王曉磊，熊玲燕

（1.天津港聯(lián)盟國際集裝箱碼頭有限公司，天津 300461；2.中交第一航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司，天津 300222）

引 言

目前電力輪胎式場橋自動轉(zhuǎn)場使用較多的是滑觸線取電方式，滑觸線供電方式是沿著輪胎式場橋行駛軌道外側(cè)設(shè)置滑觸線供電線路和集電小車軌道，該軌道上設(shè)有沿著滑觸線運行取電小車。輪胎式場橋滑觸線主要包括高架滑觸線和低架滑觸線兩種型式。

高架滑觸線受電高度在25 m以上，滑觸線支架高且基礎(chǔ)受力大，防風(fēng)和防雷防電要求高，建設(shè)費用及維護(hù)成本較高。低架滑觸線架設(shè)高度一般在 3～4 m左右，支架鋼結(jié)構(gòu)受力較小，建設(shè)成本較低；滑觸線設(shè)置在堆場間的盲道上，不占用堆箱空間，對堆場沒有特殊要求，且低架滑觸線不受大風(fēng)大雨影響，維護(hù)方便，后期維護(hù)管理成本也較低，如圖1。

天津港聯(lián)盟國際集裝箱碼頭2010年完成場橋“油改電”設(shè)施的改造，改造后碼頭使用市電處理集裝箱箱量占總集裝箱箱量的85 %以上，為公司節(jié)約大量運營成本。

圖1 輪胎式場橋滑觸線型式

場橋油改電后采用低架滑觸線固定式取電小車供電，人工拔插方式。此種方式結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，投入成本較低。人工拔插方式進(jìn)行電源轉(zhuǎn)換過程（以場橋柴電轉(zhuǎn)市電為例）有以下幾個步驟：

1）場橋熄滅發(fā)動機(jī)；

2）電工將插頭蓋打開；

3）電工將插頭安裝在場橋插座上；

4）安裝好牽引繩；

5）電工在集電小車上合閘送市電。如圖2。

圖2 人工插拔方式現(xiàn)場作業(yè)

1 人工拔插電方式存在的問題

通過使用，發(fā)現(xiàn)場橋轉(zhuǎn)場時利用人工拔插電進(jìn)行電源轉(zhuǎn)換的方式存在諸多問題。

1.1 占用大量人力資源

為能進(jìn)行正常插拔電作業(yè)，碼頭專設(shè)16名插拔電電工、配備2輛皮卡及8名皮卡司機(jī)進(jìn)行配合。

1.2 電源轉(zhuǎn)換作業(yè)時間長，作業(yè)效率較低

在公司作業(yè)繁忙的時段，經(jīng)常出現(xiàn)幾臺場橋同時需要轉(zhuǎn)場的情況，導(dǎo)致場橋等待插拔電電工時間較長，直接影響了場橋的作業(yè)效率。

1.3 存在安全隱患

場橋電源轉(zhuǎn)換時插拔電電工對集電小車及插頭插座進(jìn)行直接接觸操作，存在安全隱患。插拔電電工戶外作業(yè)，工作環(huán)境差，勞動強(qiáng)度大，有可能出現(xiàn)由于疲勞，人員情緒等因素導(dǎo)致的沒有按照操作規(guī)程的插拔電操作，存在安全隱患。

1.4 雷暴、雨雪天氣不能插拔電操作

為保證插拔電電工人身安全，安全操作規(guī)程規(guī)、定在雷暴 雨雪天氣情況下不進(jìn)行插拔電操作。導(dǎo)致部分已插電的場橋在雷暴雨雪天氣不能拔電轉(zhuǎn)場，直接影響了場橋正常的作業(yè)。

1.5 插拔電期間耗費大量資源造成浪費和空氣污染

由于等待插電時間較長，場橋轉(zhuǎn)場后利用柴油供電等待，場橋浪費大量的柴油，并且增加了發(fā)動機(jī)保養(yǎng)和大修的費用。

2 改造目的

為彌補(bǔ)手動轉(zhuǎn)場方式存在的缺陷，解決工作中的安全隱患，提高作業(yè)效率，場橋自動轉(zhuǎn)場接電方式的改造勢在必行。通過改造實現(xiàn)場橋進(jìn)出場地完全通過司機(jī)在司機(jī)室進(jìn)行取斷電操作，無需現(xiàn)場操作及其他人員輔助，可以全天候運行。提高電源轉(zhuǎn)換效率，壓縮轉(zhuǎn)場時間，提高作業(yè)效率，進(jìn)一步降低成本，減少空氣污染。

3 方案選擇

根據(jù)調(diào)研結(jié)果，了解到場橋自動轉(zhuǎn)場技術(shù)已經(jīng)比較成熟，多家碼頭公司使用了場橋自動轉(zhuǎn)場設(shè)備，進(jìn)行了自動轉(zhuǎn)場的改造。

主要的低架滑觸線人工取電方式自動轉(zhuǎn)場改造方案有以下幾種：

1）氣動結(jié)構(gòu)，此種方案自動化程度較高，控制、檢測精度要求高但需配置氣源，日久會有故障隱患，改造成本高。

2）受電弓結(jié)構(gòu)，此種方案易于操作，結(jié)構(gòu)簡單但體積較大，占用安裝空間。

3）電動牽引結(jié)構(gòu)，此種方案采用鋼絲繩牽引，隨動性較好但結(jié)構(gòu)龐大，對位不便，取電滑入故障多，重量大，行走時小車晃動厲害，使可靠性降低。

結(jié)合實際運行情況，選擇結(jié)構(gòu)簡單易于操作的受電弓結(jié)構(gòu)的電動驅(qū)動改造方案。

4 自動轉(zhuǎn)場系統(tǒng)

場橋低架滑觸線自動轉(zhuǎn)場系統(tǒng)主要包括自動取電小車、地面司機(jī)操作站、視頻監(jiān)控系統(tǒng)和場地端頭的安裝和改造。

4.1 自動取電小車

場橋在轉(zhuǎn)場時通過自動小車上的集電器與低架滑觸線連接和脫離完成取斷電的動作。自動取電小車安裝位于場橋海陸側(cè)的梁上。采用帶拉壓彈性桿件的取電弓機(jī)構(gòu)，既保證了取電弓有一定的剛性，又保證了自動取電機(jī)構(gòu)在場橋運行在地面不平及與滑觸線不平行時，在超過限定的力值后，彈性桿件會自動伸縮，釋放多余的破壞力，避免了拉壞滑觸線及自身。全電動操作，采用 PLC控制技術(shù)，信息豐富的人機(jī)界面顯示。

4.2 地面和司機(jī)操作站

在司機(jī)室和海陸側(cè)地面都設(shè)置了操作站，在司機(jī)室和地面均能進(jìn)行自動小車接駁、脫離滑線操作。在地面操作站設(shè)置故障顯示器，能監(jiān)控系統(tǒng)運行情況，對運行數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計，對實時故障進(jìn)行顯示和分析。.

4.3 滑線端頭的改造

滑線端頭改造需要增加立柱，新增立柱在離最外側(cè)立柱2 m距離固定在地基上，地基與原滑線相同，在新立柱與最外側(cè)老立柱之間增加對位擋板，滑線端部增加導(dǎo)向喇叭口，作滑線小車進(jìn)滑線前的導(dǎo)向作用。

4.4 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

司機(jī)室內(nèi)設(shè)置視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在自動小車動作過程中，司機(jī)可以利用視頻對自動取斷電過程進(jìn)行監(jiān)控。監(jiān)控系統(tǒng)有存儲功能，能夠進(jìn)行視頻回放。

圖3 視頻監(jiān)控系統(tǒng)示意

5 改造后的效果

改造后的場橋進(jìn)出場地完全通過司機(jī)在司機(jī)室進(jìn)行取斷電操作，無需其他人員輔助。以進(jìn)場為例，司機(jī)進(jìn)場操作步驟如下：

1）場橋進(jìn)場時，按照地面噴涂的指示區(qū)域進(jìn)行對位，當(dāng)?shù)竭_(dá)對位區(qū)時，慢速進(jìn)入對位區(qū)，司機(jī)室操作盒上的對位指示燈亮，蜂鳴器鳴響，場橋大車自動停止。司機(jī)在司機(jī)室操作盒上按小車伸縮按鈕，此時小車自動進(jìn)行伸出動作。

2）小車自動伸出完成后，司機(jī)室操作盒上自動伸出完成指示燈亮，場橋大車可以慢速向場地內(nèi)行駛。

3）當(dāng)場橋進(jìn)入換電區(qū)時，司機(jī)室操作盒上換電區(qū)指示燈亮，蜂鳴器鳴響，場橋大車會自動停止。

4）場橋進(jìn)入換電區(qū)后，司機(jī)要關(guān)閉發(fā)動機(jī)，待發(fā)動機(jī)完全停機(jī)并且司機(jī)室操作盒上柴電指示燈熄滅后，將市電/柴電開關(guān)選擇到市電。待司機(jī)室操作盒上的市電指示燈亮起后，場橋進(jìn)場換電操作完成。

6 結(jié) 語

改造后的場橋進(jìn)出場地完全通過司機(jī)在司機(jī)室進(jìn)行取斷電操作，無需其他人員輔助。改造后從以下幾方面節(jié)約了成本：1）插拔電人員的人力資源成本；2）由于插電等待時間減少，節(jié)約場橋等待期間所耗費柴油費用；3）柴油機(jī)臺時減少，節(jié)約的場橋柴油機(jī)保養(yǎng)和大修費用；4）節(jié)省每年皮卡燃油及維保費用。

場橋取電由人工插拔改造為自動取電后，避免人員與插頭插座直接接觸，有效避免觸電危險，消除了安全隱患；并且場橋可以全天候運行，電源轉(zhuǎn)換效率提高，壓縮場橋轉(zhuǎn)場時間，進(jìn)一步降低作業(yè)成本，減少空氣污染，效果顯著。