摘要：基于5G技术的智能交通，将会大大改变现有社会的物流管理模式。本文以港口无人货运AGV运输车及相关的无人货运配套设施为主要研究对象，探讨受限制区域中港口无人货运的运营成本问题，通过作业成本法对无人货运运营成本的结构进行分析，确定港口运营成本中各作业动因之间的关系。

　　关键词：港口;无人货运;运营成本;动因研究

　　近年来随着中国进出口贸易日益繁荣，港口码头物流压力倍增，需要24小时高效、安全、精准运转的港口，对于无人化运输的需求非常迫切，而港内集装箱自动驾驶卡车，可以在很大程度上解决司机短缺，且大幅降低港口运营成本，提升运营效率。2017年12月10日，上海洋山深水港四期自动化码头正式开港。洋山港是目前全球最大的单体自动化智能码头，配置26台岸桥、120台轨道吊、130台AGV(Automated Guided Vehicle)，2019年1月至6月洋山港集装箱吞吐量达到999万标准箱。2018年4月18日，一汽解放J7下线暨L4级系列智能车发布活动在青岛港集装箱码头成功举行。搭载L4级驾驶系统的商用重卡解放J7全程以无人驾驶状态工作，顺利完成了包括自动装货、行驶、转向、停车、卸货等一系列关键港口标准作业，成为首次在港口真实生产环境下的商用车实地作业。2019年1月，中国重汽集团研发的两款无人驾驶汽车在山东省内第一条智能网联汽车测试道路举行。在无人干预的情况下，装配有激光雷达、高清摄像头和智能计算单元的自动驾驶电动卡车，能够完成道路行驶、精确停车、集装箱装卸、障碍物响应等指定动作，实现集装箱从岸边到堆场的全程自动驾驶。

　　根据美国自动工程师学会标准，自动驾驶按照汽车控制权及安全责任分配可分为不同级别：0级为完全驾驶员驾驶，完全由人来操作汽车，可以得到保护系统辅助和警示;1级为辅助驾驶，通过驾驶环境分析，可以对方向盘和加减速度其中一项辅助控制;2级为部分自动化驾驶，对方向盘和加减速度等多项操作提供辅助控制;3级为特定条件下自动化驾驶，汽车可进行自动驾驶，需要人提供一定操作;4级为高度自动化驾驶，汽车可进行自动驾驶，人不一定需要提供操作;5级为完全自动化驾驶，不需要人为操作。

　　目前商用无人驾驶营运主要分为两块，一块是公共道路，主要是高速公路等干线运输重卡的无人驾驶;另一块是受限制区域，包括港口、矿山、短途无人配送、城市及园区环卫等。除了应用场景的契合，无人驾驶卡车在运营成本上也更具优势。由于无人驾驶的卡车可以不间断连续工作24小时，相比人工驾驶，无人驾驶卡车大约能降低15%的成本。并且无人驾驶卡车一定程度上也能减少在矿区等高危作业环境中存在的人员安全问题。如果无人驾驶卡车能够为客户减少成本、提高效率和收入，同时又提升安全性，客户很自然有足够的动力为新技术买单。目前急需研究在严格交通管制下，将配送与无人货运结合，提升物流服务能力的方案。

　　2. 按照作业类型确定无人货运运营的作业中心

　　本文聚焦无人货运作业的整体过程，根据不同种类的作业类型，按照作业过程中所消耗资源的相似性编入一个作业中心(成本库)中，如：车辆检修、测量保养、更换零部件、轮胎等作业归入无人驾驶汽车维修保养作业中心，再例如将无人货运系统的更新、监控、调试等作业归入系统监测和维护作业中心，然后再分类讨论各个运营中心对整体无人货运运营的影响。

　　2.1 自动引导车(AGV)运行作业中心

　　现阶段较为先进的无人化港口均采用以电力驱动的自动引导车(AGV)，因为其在能源使用方式、运行控制和绿色港口运营方面有明显的优势。在自动引导车运行过程中需要到充电中心进行自动换电或自动充电，然后再参与到下一次的运行。

　　自动引导车行驶作业和货物的自动装卸作业是实现无人货运的基础，承担着将货物安全、高效运输到指定位置的任务。其运行是否正常、流程决定着无人货运运营的效率与成果。

　　表1 自动引导车(AGV)运行作业中心作业类型

　　如表1所示，在日常的无人货运运营中与传统货运相比最为明显的区别是：无人货运采取自动引导车行驶、自动装卸搬运。自动感知和规避障碍，并可按照订单类型自动计算出最优的行进路线。采取无人化货运后整体的效率较传统类型可以提高至少30%，同时作业错误比例也大大减少。

　　2.2 无人货运系统监测和维护作业中心

　　无人货运并不是完全意义上的“无人”，在运营后台会有专业的技术人员对港口的无人货运运营进行不断的监控，处理紧急突发事件，同时对系统所出现的漏洞进行修改。随着货运环境的不断改变，原有的无人货运系统也要进行不断更新以保证运行的最优化。

　　订单的合理分配也是保证运行高效的重要环节，在传统货运体系下，订单由订单系统分配到司机，但是系统分配选择和司机的执行状况并不一定相符，并且现实中的运行状况也没有办法反馈到订单系统中去，这就对整体货运流畅的运行会产生一定的阻碍，尤其是在高峰时间段，往往一个订单的分配或执行错误将会使整条线路发生拥堵。在无人货运运行系统中订单的分配和执行都在一个系统中，这样使得订单分配和执行的效率大大提高，同时也可以在无人货运运行发生变化时能够及时调整订单的分配，使无人货运更加柔性化。

　　表2 无人货运系统监测和维护作业类型

　　如果将无人货运看成是一个动态的有机体的话，那么毫无疑问无人货运系统是相当于大脑的作用，整体无人货运运营的指令都是从无人货运系统中发出并执行。无人货运由于没有人的直接参与，面对现实的运行情况和突发事件，无法像人一样采取主观的判断和决策，只能按照预先设定完成的程序进行处理，所以无人货运系统对于现实运营状况的完整性和应变能力是至关重要的。

　　2.3维修检查作业中心

　　无论是传统的货运和无人货运正常运行都离不开维修和检查作业，由于智能系统最大程度上替代了人工操作，所以无人货运所必须的固定设备远多于传统货运运营，同时由于缺少人的主观认知和判断能力，要保证无人货运运行正常而不出漏洞，日常的维修和检查就变得极其重要。

　　表3 维修检查作业中心作业类型

　　维修保养作业中心主要服务于自动引导车和其他固定设备(如：轨道吊、自动装卸装置等)，作业类型涉及日常检查、维修和更换零部件这三类，其中日常检查是最为基础也最重要的一环，如表3所示。检查分为对现场检查和数据分析，由于无人货运自动运营，智能化程度高，所以绝大部分的检查工作是对日常作业数据的分析，来判断无人货运的运行情况和非正常状况。

　　2.4 无人货运运营管理作业中心

　　运营安全作业主要预防可能发生的情况(如电力缺乏、极端天气等)以及对安全设施进行不断地更新和检查，主要内容包括安全指标的设定和更新、常规和非常规的安全检查以及对安全检查人员的培训。

　　突发事件应急处理作业指在较短的时间内，由于受到突发事件或系统自身原因，无人货运运行与正常情况发生较大偏离时，能够及时有效地对事件进行处理，对已经发生的整体运行损失要及时止损，并采取相应措施防止同类事件再次发生。

　　无人货运和其它商业运营一样，都需要财务管理的作业，以此保证无人货运各类作业运行资源的供应和盈利价值的体现。主要内容是负责无人货运各类财务活动以及处理财务关系的管理作业。

　　表4 无人货运运营管理作业中心作业类型

　　3 无人货运车运营成本动因分析

　　在作业成本法中，成本动因可分为资源成本动因和作业成本动因。资源成本动因是引起作业成本增加的驱动因素，用来衡量一项作业的资源消耗量。作业成本动因是衡量一个成本对象（产品或服务）需要的作业量,是产品成本增加的驱动因素。作业成本动因的选择主要取决于作业活动的性质。

　　在一个作业中心影响总成本增加的有多个作业动因和资源动因，为保证研究的可操作性，本文最终合并了其中相似无人货运的成本动因，并在讨论中只选取对最终成本影响较为明显的成本动因。我们将一个作业中心分为多类成本库，成本库主要是从资源消耗层面分析成本动因对成本库成本变动的影响集合，如表5至表8所示。

　　表5 自动引导车(AGV)运行的成本动因

　　表6无人货运系统监测和维护作业中心的成本动因

　　表7 维修检查作业中心的成本动因

　　表8 无人货运运营管理作业中心的成本动因

　　根据上述分析得出无人货运的成本动因之后，根据作业成本法及实际调研确定数据进行计算，可得出无人货运运营的成本。

　　4 研究结论

　　现阶段全自动化无人码头的主要突破方向是对无人运输车辆的应用。现阶段自动化集装箱码头无人货物运输主要有2种模式：一种是采用自动导引车(AGV)+地面埋设磁钉方案，另一种就是采取无人驾驶电动港口牵引车。采取无人驾驶电动港口牵引车会使前期成本投入较大，相关设备的生产尚不具有规模，导致生产成本较高。加之无人驾驶电动港口牵引车及其相关市场的规模不大，不能形成市场化的公平价格，这都使得采取无人驾驶电动港口牵引车前期投入成本可能超过预期，在资金投入方面以及技术门槛较高。

　　但是从长期来看，相对于传统的货运方式无人运输车辆拥有较为明显的优势，如可以24小时连续作业，有利于作业工人的身体健康等。采用无人驾驶运输会对传统的货物运输方式产生较大影响，两者运营体系有所不同，其运行的特殊性需要无人设施规模化运行才能最终降低运输成本实现社会效益最大化，必要时可以采取政府补贴的方式对港口智能无人系统进行推广。当无人货运技术有较大的成本压缩空间时，实际应用的前景更为广阔，可以从运行作业中心、无人货运系统监测和维护作业中心、维修检查作业中心和运营管理作业中心的不同作业类型进行运营成本控制。C

　　基金项目：北京市社会科学基金研究基地项目(2017JDGLB017);北京市优秀人才培养资助项目“京津冀多式联运枢纽动态监测网络平台构建研究”;2019北京市教委大学生科研深化“实培”项目.

　　(作者单位：北京物资学院物流学院)

　　参考文献

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　　http://www.sohu.com/a/309979290_115433. 2019,04.

　　[3] 黄正新，董皓，汪涛，吕宙.武汉光谷有轨电车运营成本测算与分析[J].人民公交，2018(11):80-84.