、自動導引車、軌道式龍門起重機等全部到達指定位置；計算機發(fā)出作業(yè)指令后，岸邊集裝箱起重機從船上抓取集裝箱，并將集裝箱放在自動導引車上；自動導引車載運集裝箱駛往堆場；堆場內(nèi)的軌道式龍門起重機從自動導引車上起吊集裝箱，并將集裝箱堆放在指定位置。很難想象，這些設(shè)備均采用無人操作模式，并且從集裝箱運輸誕生到集裝箱裝卸作業(yè)實現(xiàn)全自動化只用了短短60多年。
1 集裝箱運輸?shù)某霈F(xiàn)
從馬車運輸時代到早期的公路和鐵路運輸時代，貨物裝卸均采用人工或機械單件裝卸方式，不僅費力、費時，而且容易造成貨損、貨差。后來，公路運輸率先采用將同一目的地的單件貨物統(tǒng)一裝箱的運輸方式，不僅提高運輸效率，而且減少貨損、貨差。此后，這種運輸方式逐步推廣至鐵路運輸。1814年，英國出現(xiàn)以方木為框架、以木條為圍板的敞口鐵路車廂。1830年，英國鐵路首次采用容器裝運煤炭，接著又采用容器裝運雜貨。1845年，英國鐵路開始采用全封閉的鐵木結(jié)構(gòu)貨運車廂。
19世紀下半葉，英國蘭開夏郡出現(xiàn)一種帶有活動框架的鐵路托盤，俗稱“蘭開夏托盤”。這種鐵路托盤用于運輸棉紗和棉布，被認為是集裝箱的雛形。20世紀初，英國鐵路首次采用結(jié)構(gòu)較為簡單的木箱裝運家具，轉(zhuǎn)運時采用起重機把木箱搬運至公路運輸車輛上，再通過公路運輸將貨物運至目的地。1920年前后，美國紐約中央鐵路公司和賓夕法尼亞鐵路公司引入長度為9英尺（2743mm）的鋼質(zhì)集裝箱。每節(jié)鐵路貨車可以裝載6個集裝箱，每個集裝箱的載質(zhì)量為5t。這種鋼質(zhì)集裝箱的應用使鐵路中轉(zhuǎn)運輸效率大幅提高，成本大幅降低。此后，這種運輸方式傳入德國和法國等國家。1928年，世界公路會議在意大利羅馬舉行，與會代表討論在國際運輸中使用集裝箱的問題。1930年，集裝箱運輸?shù)膰H組織——國際集裝箱協(xié)會在法國巴黎成立，負責研究集裝箱標準化問題，以便協(xié)調(diào)國際集裝箱運輸工作。為進一步提高鐵路集裝箱運輸效率，國際鐵路聯(lián)盟于1933年制定鐵路集裝箱標準，并在歐洲鐵路運輸中使用統(tǒng)一規(guī)格的集裝箱。在此后的10多年里，由于公路運輸與鐵路運輸之間的配合度較差，集裝箱運輸優(yōu)勢難以充分發(fā)揮，導致集裝箱運輸發(fā)展陷入停滯不前的局面。直到1955年，美國鐵路公司將集裝箱連同拖車一起裝載在鐵路平板車上運輸，從而將鐵路運輸?shù)统杀?、高效率的?yōu)勢與公路運輸“門到門”的優(yōu)勢有機結(jié)合起來，才使集裝箱運輸?shù)慕?jīng)濟意義重新得以顯現(xiàn)。
2 集裝箱船的誕生
在早期的貨船運輸中，貨物均裝在麻袋或木箱內(nèi)，由碼頭工人以肩挑或背扛的方式完成裝卸作業(yè)。
18世紀工業(yè)革命后，為提高貨物裝卸效率，碼頭采用小型起重機吊裝、吊卸吊貨網(wǎng)的方式實施裝卸作業(yè)，但仍然需要碼頭工人將貨物裝入和搬出吊貨網(wǎng)。這種裝卸方式受天氣影響較大，容易出現(xiàn)貨損、貨差，效率較低且成本較高。
二戰(zhàn)期間，美軍采用兩棲登陸艦裝載卡車以執(zhí)行灘頭登陸任務，并用小型鋼質(zhì)集裝箱運送士兵的私人物品；但由于運輸方向僅為單向，集裝箱運輸優(yōu)勢并未得到充分體現(xiàn)。20世紀50年代初期，集裝箱運輸繼續(xù)發(fā)展：丹麥聯(lián)合航運公司用集裝箱運輸啤酒和食品；阿拉斯加貨船公司在西雅圖一阿拉斯加航線上采用木質(zhì)和鋼質(zhì)集裝箱；密蘇里太平洋鐵路公司推廣帶輪鋁質(zhì)集裝箱；美國火車輪渡公司則用大型起重機將整節(jié)列車吊裝上船完成運輸。此后，直到美國人馬爾科姆·麥克萊恩（Malcom McLean）提出集裝箱海陸聯(lián)運的設(shè)想，現(xiàn)代意義上的集裝箱運輸才真正開始起步。麥克萊恩因此而被譽為現(xiàn)代集裝箱運輸之父。
麥克萊恩年輕時擁有自己的卡車運輸公司。由于卡車在運營過程中經(jīng)常面臨公路擁堵問題，麥克萊恩于1953年提出海陸聯(lián)運的設(shè)想：在碼頭建造貨運場站，讓卡車沿坡道開上專門設(shè)計的貨船，并將其拖掛的拖車留在船上；貨船載運拖車至目的港后，卡車再將拖車拖走。為了實現(xiàn)這一設(shè)想，麥克萊恩于1955年接管了泛大西洋輪船公司（后更名為“海陸服務公司”）。
后來，為了避免浪費船舶載貨空間，麥克萊恩又對上述運輸方式加以改進：裝船時，將拖車的車廂與底盤分離，僅裝運車廂；卸船時，將車廂吊至拖車底盤上，固定后即可由卡車拖走。改進后的運輸方式能夠?qū)崿F(xiàn)車廂在貨艙內(nèi)的多層堆放，不僅節(jié)省船舶載貨空間，而且大幅降低運輸成本。
為了規(guī)避營運風險，在正式采用集裝箱船運輸集裝箱之前，麥克萊恩首先考慮用油船運輸集裝箱：油船的甲板可以堆放集裝箱，而油艙仍然可以裝運原油。麥克萊恩對美國在二戰(zhàn)時期建造的T2型油船進行改造，在甲板上安裝金屬框架以固定集裝箱。他利用美國政府提供的優(yōu)惠政策購買了2艘T2型油船，“理想-X”號（Ideal-X）是其中之一。根據(jù)“理想-X”號可用甲板的長度和寬度，集裝箱長度設(shè)計為33英尺（10058mm）。將集裝箱從碼頭上起吊至“理想-X”號甲板上并固定的全過程平均耗時7min。“理想-X”號共裝有58個集裝箱和1.5萬t原油，裝船作業(yè)持續(xù)8h。1956年4月26日，100多位要人在美國紐瓦克港參加“理想-X”號首航儀式?！袄硐?X”號駛離紐瓦克港后，沿美國東海岸航行6d到達休斯敦港，其載運的集裝箱被等候在碼頭的58輛卡車繼續(xù)運至最終目的地。當時同等航程的中型散貨船的單位運輸成本為5.83美元/t，明顯高于“理想-X”號的單位運輸成本。
“理想-X”號首航取得了令人興奮的成功，展現(xiàn)了集裝箱運輸?shù)墓饷髑熬?。在此基礎(chǔ)上，麥克萊恩將6艘C-2型貨船改造成專用集裝箱船，使其貨艙也能裝載集裝箱。C-2型貨船設(shè)計于1937—1938年，建造于1939—1945年，共有173艘，以船長140m、船寬19m為主流尺寸。與之前建造的其他類型的貨船相比，C-2型貨船的速度和燃油經(jīng)濟性都非常出色。麥克萊恩對C-2型貨船的改造設(shè)想是：在貨艙中設(shè)置金屬格柵，從而使集裝箱能夠多層堆放，避免集裝箱在船舶航行過程中發(fā)生移位，并且方便起重機吊裝、吊卸集裝箱。改造后的C-2型貨船甲板和貨艙一共能夠裝載226個集裝箱。1957年10月4日，經(jīng)過改裝的世界第一艘全集裝箱船“蓋特威城”號（Gateway City）投入休斯敦一邁阿密一紐瓦克航線運營?！吧w特威城”號為裝卸貨物而停靠在碼頭的時間僅為15h，而同等噸位的雜貨船則長達7d。此外，“蓋特威城”號的裝卸費用僅為普通貨船的1/37?！吧w特威城”號的運營獲得前所未有的成功，由此開創(chuàng)了集裝箱運輸?shù)男录o元。
3 集裝箱規(guī)格的標準化和種類的多樣化
3.1 集裝箱規(guī)格的標準化
在集裝箱運輸發(fā)展的初期，公路運輸和鐵路運輸采用的集裝箱規(guī)格不同；后來，公路運輸和鐵路運輸采用的集裝箱規(guī)格趨于統(tǒng)一，但不同國家和地區(qū)之間的集裝箱規(guī)格仍然存在很大差異。自從海上集裝箱運輸興起后，公路集裝箱運輸、鐵路集裝箱運輸和海上集裝箱運輸?shù)穆?lián)系日益緊密，加之海上集裝箱運輸多為國際運輸，如果繼續(xù)采用外形、尺寸和質(zhì)量各不相同的集裝箱，不僅將給國際貿(mào)易和運輸帶來諸多不便，而且不利于集裝箱運輸效率的提高。在此背景下，美國標準化協(xié)會（現(xiàn)為“美國國家標準化學會”）于1958年開始研究制定集裝箱外形標準，并于1960年制定美國第一個集裝箱標準。1961年6月，國際標準化組織集裝箱技術(shù)委員會成立，并開始研究制定國際集裝箱標準。1964年，國際標準化組織集裝箱技術(shù)委員會制定了第一個關(guān)于集裝箱尺寸和額定質(zhì)量的國際標準，有力地推動了國際集裝箱標準化進程，對促進國際集裝箱運輸發(fā)展起到積極作用。1966年，海陸服務公司開始在紐約至歐洲航線上采用國際標準集裝箱。
目前通用的國際標準集裝箱主要包括：（1）20英尺標準集裝箱，長20英尺（6096mm），寬8英尺（2438mm），高8.5英尺（2591mm）；（2）40英尺標準集裝箱，長40英尺（12192mm），寬8英尺，高8.5英尺；（3）40英尺高箱，長40英尺，寬8英尺，高9.5英尺（2896mm）。
3.2 集裝箱種類的多樣化
隨著集裝箱運輸優(yōu)勢的不斷顯現(xiàn)，越來越多的貨主選擇集裝箱運輸。為適應貨主的運輸需求，集裝箱種類也不斷豐富，主要包括：（1）干貨集裝箱，用于運輸不需要調(diào)節(jié)溫度的普通雜貨；（2）散貨集裝箱，用于運輸粉末狀、顆粒狀的散貨；（3）液貨集裝箱，用于運輸液體貨物；（4）冷藏集裝箱，用于運輸對溫度有要求的冷凍、保溫、保鮮等貨物，箱內(nèi)裝有冷機，并在內(nèi)壁敷設(shè)熱導率較低的材料；（5）汽車集裝箱，用于運輸汽車，箱內(nèi)可分為2層；（6）牲畜集裝箱，用于運輸活牲畜，有通風、喂料和除糞等裝置；（7）掛衣集裝箱，用于運輸高級成衣，可避免成衣產(chǎn)生褶皺；（8）框架集裝箱，用于運輸超大或超重貨物。
4 集裝箱裝卸設(shè)備的發(fā)展歷程
在海上集裝箱運輸興起之初，集裝箱裝卸是通過碼頭或船上配備的起重機完成的。由于大多數(shù)碼頭或船上的起重機無法起吊l0t以上的集裝箱，麥克萊恩向一家廢棄的造船廠購買了2臺懸臂回轉(zhuǎn)式起重機，并對其進行改造。改造后的懸臂回轉(zhuǎn)式起重機的結(jié)構(gòu)高度降低，并且可以沿著與船身平行的碼頭鐵軌移動。這2臺起重機分別安裝在紐瓦克港和休斯敦港，為“理想-X”號提供集裝箱裝卸服務。盡管改造后的懸臂回轉(zhuǎn)式起重機的裝卸效率比傳統(tǒng)起重機提高好幾倍，但仍然存在操作難度較大的問題，無法適應大規(guī)模裝卸作業(yè)。應麥克萊恩的要求，美國華盛頓州斯卡吉特鋼鐵廠制造了一臺龍門起重機。這臺起重機有4條支腿，其中2條支撐在碼頭鐵軌上，另外2條搭在船舶外側(cè)的甲板上。該起重機大車可以沿碼頭鐵軌移動，起吊行車可以在船身與碼頭間移動。龍門起重機的使用進一步提高了集裝箱的裝卸效率。
當麥克萊恩積極推動海上集裝箱運輸發(fā)展時，美國另一家船公司——麥特森航運公司也在密切關(guān)注集裝箱運輸?shù)陌l(fā)展。通過數(shù)據(jù)分析，麥特森航運公司認為集裝箱的最佳長度范圍是20～25英尺。該公司還在集裝箱上加裝鋼質(zhì)角柱，以提高集裝箱的承載能力。
在休斯敦港“蓋特威城”號的首航儀式上，麥特森航運公司的員工發(fā)現(xiàn)龍門起重機存在安全隱患：當2臺起重機同時起吊2個重箱時，如果起重機發(fā)生搖晃，有可能導致船舶傾覆。為消除這一安全隱患，麥特森航運公司開始重新設(shè)計起重機。1959年1月9日，世界第一臺岸邊集裝箱起重機在舊金山港投入使用。這臺起重機高達113英尺（34.44m），由2個A形支架和夾在中間的水平吊臂組成；支架的4個支腿裝有車輪，可以沿碼頭鐵軌移動；支腿的橫向間距為34英尺（10.36m），允許2輛卡車或2列火車并排從起重機下方通過；水平吊臂長95英尺（28.96m），足以橫跨整個船身；吊臂后端為壓重物。與龍門起重機相比，岸邊集裝箱起重機在作業(yè)過程中不會發(fā)生搖晃，裝卸更為安全，裝卸效率更高。
隨著技術(shù)的不斷進步，當前岸邊集裝箱起重機已發(fā)展到可同時起吊3個40英尺集裝箱（見圖1），在裝卸效率、安全性能、自動化程度等方面均有質(zhì)的飛躍。
集裝箱碼頭指由港池、錨地、進港航道、泊位等水域范圍以及貨運站、堆場、碼頭前沿、辦公生活區(qū)域等陸域范圍組成的能夠容納完整的集裝箱裝卸操作過程且具有明確界限的場所。作為集裝箱裝卸的主要場所，集裝箱碼頭的現(xiàn)代化發(fā)展水平對承運人、托運人、制造商和最終消費者都將產(chǎn)生重要影響。隨著集裝箱運輸?shù)呐畈l(fā)展，現(xiàn)代集裝箱碼頭的基礎(chǔ)設(shè)施、作業(yè)能力和管理水平均有顯著提升，主要表現(xiàn)為：（1）具備滿足大型集裝箱船靠離泊作業(yè)要求的前沿水深和水域范圍，能夠確保船舶安全靠離泊；（2）具備足夠的陸域范圍，能夠滿足集裝箱堆存和堆場作業(yè)需求；（3）擁有各種集裝箱裝卸和搬運設(shè)備，能夠高效、安全地完成裝卸作業(yè)和集疏運；（4）采用信息化管理手段，最終實現(xiàn)碼頭作業(yè)的自動化。
5 集裝箱船的大型化趨勢
集裝箱標準在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)統(tǒng)一后，國際集裝箱運輸進入高速發(fā)展期，集裝箱船大型化的發(fā)展速度之快更是令人驚嘆（見表1）。在集裝箱船大型化浪潮中，我國造船業(yè)的表現(xiàn)引人注目：2008年4月3日，中日合資的南通中遠川崎船舶工程有限公司向中遠集運交付最大載箱量為10062TEU的“中遠大洋洲”號集裝箱船；2015年7月27日，上海外高橋造船有限公司向達飛輪船交付最大載箱量為1.8萬TEU的“達飛·瓦斯科·達伽馬”號集裝箱船；2016年7月8日，上海外高橋造船有限公司為中國遠洋（香港）公司建造的2萬TEU集裝箱船正式開工；2017年9月19日，達飛輪船與上海外高橋造船有限公司、滬東中華造船（集團）有限公司簽署9艘2.2萬TEU集裝箱船建造合同。由此可見，我國造船業(yè)已跨入世界超大型集裝箱船開發(fā)、設(shè)計和建造的第一方陣。
6 我國集裝箱運輸業(yè)發(fā)展概況
我國集裝箱海運業(yè)起步較晚，1978年1月才開始在中日航線的雜貨班輪上捎帶集裝箱。然而，經(jīng)過近40年的快速發(fā)展，我國已躋身世界集裝箱航運大國之列：中遠海運集裝箱運輸有限公司是全球第四大集裝箱船公司；在全球集裝箱吞吐量排名前10位的港口中，我國港口占有7個席位，其中上海港集裝箱吞吐量連續(xù)7年位居全球第一；我國是集裝箱生產(chǎn)大國，集裝箱產(chǎn)量占全球集裝箱總產(chǎn)量的90%以上；我國是造船大國，超大型集裝箱船的設(shè)計和建造能力已位居世界前列；我國自動化集裝箱碼頭技術(shù)已達到世界先進水平；上海振華重工（集團）股份有限公司在全球港口機械領(lǐng)域的市場份額已達到90%。
7 集裝箱運輸發(fā)展趨勢
未來集裝箱運輸將呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢1）集裝箱船的智能化水平繼續(xù)提升，將向無人化方向發(fā)展；（2）大型集裝箱船使用液化天然氣作為燃料，甚至采用核動力驅(qū)動，在延長續(xù)航時間和提高載箱能力的同時實現(xiàn)零碳排放；（3）集裝箱碼頭將繼續(xù)向決策智能化、作業(yè)自動化、現(xiàn)場無人化、能源綠色化方向發(fā)展，生產(chǎn)作業(yè)的高效性、安全性、可靠性、穩(wěn)定性將繼續(xù)提升；（4）集裝箱、集裝箱船、集裝箱碼頭之間自動傳遞和共享信息，使集裝箱運輸更加智能、高效。
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1 集裝箱運輸?shù)某霈F(xiàn)
從馬車運輸時代到早期的公路和鐵路運輸時代，貨物裝卸均采用人工或機械單件裝卸方式，不僅費力、費時，而且容易造成貨損、貨差。后來，公路運輸率先采用將同一目的地的單件貨物統(tǒng)一裝箱的運輸方式，不僅提高運輸效率，而且減少貨損、貨差。此后，這種運輸方式逐步推廣至鐵路運輸。1814年，英國出現(xiàn)以方木為框架、以木條為圍板的敞口鐵路車廂。1830年，英國鐵路首次采用容器裝運煤炭，接著又采用容器裝運雜貨。1845年，英國鐵路開始采用全封閉的鐵木結(jié)構(gòu)貨運車廂。
19世紀下半葉，英國蘭開夏郡出現(xiàn)一種帶有活動框架的鐵路托盤，俗稱“蘭開夏托盤”。這種鐵路托盤用于運輸棉紗和棉布，被認為是集裝箱的雛形。20世紀初，英國鐵路首次采用結(jié)構(gòu)較為簡單的木箱裝運家具，轉(zhuǎn)運時采用起重機把木箱搬運至公路運輸車輛上，再通過公路運輸將貨物運至目的地。1920年前后，美國紐約中央鐵路公司和賓夕法尼亞鐵路公司引入長度為9英尺（2743mm）的鋼質(zhì)集裝箱。每節(jié)鐵路貨車可以裝載6個集裝箱，每個集裝箱的載質(zhì)量為5t。這種鋼質(zhì)集裝箱的應用使鐵路中轉(zhuǎn)運輸效率大幅提高，成本大幅降低。此后，這種運輸方式傳入德國和法國等國家。1928年，世界公路會議在意大利羅馬舉行，與會代表討論在國際運輸中使用集裝箱的問題。1930年，集裝箱運輸?shù)膰H組織——國際集裝箱協(xié)會在法國巴黎成立，負責研究集裝箱標準化問題，以便協(xié)調(diào)國際集裝箱運輸工作。為進一步提高鐵路集裝箱運輸效率，國際鐵路聯(lián)盟于1933年制定鐵路集裝箱標準，并在歐洲鐵路運輸中使用統(tǒng)一規(guī)格的集裝箱。在此后的10多年里，由于公路運輸與鐵路運輸之間的配合度較差，集裝箱運輸優(yōu)勢難以充分發(fā)揮，導致集裝箱運輸發(fā)展陷入停滯不前的局面。直到1955年，美國鐵路公司將集裝箱連同拖車一起裝載在鐵路平板車上運輸，從而將鐵路運輸?shù)统杀?、高效率的?yōu)勢與公路運輸“門到門”的優(yōu)勢有機結(jié)合起來，才使集裝箱運輸?shù)慕?jīng)濟意義重新得以顯現(xiàn)。
2 集裝箱船的誕生
在早期的貨船運輸中，貨物均裝在麻袋或木箱內(nèi)，由碼頭工人以肩挑或背扛的方式完成裝卸作業(yè)。
18世紀工業(yè)革命后，為提高貨物裝卸效率，碼頭采用小型起重機吊裝、吊卸吊貨網(wǎng)的方式實施裝卸作業(yè)，但仍然需要碼頭工人將貨物裝入和搬出吊貨網(wǎng)。這種裝卸方式受天氣影響較大，容易出現(xiàn)貨損、貨差，效率較低且成本較高。
二戰(zhàn)期間，美軍采用兩棲登陸艦裝載卡車以執(zhí)行灘頭登陸任務，并用小型鋼質(zhì)集裝箱運送士兵的私人物品；但由于運輸方向僅為單向，集裝箱運輸優(yōu)勢并未得到充分體現(xiàn)。20世紀50年代初期，集裝箱運輸繼續(xù)發(fā)展：丹麥聯(lián)合航運公司用集裝箱運輸啤酒和食品；阿拉斯加貨船公司在西雅圖一阿拉斯加航線上采用木質(zhì)和鋼質(zhì)集裝箱；密蘇里太平洋鐵路公司推廣帶輪鋁質(zhì)集裝箱；美國火車輪渡公司則用大型起重機將整節(jié)列車吊裝上船完成運輸。此后，直到美國人馬爾科姆·麥克萊恩（Malcom McLean）提出集裝箱海陸聯(lián)運的設(shè)想，現(xiàn)代意義上的集裝箱運輸才真正開始起步。麥克萊恩因此而被譽為現(xiàn)代集裝箱運輸之父。
麥克萊恩年輕時擁有自己的卡車運輸公司。由于卡車在運營過程中經(jīng)常面臨公路擁堵問題，麥克萊恩于1953年提出海陸聯(lián)運的設(shè)想：在碼頭建造貨運場站，讓卡車沿坡道開上專門設(shè)計的貨船，并將其拖掛的拖車留在船上；貨船載運拖車至目的港后，卡車再將拖車拖走。為了實現(xiàn)這一設(shè)想，麥克萊恩于1955年接管了泛大西洋輪船公司（后更名為“海陸服務公司”）。
后來，為了避免浪費船舶載貨空間，麥克萊恩又對上述運輸方式加以改進：裝船時，將拖車的車廂與底盤分離，僅裝運車廂；卸船時，將車廂吊至拖車底盤上，固定后即可由卡車拖走。改進后的運輸方式能夠?qū)崿F(xiàn)車廂在貨艙內(nèi)的多層堆放，不僅節(jié)省船舶載貨空間，而且大幅降低運輸成本。
為了規(guī)避營運風險，在正式采用集裝箱船運輸集裝箱之前，麥克萊恩首先考慮用油船運輸集裝箱：油船的甲板可以堆放集裝箱，而油艙仍然可以裝運原油。麥克萊恩對美國在二戰(zhàn)時期建造的T2型油船進行改造，在甲板上安裝金屬框架以固定集裝箱。他利用美國政府提供的優(yōu)惠政策購買了2艘T2型油船，“理想-X”號（Ideal-X）是其中之一。根據(jù)“理想-X”號可用甲板的長度和寬度，集裝箱長度設(shè)計為33英尺（10058mm）。將集裝箱從碼頭上起吊至“理想-X”號甲板上并固定的全過程平均耗時7min。“理想-X”號共裝有58個集裝箱和1.5萬t原油，裝船作業(yè)持續(xù)8h。1956年4月26日，100多位要人在美國紐瓦克港參加“理想-X”號首航儀式?！袄硐?X”號駛離紐瓦克港后，沿美國東海岸航行6d到達休斯敦港，其載運的集裝箱被等候在碼頭的58輛卡車繼續(xù)運至最終目的地。當時同等航程的中型散貨船的單位運輸成本為5.83美元/t，明顯高于“理想-X”號的單位運輸成本。
“理想-X”號首航取得了令人興奮的成功，展現(xiàn)了集裝箱運輸?shù)墓饷髑熬?。在此基礎(chǔ)上，麥克萊恩將6艘C-2型貨船改造成專用集裝箱船，使其貨艙也能裝載集裝箱。C-2型貨船設(shè)計于1937—1938年，建造于1939—1945年，共有173艘，以船長140m、船寬19m為主流尺寸。與之前建造的其他類型的貨船相比，C-2型貨船的速度和燃油經(jīng)濟性都非常出色。麥克萊恩對C-2型貨船的改造設(shè)想是：在貨艙中設(shè)置金屬格柵，從而使集裝箱能夠多層堆放，避免集裝箱在船舶航行過程中發(fā)生移位，并且方便起重機吊裝、吊卸集裝箱。改造后的C-2型貨船甲板和貨艙一共能夠裝載226個集裝箱。1957年10月4日，經(jīng)過改裝的世界第一艘全集裝箱船“蓋特威城”號（Gateway City）投入休斯敦一邁阿密一紐瓦克航線運營?！吧w特威城”號為裝卸貨物而停靠在碼頭的時間僅為15h，而同等噸位的雜貨船則長達7d。此外，“蓋特威城”號的裝卸費用僅為普通貨船的1/37?！吧w特威城”號的運營獲得前所未有的成功，由此開創(chuàng)了集裝箱運輸?shù)男录o元。
3 集裝箱規(guī)格的標準化和種類的多樣化
3.1 集裝箱規(guī)格的標準化
在集裝箱運輸發(fā)展的初期，公路運輸和鐵路運輸采用的集裝箱規(guī)格不同；后來，公路運輸和鐵路運輸采用的集裝箱規(guī)格趨于統(tǒng)一，但不同國家和地區(qū)之間的集裝箱規(guī)格仍然存在很大差異。自從海上集裝箱運輸興起后，公路集裝箱運輸、鐵路集裝箱運輸和海上集裝箱運輸?shù)穆?lián)系日益緊密，加之海上集裝箱運輸多為國際運輸，如果繼續(xù)采用外形、尺寸和質(zhì)量各不相同的集裝箱，不僅將給國際貿(mào)易和運輸帶來諸多不便，而且不利于集裝箱運輸效率的提高。在此背景下，美國標準化協(xié)會（現(xiàn)為“美國國家標準化學會”）于1958年開始研究制定集裝箱外形標準，并于1960年制定美國第一個集裝箱標準。1961年6月，國際標準化組織集裝箱技術(shù)委員會成立，并開始研究制定國際集裝箱標準。1964年，國際標準化組織集裝箱技術(shù)委員會制定了第一個關(guān)于集裝箱尺寸和額定質(zhì)量的國際標準，有力地推動了國際集裝箱標準化進程，對促進國際集裝箱運輸發(fā)展起到積極作用。1966年，海陸服務公司開始在紐約至歐洲航線上采用國際標準集裝箱。
目前通用的國際標準集裝箱主要包括：（1）20英尺標準集裝箱，長20英尺（6096mm），寬8英尺（2438mm），高8.5英尺（2591mm）；（2）40英尺標準集裝箱，長40英尺（12192mm），寬8英尺，高8.5英尺；（3）40英尺高箱，長40英尺，寬8英尺，高9.5英尺（2896mm）。
3.2 集裝箱種類的多樣化
隨著集裝箱運輸優(yōu)勢的不斷顯現(xiàn)，越來越多的貨主選擇集裝箱運輸。為適應貨主的運輸需求，集裝箱種類也不斷豐富，主要包括：（1）干貨集裝箱，用于運輸不需要調(diào)節(jié)溫度的普通雜貨；（2）散貨集裝箱，用于運輸粉末狀、顆粒狀的散貨；（3）液貨集裝箱，用于運輸液體貨物；（4）冷藏集裝箱，用于運輸對溫度有要求的冷凍、保溫、保鮮等貨物，箱內(nèi)裝有冷機，并在內(nèi)壁敷設(shè)熱導率較低的材料；（5）汽車集裝箱，用于運輸汽車，箱內(nèi)可分為2層；（6）牲畜集裝箱，用于運輸活牲畜，有通風、喂料和除糞等裝置；（7）掛衣集裝箱，用于運輸高級成衣，可避免成衣產(chǎn)生褶皺；（8）框架集裝箱，用于運輸超大或超重貨物。
4 集裝箱裝卸設(shè)備的發(fā)展歷程
在海上集裝箱運輸興起之初，集裝箱裝卸是通過碼頭或船上配備的起重機完成的。由于大多數(shù)碼頭或船上的起重機無法起吊l0t以上的集裝箱，麥克萊恩向一家廢棄的造船廠購買了2臺懸臂回轉(zhuǎn)式起重機，并對其進行改造。改造后的懸臂回轉(zhuǎn)式起重機的結(jié)構(gòu)高度降低，并且可以沿著與船身平行的碼頭鐵軌移動。這2臺起重機分別安裝在紐瓦克港和休斯敦港，為“理想-X”號提供集裝箱裝卸服務。盡管改造后的懸臂回轉(zhuǎn)式起重機的裝卸效率比傳統(tǒng)起重機提高好幾倍，但仍然存在操作難度較大的問題，無法適應大規(guī)模裝卸作業(yè)。應麥克萊恩的要求，美國華盛頓州斯卡吉特鋼鐵廠制造了一臺龍門起重機。這臺起重機有4條支腿，其中2條支撐在碼頭鐵軌上，另外2條搭在船舶外側(cè)的甲板上。該起重機大車可以沿碼頭鐵軌移動，起吊行車可以在船身與碼頭間移動。龍門起重機的使用進一步提高了集裝箱的裝卸效率。
當麥克萊恩積極推動海上集裝箱運輸發(fā)展時，美國另一家船公司——麥特森航運公司也在密切關(guān)注集裝箱運輸?shù)陌l(fā)展。通過數(shù)據(jù)分析，麥特森航運公司認為集裝箱的最佳長度范圍是20～25英尺。該公司還在集裝箱上加裝鋼質(zhì)角柱，以提高集裝箱的承載能力。
在休斯敦港“蓋特威城”號的首航儀式上，麥特森航運公司的員工發(fā)現(xiàn)龍門起重機存在安全隱患：當2臺起重機同時起吊2個重箱時，如果起重機發(fā)生搖晃，有可能導致船舶傾覆。為消除這一安全隱患，麥特森航運公司開始重新設(shè)計起重機。1959年1月9日，世界第一臺岸邊集裝箱起重機在舊金山港投入使用。這臺起重機高達113英尺（34.44m），由2個A形支架和夾在中間的水平吊臂組成；支架的4個支腿裝有車輪，可以沿碼頭鐵軌移動；支腿的橫向間距為34英尺（10.36m），允許2輛卡車或2列火車并排從起重機下方通過；水平吊臂長95英尺（28.96m），足以橫跨整個船身；吊臂后端為壓重物。與龍門起重機相比，岸邊集裝箱起重機在作業(yè)過程中不會發(fā)生搖晃，裝卸更為安全，裝卸效率更高。
隨著技術(shù)的不斷進步，當前岸邊集裝箱起重機已發(fā)展到可同時起吊3個40英尺集裝箱（見圖1），在裝卸效率、安全性能、自動化程度等方面均有質(zhì)的飛躍。
集裝箱碼頭指由港池、錨地、進港航道、泊位等水域范圍以及貨運站、堆場、碼頭前沿、辦公生活區(qū)域等陸域范圍組成的能夠容納完整的集裝箱裝卸操作過程且具有明確界限的場所。作為集裝箱裝卸的主要場所，集裝箱碼頭的現(xiàn)代化發(fā)展水平對承運人、托運人、制造商和最終消費者都將產(chǎn)生重要影響。隨著集裝箱運輸?shù)呐畈l(fā)展，現(xiàn)代集裝箱碼頭的基礎(chǔ)設(shè)施、作業(yè)能力和管理水平均有顯著提升，主要表現(xiàn)為：（1）具備滿足大型集裝箱船靠離泊作業(yè)要求的前沿水深和水域范圍，能夠確保船舶安全靠離泊；（2）具備足夠的陸域范圍，能夠滿足集裝箱堆存和堆場作業(yè)需求；（3）擁有各種集裝箱裝卸和搬運設(shè)備，能夠高效、安全地完成裝卸作業(yè)和集疏運；（4）采用信息化管理手段，最終實現(xiàn)碼頭作業(yè)的自動化。
5 集裝箱船的大型化趨勢
集裝箱標準在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)統(tǒng)一后，國際集裝箱運輸進入高速發(fā)展期，集裝箱船大型化的發(fā)展速度之快更是令人驚嘆（見表1）。在集裝箱船大型化浪潮中，我國造船業(yè)的表現(xiàn)引人注目：2008年4月3日，中日合資的南通中遠川崎船舶工程有限公司向中遠集運交付最大載箱量為10062TEU的“中遠大洋洲”號集裝箱船；2015年7月27日，上海外高橋造船有限公司向達飛輪船交付最大載箱量為1.8萬TEU的“達飛·瓦斯科·達伽馬”號集裝箱船；2016年7月8日，上海外高橋造船有限公司為中國遠洋（香港）公司建造的2萬TEU集裝箱船正式開工；2017年9月19日，達飛輪船與上海外高橋造船有限公司、滬東中華造船（集團）有限公司簽署9艘2.2萬TEU集裝箱船建造合同。由此可見，我國造船業(yè)已跨入世界超大型集裝箱船開發(fā)、設(shè)計和建造的第一方陣。
6 我國集裝箱運輸業(yè)發(fā)展概況
我國集裝箱海運業(yè)起步較晚，1978年1月才開始在中日航線的雜貨班輪上捎帶集裝箱。然而，經(jīng)過近40年的快速發(fā)展，我國已躋身世界集裝箱航運大國之列：中遠海運集裝箱運輸有限公司是全球第四大集裝箱船公司；在全球集裝箱吞吐量排名前10位的港口中，我國港口占有7個席位，其中上海港集裝箱吞吐量連續(xù)7年位居全球第一；我國是集裝箱生產(chǎn)大國，集裝箱產(chǎn)量占全球集裝箱總產(chǎn)量的90%以上；我國是造船大國，超大型集裝箱船的設(shè)計和建造能力已位居世界前列；我國自動化集裝箱碼頭技術(shù)已達到世界先進水平；上海振華重工（集團）股份有限公司在全球港口機械領(lǐng)域的市場份額已達到90%。
7 集裝箱運輸發(fā)展趨勢
未來集裝箱運輸將呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢1）集裝箱船的智能化水平繼續(xù)提升，將向無人化方向發(fā)展；（2）大型集裝箱船使用液化天然氣作為燃料，甚至采用核動力驅(qū)動，在延長續(xù)航時間和提高載箱能力的同時實現(xiàn)零碳排放；（3）集裝箱碼頭將繼續(xù)向決策智能化、作業(yè)自動化、現(xiàn)場無人化、能源綠色化方向發(fā)展，生產(chǎn)作業(yè)的高效性、安全性、可靠性、穩(wěn)定性將繼續(xù)提升；（4）集裝箱、集裝箱船、集裝箱碼頭之間自動傳遞和共享信息，使集裝箱運輸更加智能、高效。
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