目前集装箱化运输系统主要由集装箱船舶港口码头基础设施、装卸设备、铁路和公路等内陆运输通道、堆场仓储和检测配送中心等构成,其目的是尽可能缩短集装箱船舶在港口装卸货物的时间。但是,无论装卸设备如何先进，港口码头的基础设施如何完善,集装箱船舶的航速如何提高,一旦船舶在码头靠泊,一切装卸还得按部就班,循序渐进,装卸起重机每次搬移集装箱的数量总是有限的。目前的主要解决办法是进一步提高码头起重机搬运集装箱的能力和速度,但这并不能从根本上解决问题,码头装卸已经变成遏制集装箱运输生产率和生产效益的瓶颈。
有一种意见是从根本上改革集装箱设备型号标准体系,设计建造新型的集装箱船舶装货甲板,在港口采用集合方式装卸集装箱,从而大幅度提高集装箱装卸速度,从根本上改变集装箱在码头的转运模式,提高装卸效率,将集装箱船靠泊在码头的逗留时间从现在的以天计缩短到以分钟计。
根据设想,集装箱堆跺在可以转动的多轮盘支撑的搁架底盘(被称为C甲板)上。在拥有新型甲板构造的集装箱船舶抵靠港口码头之前,集装箱的分类整理和堆跺积载已经在码头上完成。从船尾到船头均铺设滑轨的集装箱船以船尾抵靠码头。就像目前重大件船舶采用大功率气压式压载装卸操作系统那样,把早就在码头上准备就绪的搁架底盘上的集装箱一次性地移动到船舶甲板上定位。然后把在船舶各层甲板上已经到位的集装箱连同其搁架底盘全部绑扎固定。抵达目的港的集装箱船舶以相反的程序,将集装箱从船尾转移到卸货码头。
高强度、大功率的气压式压载装卸操作系统的结构并不简单,技术要求很高,无论是码头还是船舶上的大功率气压式压载装卸系统都必须有足够的能力,在装卸期间把船尾甲板滑轨水平线自动对准码头的高度,以便一次性装卸作业顺利进行。
曾有集装箱船舶设计专家估计,大功率气压式压载装卸操作系统1次可以装卸大约2万t的集装箱货物,对于一些中小型集装箱船舶来讲,1~2次就可以装卸完毕。单船运力6000TEU的集装箱船舶,至多4次就可以装卸完毕。船舶停留在码头的时间主要不是用在集装箱的吊运上,而是用在将搁架底盘车移到码头或者船舶上。C甲板是新型集装箱装卸系统的中心部件,其性能特征是平坦、稳固,可以积载相当数量的集装箱重箱,从码头转移到集装箱船舱内和甲板上,可以被绑扎固定,拥有全天候的适航性能。有关C甲板的设计规划很多,目前比较成熟的设计的主要特点是:竖挺,钢甲板,单车道的搁架底盘,带有压载平衡装置。所有的搁架底盘轮子必须是万向、灵便的,有的甚至拥有自行驱动装置。
集装箱的积载方式可以根据集装箱船舶的型号进行变更,例如横向可以积载12~16只集装箱。搁架底盘的轮子尺寸可以根据码头的高低适当放宽。C甲板的压载支撑可采用液压装置,以提高功率。C甲板在码头与船舶转移的时候,舱甲板上的自行动力装置不断给搁架上的冷藏箱制冷。按照目前的最新设计方案,C甲板的集装箱装卸设备有半自动和全自动2种。每1个航次的集装箱装卸编组或者集结,在操作上完全摆脱以往 船舶在港内期间 的传统概念,留给港口码头及集装箱船舶最大的弹性空间。C甲板模式集装箱装卸系统,几乎不更改目前使用在集装箱运输中的跟踪软件和硬件,从而有可能在目前的集装箱装卸系统中发挥最大的优势。集装箱船舶在港口码头装卸集装箱的时候,只要简单地移动C甲板就可以一次性地完成。
集装箱船舶货舱和货甲板的滑轨和船尾的装卸区域必须配备精密的制导装置,确保C甲板从码头转移到船上的时候,船舶滑轨和码头地面保持在同一水平上,一旦舱甲板在船舱或者船甲板上到位,底盘轮子的液压系统立即收缩轮子,让C甲板底盘与船舶的承受卡口装置吻合固定。船舶的动力与C甲板上的冷藏箱连接后,C甲板的自备动力装置自动停机,接着,船舶后甲板提升,船舶上的滑轨脱离码头,此时集装箱船已经作好离港开航的准备。
在集装箱船抵达目的港进行卸货的时候,其过程与装货过程相反。
新型集装箱船舶与传统的、通常是在船尾设立控制机构的集装箱船舶比较,除重吊有类似之处外,集装箱甲板在动力装置的驱动下,把集合在C甲板上的集装箱从码头转移到船上或者反之。这种新型集装箱船舶的压载水舱功能很强,能够按照集装箱在装卸过程中出现的吃水差自动控制船舶与码头的平衡对接。
为了在与航空、铁路和公路等运输模式的激烈竞争中保持实力,国际集装箱港口码头一直保持奋发向上的革新发展势头。港口码头的土地使用通常受到一定的限制,而C甲板搁架底盘集装箱集合装卸模式,可能会较多地使用码头地皮。有专家指出,C甲板底盘下面有轮子是可以转动和移动的,而不是固定不动的,并且船舶是以船尾抵靠码头,占用码头岸线的长度远远低于传统的船舶挂靠模式,完全可以在同一时间让多艘集装箱船舶同时进行集装箱装卸作业。集装箱装卸速度和效率的大幅度提高,在相当程度上提高码头的利用率,这不仅扩大码头地皮的使用率,而且能提高码头的投资回报率。有专家指出,港口码头的集装箱C甲板的集合装卸不能由一家港口单干,必须由几个链环港口联合开展。由于在装卸集装箱过程中,集装箱连同C甲板一同积载在船舶和船甲板上,装卸效率和速度获得大幅度提高。这种C甲板集装箱装卸所发生的费用连同设备的投资费用比较高,但是船舶挂靠港口码头的时间被大幅度缩短,码头起重机费用也能节约下来,总体而言,无论是码头还是承运人都可以获得经济效益。
集装箱码头的设计往往五花八门,但是 集装箱码头必须迎合集装箱装卸业务的需要 这个原则是不变的。现在的国际集装箱船舶不仅越来越大,而且先进程度不断提高,而C甲板集装箱集合装卸模式将对码头的地面和码头前沿的承受强度、管理水平等提出前所未有的、综合性的高要求。