自動(dòng)化集裝箱碼頭ARMG供電技術(shù)方案比選

湯文揚(yáng)+肖陽

自動(dòng)化軌道式集裝箱龍門起重機(jī)（Automated Rail- Mounted Container Gantry Crane，ARMG）是自動(dòng)化集裝箱碼頭堆場的關(guān)鍵設(shè)備，其主要功能是實(shí)現(xiàn)堆場集裝箱自動(dòng)化裝卸作業(yè)。為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，ARMG在傳統(tǒng)軌道式集裝箱龍門起重機(jī)的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用自動(dòng)化控制領(lǐng)域的多項(xiàng)新技術(shù)，并在設(shè)計(jì)選型（如供電技術(shù)方案選擇等）方面提出新的要求。ARMG需要根據(jù)系統(tǒng)指令隨時(shí)移動(dòng)位置，因而與其配套的供電系統(tǒng)也必須采用可移動(dòng)方式。本文從天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭堆場ARMG工藝特點(diǎn)出發(fā)，在歸納和分析現(xiàn)有主流移動(dòng)設(shè)備供電技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，結(jié)合自動(dòng)化控制系統(tǒng)對(duì)ARMG數(shù)據(jù)通信的要求，選擇合適天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭堆場ARMG的供電技術(shù)方案。

1 天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭概況及堆場ARMG工藝特點(diǎn)

1.1 碼頭概況

天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭設(shè)計(jì)岸線總長約，碼頭縱深約，共規(guī)劃建設(shè) 4個(gè)泊位，設(shè)計(jì)年集裝箱吞吐能力280萬TEU。該碼頭項(xiàng)目計(jì)劃分2期工程，每期建設(shè)2個(gè)泊位，整個(gè)碼頭采用“岸橋→跨運(yùn)車→梭車→ARMG→集卡”的生產(chǎn)工藝方案，工藝平面布局如圖1所示。

圖1 天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭工藝平面布局

天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭的單個(gè)堆場長約，每個(gè)堆場配置2臺(tái)ARMG，并在堆場靠近ARMG軌道內(nèi)側(cè)布置1～2條梭車軌道。

1.2 堆場ARMG工藝特點(diǎn)

集裝箱堆場按生產(chǎn)工藝可分為堆場內(nèi)水平運(yùn)輸環(huán)節(jié)和堆場內(nèi)垂直裝卸環(huán)節(jié)。天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭采用梭車工藝來完成堆場內(nèi)水平運(yùn)輸環(huán)節(jié)，采用ARMG來完成堆場內(nèi)垂直裝卸環(huán)節(jié)。該工藝可以避免ARMG在重載情況下的遠(yuǎn)距離水平運(yùn)輸，能有效減小ARMG工作負(fù)擔(dān)，降低制造成本，大大降低堆場裝卸系統(tǒng)的綜合能耗。天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭ARMG主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭ARMG主要技術(shù)參數(shù)

2 ARMG供電技術(shù)方案分析

2.1 移動(dòng)供電技術(shù)方案

鑒于ARMG移動(dòng)工作的特點(diǎn)，其供電系統(tǒng)采用可移動(dòng)方式?，F(xiàn)階段移動(dòng)設(shè)備的供電技術(shù)方案主要有非接觸式、電纜拖鏈、拖令電纜、電纜卷盤、滑觸線（軌）等。為便于對(duì)不同移動(dòng)供電技術(shù)方案進(jìn)行比較，歸納整理各方案的特征、適用范圍及應(yīng)用場合等。由表2可見：（1）非接觸式、電纜拖鏈、拖令電纜供電方式受其自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和成熟度的限制，主要為中小功率、中短距離的移動(dòng)設(shè)備低壓供電；（2）電纜卷盤供電方式的特點(diǎn)使其更適合為較大功率、一定距離內(nèi)的移動(dòng)設(shè)備高低壓供電；（3）滑觸線供電方式對(duì)于線性固定軌跡移動(dòng)設(shè)備的適用性較好，可以為大功率、長距離的移動(dòng)設(shè)備高低壓供電。

表2 移動(dòng)供電技術(shù)方案比較

2.2 ARMG供電技術(shù)方案

天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭堆場ARMG的功率達(dá)以上，綜合考慮其對(duì)電網(wǎng)的影響及能耗等因素，ARMG采用高壓（或）供電方式；同時(shí)，由于天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭堆場縱深達(dá)以上，因此，ARMG供電技術(shù)方案必須能夠適應(yīng)較長距離的移動(dòng)要求。

由上述分析可知，非接觸式、電纜拖鏈、拖令電纜等3種供電方式由于在供電電壓等級(jí)、功率及移動(dòng)距離方面的限制，均不適用于天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭ARMG。滑觸線和電纜卷盤供電方式可以較好地滿足ARMG的大功率、長距離供電需求，兩者的主要性能比較見表3，可見：在設(shè)計(jì)使用壽命、設(shè)備能耗等方面，滑觸線供電技術(shù)方案更具優(yōu)越性；在場地要求和靈活性方面，電纜卷盤供電技術(shù)方案的表現(xiàn)更優(yōu)。

表3 滑觸線與電纜卷盤供電技術(shù)方案主要性能比較

需要指出的是，天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭在這2種供電技術(shù)方案上的建設(shè)成本差異并不顯著，主要原因是其單個(gè)堆場內(nèi)只有2臺(tái)ARMG，共用供電母線的設(shè)備較少。如果單個(gè)堆場內(nèi)的ARMG數(shù)量增多，滑觸線供電技術(shù)方案的建設(shè)成本將明顯降低。

3 ARMG數(shù)據(jù)通信要求

在天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭ARMG自動(dòng)控制過程中，除需要移動(dòng)供電外，還需要移動(dòng)狀態(tài)下的數(shù)據(jù)通信，主要涉及位置和狀態(tài)信息、操作指令信息及視頻監(jiān)控信息等。在ARMG自動(dòng)控制裝卸作業(yè)時(shí)：位置和狀態(tài)信息、操作指令信息數(shù)據(jù)通信對(duì)可靠性和實(shí)時(shí)性的要求較高；視頻監(jiān)控信息數(shù)據(jù)通信對(duì)帶寬的要求較高，以傳遞數(shù)據(jù)量較大的視頻監(jiān)控圖像信息。

在移動(dòng)供電方面，ARMG可以采用滑觸線和電纜卷盤2種供電技術(shù)方案。滑觸線供電技術(shù)方案在使用壽命和能耗上更具優(yōu)勢；電纜卷盤供電技術(shù)方案在數(shù)據(jù)通信方面的優(yōu)勢明顯，其通過選用帶光纖的電纜，在解決移動(dòng)供電問題的同時(shí)能夠很好地解決移動(dòng)數(shù)據(jù)通信問題。

當(dāng)采用滑觸線供電技術(shù)方案時(shí)，ARMG的數(shù)據(jù)通信方式包括滑觸線電力載波、漏波電纜和基站無線覆蓋，其均存在一些問題：（1）滑觸線電力載波通信方式將低壓滑觸線作為數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)與移動(dòng)設(shè)備通信，該方式屬于機(jī)械接觸式，易受到滑動(dòng)產(chǎn)生的高次諧波和噪聲干擾，可靠性較低，通信質(zhì)量難以保證；（2）漏波電纜通信方式通過漏波電纜發(fā)射帶狀無線信號(hào)覆蓋傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行通信，該方式在跨區(qū)長距離通信時(shí)需要漫游，延時(shí)較長（幾百毫秒），不適用于較長距離快速移動(dòng)設(shè)備的通信；（3）基站無線覆蓋通信方式通過基站天線形成信號(hào)覆蓋區(qū)進(jìn)行無線局域網(wǎng)通信，該方式的和信號(hào)穿透性較差，容易被建筑物遮擋及受天氣（雨、霧等）影響，可靠性較低。

從通信角度考慮，由于光纖通信具有數(shù)據(jù)帶寬較大、長距離傳輸信號(hào)衰減率較小、抗干擾能力較強(qiáng)、安全性能較好等優(yōu)點(diǎn)，目前仍為數(shù)據(jù)通信的首選。電纜卷盤供電技術(shù)方案將供電與通信技術(shù)相結(jié)合，在電纜中內(nèi)嵌光纖，同步解決供電和通信問題，無須額外建設(shè)通信系統(tǒng)，能夠充分滿足自動(dòng)化控制系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)通信的要求。因此，從減少設(shè)備數(shù)量和資金投入以及保證數(shù)據(jù)通信安全可靠的角度出發(fā)，電纜卷盤供電技術(shù)方案是較好的選擇。

4 結(jié)束語

天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭ARMG應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選用電纜卷盤供電技術(shù)方案，其原因?yàn)椋阂环矫?，該方案可以保證ARMG的供電；另一方面，該方案可以充分滿足控制系統(tǒng)的通信需求，降低系統(tǒng)的復(fù)雜度及建設(shè)成本。不過，滑觸線供電技術(shù)方案在使用壽命和能耗等方面具有自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢，隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，其在移動(dòng)設(shè)備上的應(yīng)用將越來越廣泛。

（編輯：謝塵 收稿日期：2014-11-26）

自動(dòng)化軌道式集裝箱龍門起重機(jī)（Automated Rail- Mounted Container Gantry Crane，ARMG）是自動(dòng)化集裝箱碼頭堆場的關(guān)鍵設(shè)備，其主要功能是實(shí)現(xiàn)堆場集裝箱自動(dòng)化裝卸作業(yè)。為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，ARMG在傳統(tǒng)軌道式集裝箱龍門起重機(jī)的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用自動(dòng)化控制領(lǐng)域的多項(xiàng)新技術(shù)，并在設(shè)計(jì)選型（如供電技術(shù)方案選擇等）方面提出新的要求。ARMG需要根據(jù)系統(tǒng)指令隨時(shí)移動(dòng)位置，因而與其配套的供電系統(tǒng)也必須采用可移動(dòng)方式。本文從天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭堆場ARMG工藝特點(diǎn)出發(fā)，在歸納和分析現(xiàn)有主流移動(dòng)設(shè)備供電技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，結(jié)合自動(dòng)化控制系統(tǒng)對(duì)ARMG數(shù)據(jù)通信的要求，選擇合適天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭堆場ARMG的供電技術(shù)方案。

1 天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭概況及堆場ARMG工藝特點(diǎn)

1.1 碼頭概況

天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭設(shè)計(jì)岸線總長約，碼頭縱深約，共規(guī)劃建設(shè) 4個(gè)泊位，設(shè)計(jì)年集裝箱吞吐能力280萬TEU。該碼頭項(xiàng)目計(jì)劃分2期工程，每期建設(shè)2個(gè)泊位，整個(gè)碼頭采用“岸橋→跨運(yùn)車→梭車→ARMG→集卡”的生產(chǎn)工藝方案，工藝平面布局如圖1所示。

圖1 天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭工藝平面布局

天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭的單個(gè)堆場長約，每個(gè)堆場配置2臺(tái)ARMG，并在堆場靠近ARMG軌道內(nèi)側(cè)布置1～2條梭車軌道。

1.2 堆場ARMG工藝特點(diǎn)

集裝箱堆場按生產(chǎn)工藝可分為堆場內(nèi)水平運(yùn)輸環(huán)節(jié)和堆場內(nèi)垂直裝卸環(huán)節(jié)。天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭采用梭車工藝來完成堆場內(nèi)水平運(yùn)輸環(huán)節(jié)，采用ARMG來完成堆場內(nèi)垂直裝卸環(huán)節(jié)。該工藝可以避免ARMG在重載情況下的遠(yuǎn)距離水平運(yùn)輸，能有效減小ARMG工作負(fù)擔(dān)，降低制造成本，大大降低堆場裝卸系統(tǒng)的綜合能耗。天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭ARMG主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭ARMG主要技術(shù)參數(shù)

2 ARMG供電技術(shù)方案分析

2.1 移動(dòng)供電技術(shù)方案

鑒于ARMG移動(dòng)工作的特點(diǎn)，其供電系統(tǒng)采用可移動(dòng)方式。現(xiàn)階段移動(dòng)設(shè)備的供電技術(shù)方案主要有非接觸式、電纜拖鏈、拖令電纜、電纜卷盤、滑觸線（軌）等。為便于對(duì)不同移動(dòng)供電技術(shù)方案進(jìn)行比較，歸納整理各方案的特征、適用范圍及應(yīng)用場合等。由表2可見：（1）非接觸式、電纜拖鏈、拖令電纜供電方式受其自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和成熟度的限制，主要為中小功率、中短距離的移動(dòng)設(shè)備低壓供電；（2）電纜卷盤供電方式的特點(diǎn)使其更適合為較大功率、一定距離內(nèi)的移動(dòng)設(shè)備高低壓供電；（3）滑觸線供電方式對(duì)于線性固定軌跡移動(dòng)設(shè)備的適用性較好，可以為大功率、長距離的移動(dòng)設(shè)備高低壓供電。

表2 移動(dòng)供電技術(shù)方案比較

2.2 ARMG供電技術(shù)方案

天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭堆場ARMG的功率達(dá)以上，綜合考慮其對(duì)電網(wǎng)的影響及能耗等因素，ARMG采用高壓（或）供電方式；同時(shí)，由于天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭堆場縱深達(dá)以上，因此，ARMG供電技術(shù)方案必須能夠適應(yīng)較長距離的移動(dòng)要求。

由上述分析可知，非接觸式、電纜拖鏈、拖令電纜等3種供電方式由于在供電電壓等級(jí)、功率及移動(dòng)距離方面的限制，均不適用于天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭ARMG。滑觸線和電纜卷盤供電方式可以較好地滿足ARMG的大功率、長距離供電需求，兩者的主要性能比較見表3，可見：在設(shè)計(jì)使用壽命、設(shè)備能耗等方面，滑觸線供電技術(shù)方案更具優(yōu)越性；在場地要求和靈活性方面，電纜卷盤供電技術(shù)方案的表現(xiàn)更優(yōu)。

表3 滑觸線與電纜卷盤供電技術(shù)方案主要性能比較

需要指出的是，天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭在這2種供電技術(shù)方案上的建設(shè)成本差異并不顯著，主要原因是其單個(gè)堆場內(nèi)只有2臺(tái)ARMG，共用供電母線的設(shè)備較少。如果單個(gè)堆場內(nèi)的ARMG數(shù)量增多，滑觸線供電技術(shù)方案的建設(shè)成本將明顯降低。

3 ARMG數(shù)據(jù)通信要求

在天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭ARMG自動(dòng)控制過程中，除需要移動(dòng)供電外，還需要移動(dòng)狀態(tài)下的數(shù)據(jù)通信，主要涉及位置和狀態(tài)信息、操作指令信息及視頻監(jiān)控信息等。在ARMG自動(dòng)控制裝卸作業(yè)時(shí)：位置和狀態(tài)信息、操作指令信息數(shù)據(jù)通信對(duì)可靠性和實(shí)時(shí)性的要求較高；視頻監(jiān)控信息數(shù)據(jù)通信對(duì)帶寬的要求較高，以傳遞數(shù)據(jù)量較大的視頻監(jiān)控圖像信息。

在移動(dòng)供電方面，ARMG可以采用滑觸線和電纜卷盤2種供電技術(shù)方案。滑觸線供電技術(shù)方案在使用壽命和能耗上更具優(yōu)勢；電纜卷盤供電技術(shù)方案在數(shù)據(jù)通信方面的優(yōu)勢明顯，其通過選用帶光纖的電纜，在解決移動(dòng)供電問題的同時(shí)能夠很好地解決移動(dòng)數(shù)據(jù)通信問題。

當(dāng)采用滑觸線供電技術(shù)方案時(shí)，ARMG的數(shù)據(jù)通信方式包括滑觸線電力載波、漏波電纜和基站無線覆蓋，其均存在一些問題：（1）滑觸線電力載波通信方式將低壓滑觸線作為數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)與移動(dòng)設(shè)備通信，該方式屬于機(jī)械接觸式，易受到滑動(dòng)產(chǎn)生的高次諧波和噪聲干擾，可靠性較低，通信質(zhì)量難以保證；（2）漏波電纜通信方式通過漏波電纜發(fā)射帶狀無線信號(hào)覆蓋傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行通信，該方式在跨區(qū)長距離通信時(shí)需要漫游，延時(shí)較長（幾百毫秒），不適用于較長距離快速移動(dòng)設(shè)備的通信；（3）基站無線覆蓋通信方式通過基站天線形成信號(hào)覆蓋區(qū)進(jìn)行無線局域網(wǎng)通信，該方式的和信號(hào)穿透性較差，容易被建筑物遮擋及受天氣（雨、霧等）影響，可靠性較低。

從通信角度考慮，由于光纖通信具有數(shù)據(jù)帶寬較大、長距離傳輸信號(hào)衰減率較小、抗干擾能力較強(qiáng)、安全性能較好等優(yōu)點(diǎn)，目前仍為數(shù)據(jù)通信的首選。電纜卷盤供電技術(shù)方案將供電與通信技術(shù)相結(jié)合，在電纜中內(nèi)嵌光纖，同步解決供電和通信問題，無須額外建設(shè)通信系統(tǒng)，能夠充分滿足自動(dòng)化控制系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)通信的要求。因此，從減少設(shè)備數(shù)量和資金投入以及保證數(shù)據(jù)通信安全可靠的角度出發(fā)，電纜卷盤供電技術(shù)方案是較好的選擇。

4 結(jié)束語

天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭ARMG應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選用電纜卷盤供電技術(shù)方案，其原因?yàn)椋阂环矫妫摲桨缚梢员ＷCARMG的供電；另一方面，該方案可以充分滿足控制系統(tǒng)的通信需求，降低系統(tǒng)的復(fù)雜度及建設(shè)成本。不過，滑觸線供電技術(shù)方案在使用壽命和能耗等方面具有自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢，隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，其在移動(dòng)設(shè)備上的應(yīng)用將越來越廣泛。

（編輯：謝塵 收稿日期：2014-11-26）

自動(dòng)化軌道式集裝箱龍門起重機(jī)（Automated Rail- Mounted Container Gantry Crane，ARMG）是自動(dòng)化集裝箱碼頭堆場的關(guān)鍵設(shè)備，其主要功能是實(shí)現(xiàn)堆場集裝箱自動(dòng)化裝卸作業(yè)。為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，ARMG在傳統(tǒng)軌道式集裝箱龍門起重機(jī)的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用自動(dòng)化控制領(lǐng)域的多項(xiàng)新技術(shù)，并在設(shè)計(jì)選型（如供電技術(shù)方案選擇等）方面提出新的要求。ARMG需要根據(jù)系統(tǒng)指令隨時(shí)移動(dòng)位置，因而與其配套的供電系統(tǒng)也必須采用可移動(dòng)方式。本文從天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭堆場ARMG工藝特點(diǎn)出發(fā)，在歸納和分析現(xiàn)有主流移動(dòng)設(shè)備供電技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，結(jié)合自動(dòng)化控制系統(tǒng)對(duì)ARMG數(shù)據(jù)通信的要求，選擇合適天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭堆場ARMG的供電技術(shù)方案。

1 天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭概況及堆場ARMG工藝特點(diǎn)

1.1 碼頭概況

天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭設(shè)計(jì)岸線總長約，碼頭縱深約，共規(guī)劃建設(shè) 4個(gè)泊位，設(shè)計(jì)年集裝箱吞吐能力280萬TEU。該碼頭項(xiàng)目計(jì)劃分2期工程，每期建設(shè)2個(gè)泊位，整個(gè)碼頭采用“岸橋→跨運(yùn)車→梭車→ARMG→集卡”的生產(chǎn)工藝方案，工藝平面布局如圖1所示。

圖1 天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭工藝平面布局

天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭的單個(gè)堆場長約，每個(gè)堆場配置2臺(tái)ARMG，并在堆場靠近ARMG軌道內(nèi)側(cè)布置1～2條梭車軌道。

1.2 堆場ARMG工藝特點(diǎn)

集裝箱堆場按生產(chǎn)工藝可分為堆場內(nèi)水平運(yùn)輸環(huán)節(jié)和堆場內(nèi)垂直裝卸環(huán)節(jié)。天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭采用梭車工藝來完成堆場內(nèi)水平運(yùn)輸環(huán)節(jié)，采用ARMG來完成堆場內(nèi)垂直裝卸環(huán)節(jié)。該工藝可以避免ARMG在重載情況下的遠(yuǎn)距離水平運(yùn)輸，能有效減小ARMG工作負(fù)擔(dān)，降低制造成本，大大降低堆場裝卸系統(tǒng)的綜合能耗。天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭ARMG主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭ARMG主要技術(shù)參數(shù)

2 ARMG供電技術(shù)方案分析

2.1 移動(dòng)供電技術(shù)方案

鑒于ARMG移動(dòng)工作的特點(diǎn)，其供電系統(tǒng)采用可移動(dòng)方式?，F(xiàn)階段移動(dòng)設(shè)備的供電技術(shù)方案主要有非接觸式、電纜拖鏈、拖令電纜、電纜卷盤、滑觸線（軌）等。為便于對(duì)不同移動(dòng)供電技術(shù)方案進(jìn)行比較，歸納整理各方案的特征、適用范圍及應(yīng)用場合等。由表2可見：（1）非接觸式、電纜拖鏈、拖令電纜供電方式受其自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和成熟度的限制，主要為中小功率、中短距離的移動(dòng)設(shè)備低壓供電；（2）電纜卷盤供電方式的特點(diǎn)使其更適合為較大功率、一定距離內(nèi)的移動(dòng)設(shè)備高低壓供電；（3）滑觸線供電方式對(duì)于線性固定軌跡移動(dòng)設(shè)備的適用性較好，可以為大功率、長距離的移動(dòng)設(shè)備高低壓供電。

表2 移動(dòng)供電技術(shù)方案比較

2.2 ARMG供電技術(shù)方案

天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭堆場ARMG的功率達(dá)以上，綜合考慮其對(duì)電網(wǎng)的影響及能耗等因素，ARMG采用高壓（或）供電方式；同時(shí)，由于天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭堆場縱深達(dá)以上，因此，ARMG供電技術(shù)方案必須能夠適應(yīng)較長距離的移動(dòng)要求。

由上述分析可知，非接觸式、電纜拖鏈、拖令電纜等3種供電方式由于在供電電壓等級(jí)、功率及移動(dòng)距離方面的限制，均不適用于天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭ARMG?；|線和電纜卷盤供電方式可以較好地滿足ARMG的大功率、長距離供電需求，兩者的主要性能比較見表3，可見：在設(shè)計(jì)使用壽命、設(shè)備能耗等方面，滑觸線供電技術(shù)方案更具優(yōu)越性；在場地要求和靈活性方面，電纜卷盤供電技術(shù)方案的表現(xiàn)更優(yōu)。

表3 滑觸線與電纜卷盤供電技術(shù)方案主要性能比較

需要指出的是，天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭在這2種供電技術(shù)方案上的建設(shè)成本差異并不顯著，主要原因是其單個(gè)堆場內(nèi)只有2臺(tái)ARMG，共用供電母線的設(shè)備較少。如果單個(gè)堆場內(nèi)的ARMG數(shù)量增多，滑觸線供電技術(shù)方案的建設(shè)成本將明顯降低。

3 ARMG數(shù)據(jù)通信要求

在天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭ARMG自動(dòng)控制過程中，除需要移動(dòng)供電外，還需要移動(dòng)狀態(tài)下的數(shù)據(jù)通信，主要涉及位置和狀態(tài)信息、操作指令信息及視頻監(jiān)控信息等。在ARMG自動(dòng)控制裝卸作業(yè)時(shí)：位置和狀態(tài)信息、操作指令信息數(shù)據(jù)通信對(duì)可靠性和實(shí)時(shí)性的要求較高；視頻監(jiān)控信息數(shù)據(jù)通信對(duì)帶寬的要求較高，以傳遞數(shù)據(jù)量較大的視頻監(jiān)控圖像信息。

在移動(dòng)供電方面，ARMG可以采用滑觸線和電纜卷盤2種供電技術(shù)方案。滑觸線供電技術(shù)方案在使用壽命和能耗上更具優(yōu)勢；電纜卷盤供電技術(shù)方案在數(shù)據(jù)通信方面的優(yōu)勢明顯，其通過選用帶光纖的電纜，在解決移動(dòng)供電問題的同時(shí)能夠很好地解決移動(dòng)數(shù)據(jù)通信問題。

當(dāng)采用滑觸線供電技術(shù)方案時(shí)，ARMG的數(shù)據(jù)通信方式包括滑觸線電力載波、漏波電纜和基站無線覆蓋，其均存在一些問題：（1）滑觸線電力載波通信方式將低壓滑觸線作為數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)與移動(dòng)設(shè)備通信，該方式屬于機(jī)械接觸式，易受到滑動(dòng)產(chǎn)生的高次諧波和噪聲干擾，可靠性較低，通信質(zhì)量難以保證；（2）漏波電纜通信方式通過漏波電纜發(fā)射帶狀無線信號(hào)覆蓋傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行通信，該方式在跨區(qū)長距離通信時(shí)需要漫游，延時(shí)較長（幾百毫秒），不適用于較長距離快速移動(dòng)設(shè)備的通信；（3）基站無線覆蓋通信方式通過基站天線形成信號(hào)覆蓋區(qū)進(jìn)行無線局域網(wǎng)通信，該方式的和信號(hào)穿透性較差，容易被建筑物遮擋及受天氣（雨、霧等）影響，可靠性較低。

從通信角度考慮，由于光纖通信具有數(shù)據(jù)帶寬較大、長距離傳輸信號(hào)衰減率較小、抗干擾能力較強(qiáng)、安全性能較好等優(yōu)點(diǎn)，目前仍為數(shù)據(jù)通信的首選。電纜卷盤供電技術(shù)方案將供電與通信技術(shù)相結(jié)合，在電纜中內(nèi)嵌光纖，同步解決供電和通信問題，無須額外建設(shè)通信系統(tǒng)，能夠充分滿足自動(dòng)化控制系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)通信的要求。因此，從減少設(shè)備數(shù)量和資金投入以及保證數(shù)據(jù)通信安全可靠的角度出發(fā)，電纜卷盤供電技術(shù)方案是較好的選擇。

4 結(jié)束語

天津港自動(dòng)化集裝箱碼頭ARMG應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選用電纜卷盤供電技術(shù)方案，其原因?yàn)椋阂环矫?，該方案可以保證ARMG的供電；另一方面，該方案可以充分滿足控制系統(tǒng)的通信需求，降低系統(tǒng)的復(fù)雜度及建設(shè)成本。不過，滑觸線供電技術(shù)方案在使用壽命和能耗等方面具有自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢，隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，其在移動(dòng)設(shè)備上的應(yīng)用將越來越廣泛。

（編輯：謝塵 收稿日期：2014-11-26）