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摘要：在集装箱码头出口作业中过程中，港区交通拥堵、低效操作、操作失误等都会引起出口冷链中生鲜水果环境温度的变化，进而引起水果品质下降。针对水果冷藏箱港口出口作业制冷中断影响因素的复杂性和不确定性等特点，本研究结合冷藏箱内水果托盘中iButton®温度数据记录器记录的环境温度变化及波动数据，基于鱼骨图对水果冷藏箱进行制冷中断的风险识别分析，并给出减少水果冷藏箱在港口出口作业中制冷中断发生次数和持续时间的合理化建议。 关键词：港口出口作业；风险识别；水果冷藏集装箱；制冷中断 引 言近年来，世界水果贸易发展迅速，出口总额呈稳定增长态势，品种以苹果、梨、柑橘等为主，其出口运输方式多采用国际集装箱海上冷链运输。连接世界各枢纽港的数百条国际集装箱航线，为出口水果冷藏集装箱的运输提供了有利条件。然而，在水果出口的完整冷链流程中，港口作为一个关键的换装节点，未能保证水果始终处于维持其品质所必须的温度环境中，冷藏箱制冷中断频繁发生且持续时间较长。 目前关于冷链风险的研究偏向于定性的分析，彭本红等[1]基于熵权可拓决策模型构建了表征冷链物流断链风险状态的多指标属性评价模型，宁静[2]分析了食品冷链物流断链的形成机理。同时关于集装箱港口作业对制冷风险的研究还比较少，Filinadawidowicz L[3]研究了港口冷藏箱货物变质的风险，但缺少实测数据。 为降低引起出口冷链中生鲜水果所处温度环境变化的影响，对水果冷藏箱制冷中断进行风险识别，本研究结合南非某港出口作业中冷藏箱内水果托盘中 iButton®温度数据记录器记录的温度变化及波动情况，联合水果冷藏箱码头作业统计数据，分析箱内温度变化及波动情况和发生制冷中断的影响因素，基于鱼骨图对水果冷藏箱进行制冷中断的风险识别分析，并给出减少水果冷藏箱在港口出口作业中制冷中断发生次数和持续时间的建议。 1 水果冷藏箱港口出口作业为降低水果在冷链流通中的腐损率，保证生鲜水果质量，出口水果在装箱前需要进行预冷处理，装箱后根据实际货物要求为冷藏集装箱设置合理的温度、湿度和通风条件。不同种类的水果不同季节内以及不同天气条件下对应的冷藏集装箱箱内最优贮藏条件均有差异（见表1），在运输过程中需根据实际情况对冷藏集装箱各指标进行及时调整以保证箱内贮藏环境适宜。 表1 常见水果冷链运输最优贮藏条件  水果种类 最优贮藏温度（℃）最优贮藏相对湿度/% 贮藏周期李子 -0.5～7.5 95 至少28天苹果 0.5 95 4个月梨 -1.5 95 10周～3个月葡萄 -0.5 95 4个月 出口水果冷藏集装箱经由集卡运输至港口，并要求到达冷藏集装箱堆场指定位置排队等待卸箱，完成卸箱作业后集卡离开堆场，冷藏集装箱由场桥搬运至对应箱位进行堆存，港口工作人员对冷藏集装箱进行插电并确认箱内温度等指标正常。集装箱船到港后，港口工作人员对冷藏集装箱进行断电，经由水平运输工具运输至码头前沿，通过岸桥将冷藏集装箱搬运至船舶的指定箱位处，最后由船舶工作人员进行插电作业和检验，完成冷藏集装箱港口出口作业（见图1）。  图1 水果冷藏箱港口出口作业流程 2 水果冷藏集装箱制冷中断风险监测从集装箱码头实际运营情况看，水果冷链出口作业中的冷藏箱制冷中断会对出口水果质量产生显著影响，而水果品质降低将会给生产商和出口商带来收益损失。因此，本研究以南非某港出口水果冷藏箱码头作业统计数据和箱内温度检测数据为基础，分析箱内温度波动情况，并结合码头作业统计数据分析给出结论和合理化建议。 2.1 制冷中断定义及监测对象试验中，根据出口水果的最优贮藏温度范围，将水果冷藏箱制冷中断定义为：冷藏集装箱箱内环境温度上升至2 ℃以上，并且持续时间超过90分钟的情况。 本试验的研究范围为 2014年的南非某港集装箱码头，研究对象为葡萄、梨果和李子等夏季水果冷链出口环节中的冷藏集装箱。 2.2 制冷中断监测方法本试验检测制冷中断的方法为：将iButton®温度数据记录器放置在最靠近冷藏集装箱大门的托盘中，测量间隔半小时的环境温度值。试验由该港所在城市某研究机构进行操作。iButton®采用小尺寸、坚固封装，具有全球唯一的数字地址，其具有其他产品缺乏的工作范围和数据记录及传输功能，能够工作在恶劣环境下。 3 水果冷藏箱制冷中断风险识别3.1 水果冷藏箱制冷中断影响因素分析以2014年某时间段的121个集装箱为研究对象进行温度监测，其中 53个集装箱所装货物是葡萄，52个集装箱是李子，16个集装箱是梨果。梨果的样本比葡萄、李子明显偏少，因此其制冷中断的数量也会比其他类型的水果少。 统计在集装箱码头发生制冷中断的集装箱数量及制冷中断发生次数百分比如图2所示，只有23个集装箱没有发生制冷中断，44个集装箱都发生了至少一次制冷中断，27个集装箱在离开港口之前从未处于正常冷藏状态，在港期间温度一直高于2 ℃。  图2 制冷中断发生次数及占比统计 可知，只有19%的集装箱在集装箱码头未发生制冷中断，36%的集装箱只发生了一次制冷中断，同时，22%的集装箱从未处于制冷状态。 将一天中制冷中断发生的时间按时间段统计，见图 3。大部分的制冷中断发生在下午的12：00～15：59之间，16：00～19：59是制冷中断发生的第二高峰。因为午后气温较高，并且这一时段进港的集装箱数量较多。  图3 制冷中断发生时间统计 将一天中制冷中断结束的时间按时间段统计，见图 4。大多数制冷中断都在下午的 12：00～15：59之间结束，16：00～19：59之间也是制冷中断结束较多的时间段。与制冷中断开始时间相比，结束的时间分布更加均匀。  图4 制冷中断结束时间统计 统计2014年某时间段进港的493个冷藏集装箱样本数据，分析集装箱在港内插电（从进入港区大门到在堆场插上电）的耗时情况，见图 5。绝大部分（75.8%）的集装箱没有在40分钟以内及时接上电源，平均耗时达到1小时52分钟，只有8.11%的集装箱在进港20分钟内接上电源。  图5 集装箱港内插电耗时情况统计  图6 集装箱到港时间分布及占比统计 从集装箱港区交通方面分析，港区交通拥堵是关键问题之一。图6是一天中不同时间段进入港区的集装箱数量及占比统计，12：00～14：59之间是到目前为止最繁忙的时间段，占据了所有时间段的41%。第二繁忙的时间段是09：00～11：59，占26%，紧接着是下午的15：00～17：59，占18%，剩下的时间段共占 15%。集装箱到港集中在上述三个时间段，主要原因是堆场作业时间的设置原因，集装箱装船作业一般在上午偏早的时间进行，所以留出场地给集卡在中午左右的时间到港。 3.2 基于鱼骨图的水果冷藏箱制冷中断风险识别大多数的制冷中断发生在下午的 12：00～15：59之间，从图6可知，这段时间也是进入集装箱码头交通最繁忙的时间，意味着交通发生拥堵的可能性更大，集装箱需要在堆场等待更长时间后去插电，同时这段时间也是全天温度最高的阶段。因此，制冷中断在这段时间最有可能发生。 121个集装箱中，有41个在离开集装箱码头还没有进入冷藏状态，表明集装箱在装船作业过程中是不插电的，如果装卸时间较长的话，集装箱内的温度很容易升高。但是大多数集装箱制冷中断持续的时间小于3小时，表明集装箱在装船之后就及时插电，温度很快便能下降。 为研究冷藏集装箱插电作业对制冷中断的影响，本研究统计并分析了样本的港口作业统计数据。数据分析显示，集装箱从进入码头大门到在堆场插上电平均需要1小时52分钟。理想状态下，插电耗时应该被控制在40分钟以内，但是75.8%的集装箱不能在40分钟内完成插电，有15%的集装箱需要超过3小时才能插上电。这会额外增加冷藏集装箱的不供电时间，大大提高制冷中断发生的概率。如果集装箱出于其它原因需要等待另外3小时才能插电，箱内温度会急剧提高，严重影响水果质量。因此，应尽可能缩短集装箱在港内插电的耗时，因为港外不确定因素较多，集装箱经常需要等待较长时间才能进入港口。 统计发现大部分集装箱在下午 12：00～15：00之间到港（见图6），占比达到41%。这段时间也是港口工人午间休息和换班的时间，所以这段时间装卸集装箱的劳动力紧张。因此，出口商应该避开进港高峰以减轻堆场作业压力，便于所运冷藏箱尽快插电，减少制冷中断发生概率。 综上所述，基于鱼骨分析法，总结出港口出口作业中水果冷藏箱制冷中断的影响因素，如图7所示。  图7 水果冷藏箱港口出口作业制冷中断诱因 4 结论及建议本研究的目的是确定水果冷链港口出口作业中冷藏箱制冷中断发生次数及频率，并通过研究集装箱码头与装卸运输有关的具体事件来分析港口运营状况。 监测数据取自2014年1月至2014年4月南非某集装箱码头，出口商和港方分别提供了使用iButton®温度检查设备得到的集装箱环境温度数据和码头具体事件数据。数据显示：121个冷藏箱在集装箱码头经历了142次制冷中断，其中的27次在集装箱进港前就已发生；大多数的制冷中断发生在 12：00～15：59；港区大门 41%的交通量发生在12：00～14：59。 研究发现，集装箱码头可通过应用更加高效的手段和培训熟练冷链操作的港口机械工人来改善存在的问题，这要求港方、出口商和航运公司进行有效的沟通和合作。减少码头的交通拥堵将成为最大的挑战，但也会给港口运营带了最大的好处。有以下具体建议： 1）向出口商实时通报港区交通量，通过减少服务收费激励出口商错峰进港； 2）给予冷藏集装箱更高的服务优先级，并将合适的服务顺序通报给跨运车和轮胎吊司机； 3）适当为港口机械工人配置载有无线电设备水平移动设备，以便其长距离集装箱间的服务转换； 4）在堆场轮胎吊或跨运车卸箱前，出口商应保持发电机组的供电； 5）提高冷藏集装箱温度监测的准确性。 参考文献: [1] 彭本红, 武柏宇, 周叶. 冷链物流断链风险的熵权可拓评价研究[J]. 北京交通大学学报： 社会科学版, 2017, 16(1)： 110-119. [2] 宁静. 食品冷链物流断链形成机理及干预机制研究[D].长江大学, 2014. [3] Ludmiła Filina-Dawidowicz. Rationalization of servicing reefer containers in sea port area with taking into account risk influence[J]. Polish Maritime Research, 2014, 21, 2(82)： 76-85. [4] 韩要稳, 朱晓宁, 闫振英. 集装箱码头作业环节协调特性研究[J]. 物流科技, 2007, (08)： 60-63. [5] 胡玉琴, 王殿生, 赵洪磊, 等. 基于鱼骨图和层次分析法的石油静电事故影响因素分析[J]. 中国安全生产科学技术, 2015, (01)： 133-13. Influence of Refrigeration Interruption on Export Operation of Fruit Refrigerated Containers Ma Qianli, Peng Yun, Wang Wenyuan, Song Xiangqun (Faculty of Infrastructure Engineering, Dalian University of Technology, Dalian Liaoning 116024, China) Abstract:During the export operation of container terminals, the harbor congestion, inefficiency or fault operation will cause the change of environmental temperature that degrades the quality of fresh fruit in the export cold-chain. As for the complexity and uncertainty of refrigeration interruption factors in the export operation of fruit refrigerated containers, by studying real-time data on environmental temperature change recorded by iButton® temperature meter set on the fruit plate in refrigerated containers, risk identification analysis is made for the refrigeration interruption of fruit refrigerated containers based on a fishbone diagram. At last, some suggestions are put forward to reduce the frequency and time of refrigeration interruption during the port export operation of fruit refrigerated containers. Key words:export operation of ports; risk identification; fruit refrigerated containers; interruption of refrigeration |
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