1 供電及通信技術概述

1.1 供電技術概述

目前主要有 非接觸式移動供電，電纜拖鏈、拖令電纜[1]，電纜卷盤供電系統[2]，滑觸式供電[3]等供電方式。 不同供電方案對比：

1）非接觸式移動供電、電纜拖鏈、拖令電纜受到技術成熟度及自身結構特點的限制，主要適用于中小容量設備、中近距離移動場合的移動設備低壓供電；

2）電纜卷盤方式的特點更適合用于較大容量、一定距離范圍的移動的設備高、低壓供電；

3）滑觸線對于線性固定軌跡的移動設備適用性較好，可以實現大容量、遠距離移動設備高、低壓供電。

1.2 通信技術概述[4]

1.2.1 無線數傳電臺

通信頻帶寬，容量大，距離長，數話兼容、專用數據傳輸通道，建網靈活，實時性好，穩定性好，適用于惡劣環境等優點。 但需要申請頻點使用權，如頻點選擇不夠合理，相鄰信道會產生干擾，通信速率低。

1.2.2 毫米波通信[5]

有很大的寬帶和很高的數據傳輸率。缺點是設備成本高且設備復雜，維護困難，存在較難的技術缺陷，降水、地形、建筑、惡劣氣候會降低毫米波通信性能。

1.2.3 無線感應通信

傳輸損耗小，覆蓋線路長；有適中的信道寬帶，可傳輸音頻信號；架設方便，易于維護，成本低。 該技術在國內尚處于設計研究階段，未推出可實際應用的產品。

1.2.4 公網移動數據通信

主要有 CDMA 和 GPRS，GPRS 的數據傳輸速率高，容量大，可以永遠在線， 而且僅按數據流量計費；CDMA 的系統容量大， 性能質量高，配置靈活，頻率規劃簡單。

1.2.5 漏波電纜

對地形適應性強、受環境影響小、場強分布穩定、傳輸速率高、頻段利用率高。但它的收發中繼設備復雜，打雷抗干擾能力低，電纜開槽尺寸要求嚴，工作環境要求潔凈，成本高。

1.2.6 光纖通信

光纖通信的特點有：容量大，網速高；可靠性高、抗干擾能力強、不受電磁波和其他強電磁場影響；具有自愈功能；網絡配備靈活，擴展方便；能夠和 RS-232 或 RS-485 接口連接；相關設備體積小、重量輕，結構模塊化，安裝和調試方便。

1.2.7 電力線載波通信

投資少、施工周期短、設備簡單、與電網建設同步、覆蓋面與電力系統一致等優點；但電力線載波通道中各種尖脈沖多，可能影響數據正確接收，可靠性低。

2 ARMG 方案需求及方案初選

研究的港口自動化集裝箱碼頭工藝方案中，ARMG 設備選型為每條堆場 2 臺高速軌道吊，設備功率較大，容量將達到 700KW 或 者 更大， 再加上堆場縱深在 400m 以上，ARMG 屬于較長距離固定軌道移動供電的情況，因此采用的供電方案必須能夠適應較長距離范圍移動的要求。

ARMG 設備自動控制過程中，除了需要移動供電外還需要移動狀態下的數據通信。數據傳輸主要包括位置及狀態信息、操作指令信息、視頻監控信息等三方面信息數據。 在 ARMG 自動控制裝卸作業時，位置狀態信息和操作指令信息要求數據通信具有高可靠性和實時性，而視頻監控信息則要求高數據通信具有高帶寬，來滿足傳遞數據量大的視頻監控圖像數據。

綜合碼頭規模布局、軌道吊數量和工作方式，供電方案的投資成本和碼頭的經濟效益以及碼頭氣候特點的考慮，拖鏈電纜卷盤和低架滑觸線供電方案是比較理想的選擇。

3 ARMG 供電及通訊方案分析及結論

3.1 方案分析

兩種供電方案進行對比分析：

通過對比分析可以看出：對于滑觸線和電纜卷盤兩種移動設備供電方案在建設成本上差異并不顯著，在設計壽命、移動速度和電力損耗等方面，滑觸線供電有一定優勢；在場地占用和靈活性上，電纜卷盤供電較好，兩種供電方案均能滿足需要。各通信方案的缺點（表 2）。

通過表 2 可以看出光纖通訊方案針對軌道吊通訊*為合適。因此，理論上軌道吊的供電及通訊方案可采用電纜卷盤+光纖或者低架滑觸線+光纖兩種方式，但從實際應用層面考慮軌道吊的供電及通訊綜合方案時：使用帶光纖的供電電纜既可以較容易的解決移動設備數據通信問題，不需額外建設通信系統，又能充分保障自動控制對數據通信的各種要求。

如選用低架滑觸線+光纖的方式，需考慮滑觸線裝置的物理特點：接觸、滑移，它目前只能適應設備供電的物理要求，卻無法滿足設備光纖通訊的物理要求；如果再單獨使用光纜卷盤，就需要卷盤光纖具有高強度耐磨高柔性耐拉耐彎折等特殊要求，目前市場上暫時沒有可靠的專用光纜可供選擇，且軌道吊上還需再設卷盤機構，額外增加整機重量。

3.2 結論

經過各方面的綜合分析，推薦使用供電電纜帶復合光纖的電纜卷盤作為自動化軌道吊優選供電及通訊解決方案。