港口科技•智慧港口
便携式洒弹器
杨廷帅，董伟峰，曹建风
(山东港口集团青岛港国际股份有限公司前港分公司，山东青岛266599)
摘要：为解决大宗干散货码头装车楼装车过程中牵引车效率低、火车车厢清扫难度大 等问题，对自动化火车装车系统进行改造。借助信息化手段对火车牵引系统进行改造，提高牵引车牵引效率；研发火车清扫系统，由火车清扫装置代替人力进行火车清扫作 业，降低工人劳动强度；对装车楼进行自动化改造，提高火车装车精度。经过改造后，自
动化火车装车系统可实现火车入港后的牵引、清扫、装车全流程自动化作业，从而提高
火车的装车效率和廣量。
关键词：港口；千散货码头；自动化火车装车系统；装车楼；牵引车；火车清扫装置
0引言
近年来，随着我国经济的快速发展，制造业对
钢、铝等材料的需求量与日俱增。铁矿石、铝矶土
等作为炼制钢铁、铝的主要原材料，进口量也随之
增加。为了响应国家“公转铁”的号召，干散货码头
在进行矿石转运时常采用铁路运输作为主要集疏
运方式。矿石转运量的不断增加、运输周期的缩短
对港口火车装车效率提出更髙的要求。
超滤膜清洗装车楼因其结构简单、操作便捷，被广泛应用
于干散货码头，成为火车装车的重要设备。火车
装车楼见图1。然而，随着智慧港口建设进度的加 快，装车楼装车质量差、装车效率低、人力需求量 大等缺点不断凸显出来，严重影响港口的生产效 率。如何提髙火车装车效率成为干散货码头亟待 解决的问题。
1火车装车难点分析
1.1火车牵引
在进行火车装车作业时，通常需要使用牵引 车牵引火车车厢进人装车楼下方。火车牵引作业 时，工人控制牵引车行驶至火车挂钩处，人力完成 提钩作业，使牵引车与火车相连。由于现场作业环 境较差，人工进行火车提钩的效率低且劳动强度
图1火车装车楼
大。在牵引车牵引火车过程中，随着物料的装载，牵引车的负载不断加大，而牵引车的牵引功率相 对固定，导致其牵引速度产生波动，影响装车楼的 装车质量。此外，牵引车采用电力驱动，耗电量较 大，生产成本较高。m
1.2火车清扫
由于矿石等物料含水量较大，且具有一定黏 性，在火车卸车后物料经常黏附于车厢内壁。在进 行不同矿石转运过程中，为了避免不同矿石混杂 影响货物品质，须在火车装车前对火车车厢进行 全面清扫。141
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港口科技•智慧港口
目前，火车清扫主要以人力清扫为主。在夏曰 清扫车厢时，车厢内通风较差，温度高达60 清 扫员经常会出现中暑情况。在冬日清扫车厢时，天 气寒冷，物料常被冻结在车厢内壁，不易清扫，清 扫员劳动强度大。清扫员通过火车车门将废料铲 出后，需要在车厢内使用稻草等封堵车门，再使用 竖梯从车厢内部翻出，存在较大的安全风险。从火 车车门清理出来的废料撒落在铁轨旁，为保证火 车运行安全，还需采用清扫设备将废料进行集中 处理，不仅费时费力，而且清理过程中容易起尘造 成环境污染。
1.3火车装车要求高
旋转式清堵机为了保证铁路运输的安全性，铁路局对火车 载重有着严格的要求。火车运输既不能超载，也 不能偏载。在进行火车装车前，装车楼配料系统 进行配料称重作业，由于不同车厢的载重并不相 同，系统设定的称重质量为该列火车车厢载重的 最低值。在不同载重车厢装车时，需要操作人员 进行手动补料，由于手动补料精准度较差，经常 因为补料过多，造成火车超载问题。在装车楼装内的物料码平，工人作业强度较大，且影响火车 发运时间。
为了降低铁路运输成本，需要避免火车装车 出现亏载现象。装车亏载现象主要发生在黏料装 车作业过程中。由于部分物料黏性较大，经常黏附 在装车楼的定量仓和溜槽内壁，无法装载到火车 车厢内，造成火车亏载。当发生亏载时，需要对黏 附在定量仓和溜槽中的物料进行清理，重新进行 装车作业，严重影响装车效率。
由于火车每节车厢状况不同，部分车厢因为 存在破损或其他安全隐患无法进行装载，该类车 厢被定义为禁装车厢。在每列火车装车作业前，都 有工作人员提前告知本列火车的禁装车厢数量和 车厢车号。在装车作业过程中，如遇到禁装车厢，由装车楼司机按下操作面板上的“跳车”按钮，系 统自动进行下一节车厢装载。由于人工操作经常 会出现失误，当未及时按下“跳车”按钮而造成货 物装进禁装车厢时，需组织工人将车厢内的物料 清理排空，严重耗费人力、物力，导致火车出港时 间晚点，也会影响后续的火车装车作业。[61
车过程中，当下料不均时，装车后物料会在车厢 内形成“凸岭”，造成偏载问题。当发生超载和偏 载时，需要人工将超载部分物料铲出，并将车厢2自动化火车装车系统
自动化火车装车系统组成见图2。
图2自动化火车装车系统组成
2.1火车牵引系统
利用PLC控制技术、GPS定位技术、工业太网 技术等，对牵引车控制系统进行改造。火车牵引系 统可远程定位牵引车位置，控制牵引车运行至火 车钩头处进行自动提钩作业。在手机A P P中嵌入 监控模块，操作工可通过手机A P P实时监控火车 挂钩、提钩情况，确保火车牵引作业安全进行。同时，为了节约电力，对牵引车结构进行改造，加装 风光互补充电系统，借助太阳能和风能发电，从而节约生产成本。牵引车见图3。
2.2火车清扫系统
基于人工智能、电液伺服控制、激光传感、车厢定位等技术和高速清扫自吸装置，建立火 车清扫系统，实现在火车牵引过程中完成车厢清扫工作。
火车到达清扫装置作业区域后，火车清扫系 统自动识别车厢位置，将清扫自吸装置放人车厢 内对车厢内壁、底部进行有效清扫，并将废料集中
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港口科技•智慧港口
图3牵引车
吸人集尘仓。在整列火车清扫作业完成后，清扫装 置将废料从集尘仓排放至废料收集车，由收集车 将废料转运至指定处理点。在进行火车清扫、废料 收集过程中，火车清扫系统使用喷水设备进行雾 状喷水作业，避免扬尘造成环境污染。火车清扫装 置见图4。
图4火车清扫装置
2.3自动化装车楼
在火车进人装车区域前，车厢编号识别系统 识别车厢编号，并将车厢编号反馈至控制系统，控 制系统从生产数据库中检索确定该编号车厢的规 格、载重等参数，同时配料系统借助PLC 控制技 术、定量称重技术进行精准配料，完成火车装车准 备工作。当火车进入装车楼作业区域时，车厢识别 系统自动识别车厢位置，装车溜槽下放至车厢内， 控制系统根据牵引车反馈的牵引速度、生产数据 库中物料比重、车厢载重等参数，控制溜槽闸口的 开口大小，开始进行装车作业。
自动化装车楼具备黏料检测功能。当装车楼 控制系统识别到物料黏附在定量仓和溜槽内壁 时，装置会启动，对黏料进行轰击，疏通漏
斗，避免火车装车过程中因黏料导致的火车亏载 现象。装置见图5。图5装置3创新点3.1牵引远程控制系统基于Java 编程语言，开发牵引车操作控制手 机APP 。借助工业以太网技术将手机A ro 与牵引 车控制系统、监控系统互联。操作T .可使用手机 A m 远程监控、控制牵引车进行火车牵引作业，操 作便捷且牵引效率高。3.2车厢位置识别系统借助A I 分析技术、漫反射光电开关和激光传 感技术，开发车厢位置识别系统。车厢位置识别系 统可实时检测火车车厢的位置，有效保障清扫装 置和装车溜槽能够准确下降至火车车厢内进行清 扫、装车作业。3.3火车动态清扫和装车利用工业以太
网技术使火车牵引系统、火车 清扫系统、装车楼控制系统互联互通，实现数据的 快速传输和共享。根据火车牵引系统反馈的牵引 速度，火车清扫系统通过伺服控制系统精准控制 清扫装置的行走速度，实现火车牵引过程中对车 厢内壁、底部的清扫作业。自动化装车楼采用PLC 控制技术，根据火车牵引系统反馈的牵引速度调 整溜槽闸口的开口大小，实现火车牵引过程中的 动态装车作业。火车清扫、装车作业同步进行，大 幅提高火车装车效率，缩短火车停港时间。3.4车厢编号比对校正将列车扫描仪扫描到的火车底部的标签信息 与视觉识别系统采集到的车厢编号信息进行比(下转第20页）
微型音箱.14
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港口科技•科研与技革
图7应急事故废水收集、处置流程
5结语在新的发展形势下，振华重工以大力开展厂 区大气治理为契机，通过建设现代专业型的超大 型岸桥钢结构件涂装工场，解决其面临的岸桥涂 装生产基建配套发展滞后的问题。本次设计的超 大型涂装工场可满足最长110 m 的岸桥大梁构件 室内涂装的需求，为振华重工超大型岸桥构件涂 装生产技术创新、生产工艺优化提供强有力的基 础设施保障，同时也大幅提高长兴分公司岸桥的 整体涂装产能。目前，本涂装工场的土建、消防、环 保设计方案均已获得建设许可，建设取得初步的 成果。超大型岸桥钢结构件涂装工场施工现场见(上接第14页）
对，精准确定火车车厢编号。装车楼控制系统根据 火车车厢编号从生产数据库中检索该车厢的额定 载重、是否为禁装车厢等信息，从而确定每个车厢 的装载质量。列车扫描仪见图6。图6列车扫描仪3.5数据交互利用工业以太网技术实现生产数据库、实时 监控系统、火车牵引系统、火车清扫系统、自动化 装车楼控制系统之间的互联互通，有效解决各系 统间数据传输速度慢、效率低等问题，从而提高火 车牵引、清扫、装车全流程作业的协调性。图8。
图8超大型岸桥钢结构件涂装工场施工现场 参考文献[1]王晨昊.船舶工业大跨度涂装工场的设计D ]. 工程建设与设计，2019,417(19):16-19.4结语经过一系列的改造，解决牵引车牵引效率低、 火车清扫劳动强度大、装车楼装车质量差和效率
低等问题，实现在火车牵引过程中的自动化清扫 和装车作业，从而大幅提高火车装车效率，缩短火 车停港时间。
双蛋合体参考文献
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