Ан кран STS Осуществляет погрузку и разгрузку судов у причала. Козловой кран РТГ Грузовик штабелирует и извлекает контейнеры на территории склада — на резиновых шинах, что позволяет ему перемещаться между полосами движения. Портальный кран Выполняет те же работы на складской площадке, но с использованием стационарных рельсов, обеспечивая более высокую плотность складирования и более широкие возможности автоматизации. Три типа терминалов не конкурируют напрямую: большинство контейнерных терминалов используют все три последовательно, каждый из которых охватывает отдельную операционную зону.

Сравнение имеет значение при принятии решений о конфигурации — сколько кранов каждого типа использовать, какие характеристики заказать и где найти компромисс между гибкостью и автоматизацией. Эти решения требуют реальных капитальных вложений и более чем 20 лет эксплуатационных расходов. В разделах ниже подробно рассматривается каждый тип крана, указываются различия, имеющие значение на этапе закупки, и предлагается структура выбора, основанная на пропускной способности терминала и его компоновке.

Что на самом деле делает каждый тип крана

STS Кран
STS Кран
Электрический козловой кран
Электрический козловой кран
Козловой мостовой кран
Козловой мостовой кран

Прежде чем сравнивать технические характеристики, полезно уточнить их назначение. Эти три категории кранов работают в разных зонах контейнерного терминала и не являются взаимозаменяемыми.

STS Crane: Интерфейс причала

Судовой кран (STS) крепится к причалу и работает исключительно на стыке с судном. Его стрела выдвигается над палубой судна, захватное устройство поднимает контейнер из трюма или штабеля на палубе, и контейнер перемещается на ожидающее транспортное средство в зоне перегрузки на суше. Судовой кран не перемещает контейнеры на площадку; он передает их на перроне.

Технические характеристики крана STS (Storage and Land Cruiser) определяются размером судна. Вылет стрелы — расстояние, на которое стрела выступает над судном, — определяет, для каких классов судов может работать кран. Кран STS класса Post-Panamax с вылетом стрелы 52 м подходит для судов шириной до 18 рядов контейнеров; кран класса Neo-Panamax с вылетом 65 м подходит для сверхбольших контейнеровозов с 24 рядами контейнеров. Грузоподъемность под спредером составляет от 40 до 100 тонн в зависимости от класса крана. Цена покупки варьируется от 1,2 млн до 1,4 млн до 1,4 млн за полностью укомплектованную конфигурацию, подходящую для сверхбольших контейнеровозов.

Кран RTG: Гибкая система штабелирования на площадке

Козловой кран на резиновых колесах — RTG-кран — работает на контейнерной площадке, осуществляя штабелирование и извлечение контейнеров в специально отведенных блоках. Отличительной характеристикой является мобильность: краны RTG передвигаются на резиновых колесах, поворачиваются на 90 градусов для смены полосы движения и могут быть переназначены между блоками площадки без изменения инфраструктуры. Эта гибкость делает кран RTG наиболее предпочтительным оборудованием для контейнерных площадок на терминалах с переменным объемом перевозок или ограниченными капитальными бюджетами на строительные работы.

Стандартные краны RTG штабелируют контейнеры в два яруса: один над пятью или один над шестью, охватывая шесть или семь рядов контейнеров плюс полосу для грузовиков. Грузоподъемность под спредером обычно составляет 35–50 тонн. Ориентировочная закупочная цена варьируется от 1 тонны 4 тонн (0,70 млн до 1 тонны 4 тонн (1,50 млн)) за единицу в зависимости от высоты штабелирования, пролета и конфигурации привода. Варианты источников энергии включают дизель-электрический, гибридный и полностью электрический (кабельный барабан или шинопровод) — все более важное решение при закупке, учитывая цели по декарбонизации портов.

Кран RMG: Автоматизированная площадка высокой плотности

Козловой кран на рельсовом ходу — кран RMG — выполняет ту же функцию штабелирования на площадке, что и кран RTG, но перемещается по неподвижным наземным рельсам. Рельсовая конструкция обеспечивает более высокую точность позиционирования, более высокую высоту штабелирования — от 1 к 6 до 1 к 8 в автоматизированных конфигурациях — и структурную прочность, необходимую для полностью автоматизированной работы терминала. Компромисс заключается в негибкости: кран RMG не может менять полосы движения, а проектирование рельсового основания и планировки площадки должно быть выполнено до прибытия кранов.

Краны RMG являются стандартным оборудованием для автоматизированных контейнерных терминалов (АКТ). Благодаря детерминированной траектории движения они совместимы с автоматизированными транспортными средствами (AGV) или автоматизированными системами перевалки (AutoStrad) на наземной стороне терминала. Цена покупки варьируется от $0,60 млн до $1,20 млн и более в зависимости от пролета, конфигурации штабелей и технических характеристик автоматизации.

Кран STS, кран RTG и кран RMG: прямое сравнение.

Судопогрузочный кран
Судопогрузочный кран
Козловой кран RTG
Кран RTG
Портальный перегрузочный кран с высокой штабелируемостью
Кран RMG

В таблице ниже показаны ключевые различия по параметрам, определяющим решения в области закупок и оперативной деятельности.

Параметркран STSКозловой кран РТГПортальный кран
Основная функцияПогрузка/разгрузка судовУкладка на складе, гибкая конструкция.Складирование на складе, высокая плотность
Рабочая зонаТолько причал на набережнойПолосы движения в двореСтационарные железнодорожные пути на территории депо
Грузоподъемность40–100 т35–50 т35–60 т
высота стопкиН/Д (функция спального места)от 1-старшего 5 до 1-старшего 6от 1-го числа 6 до 1-го числа 8
МобильностьСтационарный рельс, набережнаяРезиновые шины, управляемыйСтационарная наземная рельса
Гибкость полосы движенияНет — фиксированное местоВысокий — движение по поперечной полосеНет — рельсовое крепление
Готовность к автоматизацииПолуполный / полныйРучной / полуавтоматическийСтандарт полной автоматизации
гражданская инфраструктураКрановый рельс + площадка для причалаМощеная поверхность двораНаземная железная дорога + точное гражданское строительство
Ориентировочная цена за единицу$1.18M – $4.41M+$0.70M – $1.50M$0.60M – $1.20M
Источник энергииэлектросетевойДизель-электрический / гибридный / электрическийэлектросетевой
Типичное применениеВсе контейнерные терминалыТерминалы общего назначенияАвтоматизированные/высокопроизводительные терминалы

Источник: FEM 1.001 классификация обязанностей; ISO 4301 Классификация кранов; Рабочая группа 135 PIANC. Все цены указаны ориентировочно, на условиях FOB заводской цены.

Ключевые различия, влияющие на решение о выборе.

Одних только технических характеристик недостаточно, чтобы определить, какой кран куда подходит. Стоимость крана RTG значительно ниже, чем у крана STS, но эти две машины никогда не конкурируют за одну и ту же задачу — одна работает на причале, другая — на площадке. Решения, которые действительно имеют значение, гораздо уже: должна ли техника на площадке быть на рельсах или на резиновых колесах, и оправдывает ли план автоматизации терминала инвестиции в строительные работы, необходимые для крана RMG. На эти решения влияют три фактора.

Мобильность против плотности: ключевой компромисс между РТГ и РМГ

Кран RTG и кран RMG являются прямой альтернативой для складирования грузов на площадке, и выбор между ними, по сути, представляет собой компромисс между операционной гибкостью и плотностью складирования. Кран RTG можно перенаправить между блоками площадки за несколько часов — это полезно, когда схема расположения причалов меняется в зависимости от сезона или когда терминал обрабатывает несколько типов грузов в разных зонах. Кран RMG не может перемещаться между железнодорожными путями, но его фиксированная траектория движения обеспечивает точность позиционирования ±5–10 мм, что является необходимым условием для автоматизированной горизонтальной транспортировки.

Плотность погрузки имеет значение, поскольку площадь складской площадки часто является ограничивающим фактором для пропускной способности терминала. Кран RTG, укладывающий контейнеры по схеме 1-х на 5 контейнеров в полосе шириной 6 контейнеров, обеспечивает примерно 800–900 TEU на гектар складской площадки. Кран RMG, укладывающий контейнеры по схеме 1-х на 7 контейнеров в автоматизированном блоке шириной 8 контейнеров, может обеспечить пропускную способность более 1400–1600 TEU на гектар. Для терминалов в портовых городах с ограниченными земельными ресурсами — Роттердаме, Сингапуре, Гонконге — преимущество крана RMG в плотности погрузки оправдывает более высокие строительные затраты и меньшую гибкость. Для терминалов с доступной землей и переменными грузопотоками более веским аргументом является адаптивность крана RTG.

Автоматизация: почему краны RMG занимают лидирующие позиции на рынке автоматизированных терминалов.

В полностью автоматизированных контейнерных терминалах для операций на территории практически повсеместно используются краны RMG, а не краны RTG. Причина – точность позиционирования. Автоматизированные горизонтальные транспортные системы – AGV, ALV и автоматизированные козловые краны – требуют от крана размещения контейнеров в заданной точке погрузки с жесткими допусками. Передвижение крана RTG на резиновых колесах вносит вариации в положение, которые трудно полностью устранить только с помощью систем навигации. Передвижение крана RMG по рельсам исключает эту переменную, обеспечивая повторяемость, необходимую для автоматизации.

Несколько производителей предлагают автоматизированные системы RTG (ARTG), которые решают эту проблему с помощью лазерного и DGPS-навигации, и они развернуты на ряде терминалов. Однако в инженерном деле контейнерных терминалов существует консенсус относительно того, что кран RMG остается более надежной платформой автоматизации — меньшие затраты на техническое обслуживание системы наведения, более высокая точность позиционирования и более длительный срок службы в больших масштабах.

Ситуация с автоматизацией кранов STS (перевозка грузов с судна на берег) обособлена: полуавтоматические и полностью автоматизированные краны STS все чаще используются на новых терминалах, где дистанционное управление из централизованной кабины заменяет кабину оператора внутри крана. Это влияет на технические характеристики крана STS независимо от выбора крана на верфи.

Структура затрат: где находится реальное сравнение?

Сравнение закупочных цен на отдельные краны трех типов вводит в заблуждение без учета полной картины затрат на инфраструктуру и срок службы.

Стоимость одного крана RTG составляет от 1,5 до 3,5 млн. тонн 4 тонн, но терминалу требуется больше единиц груза на один TEU, чем обеспечивает конфигурация с краном RMG на той же площади — и дизель-электрические краны RTG сопряжены со значительными затратами на топливо и выбросы, которых нет у электрических кранов RMG. Терминал с пропускной способностью 500 000 TEU в год может использовать 12–16 кранов RTG, тогда как эквивалентная автоматизированная конфигурация крана RMG использует 6–8 машин.

Стоимость одного крана RMG составляет 100 4-тонный (2,5–100 4-тонный), но для его эксплуатации требуются инвестиции в железнодорожную и гражданскую инфраструктуру в размере 100 4-тонный (3–100 4-тонный) на каждый кран, чего не требуется для крана RTG. Инвестиции в гражданское строительство необратимы — после постройки компоновка площадки остается неизменной на весь срок службы крана.

Кран STS не заменяет ни один из типов кранов, используемых на верфи. Его стоимость является самостоятельным вложением средств в обустройство причала, а необходимое количество кранов STS определяется объемом заходов судов и целевыми показателями заполняемости причалов, независимо от выбора оборудования на верфи.

Получить индивидуальное предложение сейчас

Какой тип крана подходит для вашего терминала?

Ни один тип крана не является универсально превосходящим другие. Правильный ответ зависит от четырех факторов, специфичных для конкретного объекта.

Объём пропускной способности и траектория роста

Для терминалов с объемом грузооборота менее 300 000 TEU в год и умеренными прогнозами роста краны RTG, как правило, обеспечивают наилучшую капитальную эффективность: более низкая себестоимость единицы продукции, отсутствие необходимости в высокоточных строительных работах и гибкость в поэтапном масштабировании оборудования. Терминалам, ориентированным на объем грузооборота 500 000 TEU и более, или тем, у кого есть ограничения по площади, требующие штабелирования более чем в соотношении 1/5, следует серьезно рассмотреть возможность внедрения кранов RMG, особенно если автоматизация входит в план на 5–10 лет.

Наличие земельных участков и планировка двора.

Краны RTG работают на стандартных асфальтированных площадках. Для кранов RMG требуются специально спроектированные железнодорожные фундаменты с допусками на осадку, измеряемыми в миллиметрах, что влечет за собой значительные строительные затраты в условиях плохих грунтов. Если на площадке терминала имеются геотехнические проблемы, гибкость поверхности крана RTG позволяет избежать существенных проблем с проектированием фундамента, которые возникли бы при использовании крана RMG.

Дорожная карта автоматизации

Если десятилетняя стратегия терминала включает полную автоматизацию, то выбор кранов RMG с самого начала позволит избежать дорогостоящего перехода с инфраструктуры кранов RTG на более поздний этап. Существуют автоматизированные системы модернизации RTG, но они дорогостоящи и создают значительные операционные неудобства. Построение системы автоматизации с использованием обычного парка кранов RTG возможно, но это редко бывает самым дешевым вариантом.

Цели декарбонизации

Электрические краны RMG, работающие от сети, не производят прямых выбросов в процессе эксплуатации. Краны RTG с дизель-электрическими приводами этого не делают, и хотя сейчас доступны гибридные и полностью электрические варианты RTG, стоимость электрификации за единицу ($200 000–$500 000 доплаты) и требования к инфраструктуре различаются. Для портов, работающих в условиях строгих норм выбросов — все более распространенных в европейских и восточноазиатских юрисдикциях — присущая кранам RMG архитектура, работающим от сети, сама по себе является аргументом в пользу закупки.

Заключение

Кран STS обеспечивает взаимодействие с судном; кран RTG предлагает гибкие возможности штабелирования на площадке; кран RMG обеспечивает автоматизированное хранение с высокой плотностью. Эти три типа дополняют друг друга, а не конкурируют, и большинство контейнерных терминалов используют все три. Ключевым вопросом при выборе оборудования для площадки является выбор между кранами RTG и RMG, и этот выбор зависит от четырех переменных: объем перевалки, наличие земельных участков, сроки автоматизации и требования к выбросам.

Если вы выбираете оборудование для терминала или проекта по замене парка техники, правильной отправной точкой является имитационная модель терминала, использующая ваши фактические прогнозы по количеству TEU, полигон местности и часы работы, а не сравнение цен за единицу. Наша инженерная команда может помочь в проведении такого анализа.

Получить индивидуальное предложение сейчас

Часто задаваемые вопросы

В1: В чем основное различие между краном RTG и краном RMG?

И краны RTG, и краны RMG являются оборудованием для штабелирования на складских площадках, но различаются по мобильности и применению. Кран RTG передвигается на резиновых шинах и может перемещаться между складскими полосами, что дает операторам терминала гибкость в перераспределении оборудования в зависимости от изменения грузовых потоков. Кран RMG передвигается по фиксированным наземным рельсам, что ограничивает гибкость полос, но обеспечивает более высокую точность позиционирования, большую высоту штабелирования и полную интеграцию в автоматизацию. Кран RTG является стандартным выбором для терминалов общего назначения с переменной пропускной способностью; кран RMG является предпочтительной платформой для автоматизированных контейнерных площадок высокой плотности. Выбор между ними в первую очередь определяется наличием земельных участков, целевыми показателями пропускной способности и тем, планирует ли терминал автоматизацию в рамках своего плана. Большинство новых проектов автоматизированных терминалов, построенных с 2010 года, выбирают краны RMG именно по этим причинам.

В2: Можно ли использовать кран STS для складирования на площадке?

Нет. Кран STS (судно-береговой кран) разработан специально для взаимодействия с причалом: он перемещает контейнеры между судном и терминальной площадкой. Его вылет стрелы, ширина колеи и конструкция не подходят для складирования на площадке, а фиксированное расположение рельсов на причале делает физически невозможным развертывание на площадке. Складирование на площадке — это функция кранов RTG и RMG. Кран STS передает контейнеры горизонтальному транспортному средству — грузовику, автоматизированной транспортной системе или козловому крану — в зоне перегрузки на площадке, и это транспортное средство перемещает контейнер к оборудованию площадки. Объединение двух функций в одной машине не является жизнеспособной конфигурацией в стандартных операциях контейнерного терминала.

В3: Сколько кранов RTG обычно требуется контейнерному терминалу?

Примерный ориентир для планирования размещения кранов RTG — один кран RTG на каждые 50 000–80 000 TEU годового грузооборота, в зависимости от времени простоя на площадке, конфигурации блоков и часов работы. Терминал, обрабатывающий 400 000 TEU в год, может использовать 6–10 кранов RTG в обычных условиях простоя; терминалы с более длительным средним временем простоя или более высоким соотношением пиковых и средних нагрузок требуют пропорционально большего количества оборудования. Этот ориентир является лишь отправной точкой — для точного расчета парка кранов требуется модель дискретного моделирования событий с использованием фактической схемы расположения причалов, планировки площадки и времени горизонтального цикла транспортировки терминала. Недостаточное определение парка кранов RTG приводит к заторам на площадке, которые ограничивают производительность причалов независимо от количества используемых кранов STS.

В4: Каков срок службы кранов STS, RTG и RMG?

Все три типа кранов рассчитаны на 25-летний срок службы конструкции в соответствии с их расчетным классом нагрузки (FEM). На практике срок службы в значительной степени зависит от того, работает ли кран в рамках своего расчетного класса нагрузки, насколько тщательно планируется техническое обслуживание и проводятся ли капитальные ремонты конструкции и механики в середине срока службы с соответствующей периодичностью (обычно 12–15 лет). Краны STS на высокопроизводительных причалах иногда достигают 30 лет службы с одним или двумя капитальными ремонтами. Краны RTG, работающие в непрерывном многосменном режиме, как правило, подвергаются более быстрому износу шин, приводных систем и конструктивных соединений, а реальный срок службы на терминалах с интенсивной нагрузкой составляет 18–22 года до принятия решения о капитальном ремонте. Краны RMG, работающие на неподвижных рельсах с меньшей позиционной нагрузкой на ходовую часть, как правило, более стабильно соответствуют 25-летнему расчетному сроку службы конструкции.

В5: Возможно ли в дальнейшем переоборудовать терминал с кранами RTG под краны RMG?

Технически да, но прямая перестройка редко бывает экономически целесообразной. Площадки для кранов RTG спроектированы с гибкими асфальтированными поверхностями и без точных рельсовых фундаментов, необходимых для работы кранов RMG. Переоборудование существующего терминала для кранов RTG под работу с кранами RMG требует полной реконструкции территории — установки рельсов, проектирования фундаментов и перепланировки блоков площадки — при сохранении работы действующего терминала, что является сложным и дорогостоящим процессом. Более практичным подходом является поэтапное расширение с нуля: строительство новых блоков для кранов RMG рядом с существующими и постепенное увеличение пропускной способности по мере ввода в эксплуатацию новых блоков. Поэтому терминалы, которые планируют автоматизацию, должны с самого начала планировать компоновку площадки с учетом будущей инфраструктуры для кранов RMG, даже если на первом этапе будут использоваться краны RTG.