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基于“5G+超级电容”技术的新型无人驾驶电动牵车机的研发与应用

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成果主要完成人

田振东、王衍棣、姜 磊、任宝兵、韩红彬、赵国平、侯世波、牟宗涛

项目概况

(1)研究背景 散货装卸设备的全自动化、环保化和散货装卸系统的信息智能化是散货运输的三个关键点,目前石臼港区南区正竭力完成专业化改造建设。在专业化铁矿石接卸码头中,采用环保条件更高、计量精度更准、专业化程度更好的装车楼设备完成火车装车作业是一种主流的作业模式。而火车装车楼需要配套牵车设备,目前国内配合装车楼作业的技术最成熟、应用最广泛的火车牵车系统是铁牛+绞车系统。 (2)主要技术内容 本项目在充分调研国内港口和钢厂、电厂等行业的基础上,开展新型牵车设备的探索研究,综合运用5G通信、超级电容储能、自动充电技术、无人驾驶等一系列技术,研制出基于“5G+超级电容”技术的新型无人驾驶电动牵车机,用于配合港口大宗散货专业化装车作业。 新型电动牵车机可以0-2km/h速度牵引6000吨列车运行,在空载行驶时速度可达10km/h,控制方式也可实现机上驾驶、远程遥控和无人驾驶三种模式。新型电动牵车机采用性能稳定、高寿命的超级电容作为电源供电,可充分利用两列火车装车作业间隙的取送车和检查堵漏时间实现快速充电及储能,其充放电循环寿命可以做到10万次以上,与日照港石臼港区南区火车装车作业流程特点完美契合。创新采用5G通信技术、自动提销摘钩技术、升降弓自动充电技术等关键技术,实现牵引车的无人驾驶。助力山东港口日照港打造大宗干散货智慧绿色作业示范港区。 (3)应用推广 新型电动牵车机具有低速匀速运行平稳、低速状态给定速度灵敏可控等特点,适合于在一定的区域范围内进行低速、重载的牵引和定位作业,重解决铁路终端的最后一公里的问题。其采用的超级电容储能技术、5G通信技术、无人驾驶技术等都属于前沿技术,在工矿机车和港口机械领域内鲜有应用,特别是配合装车楼进行装车作业这种应用场景,在国内尚无案例,因此其具有广泛的推广应用前景,尤其适用于煤矿、电厂、钢厂、港口、货运集散中心等行业。 (4)效益情况 在生产组织方面,新型电动牵车机最大优势是可实现整列车(60 辆C70 编组)装车需求,避免了列车二次编组作业,提高了发运效率。目前,山东港口日照港研发应用的4台新型电动牵车机对应铁路装车线每天可多发运1辆列车(合计4200吨),按照每吨矿石装卸利润6元计算,每月新增利润为:894.05万元/12个月=74.5万元/月,本项目共应用18月,截止2023年12月份,总效益额为74.5万元/月*18个月=1341万