引 言

目前電力輪胎式場橋自動(dòng)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(yùn)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(fèi)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(duì)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(yùn)營成本。

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(gè)步驟：

1）場橋熄滅發(fā)動(dòng)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。

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(shí)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(shí)間長，作業(yè)效率較低

在公司作業(yè)繁忙的時(shí)段，經(jīng)常出現(xiàn)幾臺(tái)場橋同時(shí)需要轉(zhuǎn)場的情況，導(dǎo)致場橋等待插拔電電工時(shí)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(shí)插拔電電工對(duì)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(dòng)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(fèi)大量資源造成浪費(fèi)和空氣污染

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

2 改造目的

為彌補(bǔ)手動(dòng)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(dòng)轉(zhuǎn)場接電方式的改造勢在必行。通過改造實(shí)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(yùn)行。提高電源轉(zhuǎn)換效率，壓縮轉(zhuǎn)場時(shí)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(dòng)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(dòng)轉(zhuǎn)場設(shè)備，進(jìn)行了自動(dòng)轉(zhuǎn)場的改造。

主要的低架滑觸線人工取電方式自動(dòng)轉(zhuǎn)場改造方案有以下幾種：

1）氣動(dòng)結(jié)構(gòu)，此種方案自動(dòng)化程度較高，控制、檢測精度要求高但需配置氣源，日久會(huì)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(dòng)牽引結(jié)構(gòu)，此種方案采用鋼絲繩牽引，隨動(dòng)性較好但結(jié)構(gòu)龐大，對(duì)位不便，取電滑入故障多，重量大，行走時(shí)小車晃動(dòng)厲害，使可靠性降低。結(jié)合實(shí)際運(yùn)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(dòng)驅(qū)動(dòng)改造方案。

4 自動(dòng)轉(zhuǎn)場系統(tǒng)

場橋低架滑觸線自動(dòng)轉(zhuǎn)場系統(tǒng)主要包括自動(dòng)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(dòng)取電小車

場橋在轉(zhuǎn)場時(shí)通過自動(dòng)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(dòng)作。自動(dòng)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(dòng)取電機(jī)構(gòu)在場橋運(yùn)行在地面不平及與滑觸線不平行時(shí)，在超過限定的力值后，彈性桿件會(huì)自動(dòng)伸縮，釋放多余的破壞力，避免了拉壞滑觸線及自身。全電動(dòng)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(dòng)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(yùn)行情況，對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)實(shí)時(shí)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*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*外側(cè)老立柱之間增加對(duì)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(dòng)小車動(dòng)作過程中，司機(jī)可以利用視頻對(duì)自動(dòng)取斷電過程進(jìn)行監(jiān)控。監(jiān)控系統(tǒng)有存儲(chǔ)功能，能夠進(jìn)行視頻回放。

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

2）小車自動(dòng)伸出完成后，司機(jī)室操作盒上自動(dòng)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(shí)，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(huì)自動(dòng)停止。

4）場橋進(jìn)入換電區(qū)后，司機(jī)要關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，待發(fā)動(dòng)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(shí)間減少，節(jié)約場橋等待期間所耗費(fèi)柴油費(fèi)用；3）柴油機(jī)臺(tái)時(shí)減少，節(jié)約的場橋柴油機(jī)保養(yǎng)和大修費(fèi)用；4）節(jié)省每年皮卡燃油及維保費(fèi)用。

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