广西梧州港节能减排智能启停系统.docx
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广西梧州港节能减排智能启停系统
编号：
____________
广西交通运输节能减排专项资金
申请书
项目名称：
集装箱码头集卡智能增效减排系统
申请单位：
广西梧州中外运仓码头有限公司
组织单位：
梧州市交通运输局
申请日期：
2014年8月28日
填写格式及说明
一、格式
纸张规格：
A4。
页边距：
左右3cm，上下2.5cm。
段落间距：
1.5倍行距，段前0.5行。
正文字体：
宋体四号。
装订要求：
单面打印，装订成册。
二、主要填写内容及要求
1.基本信息。
表格相关内容应填写完整，不留空格。
2.项目背景和意义。
填写项目概况、节能减排意义，重点介绍项目总体情况和对促进节能减排的意义及推广应用价值。
3.项目实施方案。
填写项目实施内容、采用技术方案、项目运行情况等信息。
4.项目节能减排量测算。
详细填写项目实施前能耗基本情况、项目节能减排技术原理、节能减排量测算依据和方法以及项目实施后的节能减排量。
要求对项目节能减排技术原理、节能减排量测算依据和方法、项目实施能耗与排放前后对比及效果分析进行详细计算并提供量化结论。
按替代燃料量申请补助的，填写替代燃料量测算过程。
节能减排量难以量化的项目，“（三）节能减排量测算的依据和方法”和“（四）项目实施后的节能减排量”不要求填写。
5.项目投资会计核算。
详细填写项目设备购置费或建筑安装费投资决算内容及结论。
6.项目已获得中央和地方财政资金支持的情况。
填写项目已经获得的中央和地方财政资金来源、用途、使用情况等。
7.地方交通运输主管部门审核意见。
由城市交通主管部门填写审核意见。
8.自治区交通运输厅审核意见。
由自治区交通运输厅填写审核意见。
简要信息表
申请单位简介
广西梧州中外运仓码有限公司位于梧州市西江北岸，占地面积13.7万平方米，共有泊位7个，是梧州唯一拥有外贸进出口监管的港口企业，集装箱吞吐量占梧州市75%。
企业财务目前为盈利，企业机械能源管理有专业人员进行管理。
项目简介
智能增效减排系统采用计算机信息、物联网、汽车智能启停等技术，使码头的集卡实现智能调度，同时集卡发动机“怠速”状态被智能“消除”，该系统不仅使集卡的作业效率提高了10%，同时集卡的能耗与排放降低了35%。
有效解决了传统集装箱码头作业效率低、成本高、污染重的问题。
自我承诺
本单位及本人郑重承诺，申请项目所提交的全部申请材料均真实、有效，且项目中不包含已获交通运输专项资金或中央财政其他节能减排资金补助的内容，如有虚假情况，愿意承担相应处罚和相关法律责任。
申请单位（公章）
负责人（签字）：
年月日
一、基本信息
申请单位名称
单位地址和邮编
法定代表人
联系电话
单位类型
隶属关系
职工人数（人）
其中：
技术人员（人）
开户银行
帐号
项目名称
项目性质
改扩建项目新建项目
所属支持领域
项目起止年月
项目负责人
联系电话
项目总投资
设备购置费
建筑安装费
节能减排效果
节能量
（吨标准煤）
替代燃料量
（吨标准油）
二、项目背景和意义
（一）项目概况
随着现代港口的作业的紧张度加剧，如何有效提高码头作业设备利用率，降低作业成本已经成为码头提高服务水平，提升自身竞争力的重要研究课题。
船舶在码头的停留时间、完成装卸作业时间已经成为衡量码头作业水平的重要指标，而该指标与码头作业设备的作业效率息息相关。
集装箱码头的常规作业主要包括装船、卸船、移箱作业和进提箱作业。
码头作业的常用设备包括门座机、轨道吊和集卡（集装箱卡车）。
卸船作业的基本流程为：
门座机将集装箱从船上卸到岸边在该门座机下的集卡上，然后集卡将该集装箱运到堆场指定位置，再由堆场的轨道吊从集卡上将集装箱吊起放到堆场指定位置。
装船作业流程则与卸船作业流程刚好相反，此处不再赘述。
移箱作业的基本流程：
轨道吊将集装箱从堆场吊起然后放在该轨道吊下的集卡上，然后集卡将该集装箱运到堆场指定位置，再由堆场目标位置的轨道吊从集卡上将集装箱吊起放到堆场指定位置。
集装箱码头船舶、堆场配载计算机管理系统的发展在国际、国内已经比较成熟，而水平运输车集卡的调度属于集装箱箱流控制的薄弱环节。
集装箱码头传统装卸工艺采用的是码头配置岸边集装箱起重机、堆场配置轨道式门式起重机、码头与堆场之间的水平运输采用集卡。
传统的做法，每台岸边集装箱起重机按照一定的比例配置集卡数量，一台岸边集装箱起重机配备一定数量的集卡组成一条作业路，由调度人员安排。
传统的装卸工艺示意图见图1。
图1 传统的装卸工艺示意图
这种传统的集装箱生产工艺根据“作业线”来静态配置集卡。
一组集卡只为指定的一条作业线服务，即集卡分配给固定的岸边集装箱起重机后，其行车路线相对固定。
随着码头吞吐量的增加，这种调度方式变得越来越难于控制和管理。
由于作业负荷随时间分布不均匀，在某一时段内，往往出现岸边集装箱起重机、轨道吊等待集卡拖运集装箱或集卡排队等候、堆场堵塞现象，造成集卡的无序、低效流动局面，过多的空载行驶和等待，严重影响了装卸效率，也大量浪费了能源。
而且传统工艺卸船和装船采用分段作业，累计作业时间长。
卸船时集卡空车来重车去，装船时集卡重车来空车去。
集卡有将近50%的时间在空驶，利用率不高，不利于集卡效率的提高及节约能源。
另外，集卡排队等候装卸箱时与平时休息时，集卡发动机都是在“怠速”状态。
其集卡停车“怠速”时发动机的能耗是平时集卡行走时发动机能耗的60%，然而，有很多集装箱码头由于调度的不合理，造成了集卡发动机全天有一半的时间是在“怠速”的状态下工作。
所以在传统作业过程中，依靠人工调度集卡的方式，已越来越不能与港口发展相适应。
因此必需按照现场的实际情况，通过计算机系统合理调配集卡和利用智能智能启停技术消除集卡“怠速”。
集卡调度问题主要是从能耗，成本的角度综合考虑实现码头作业设备调度的协同、经济和智能化。
传统的调度模式为单个工作点独占该工作点下的集卡资源，即一辆集卡只为一个工作点服务，经常出现的问题是集卡载着集装箱从堆场到岸边，然后空车返回堆场。
很显然，这种调度模式下集卡空载率很高（50％），利用率比较低。
码头作业需要多个设备的协调配合，而现有的调度系统仅仅只考虑一种设备的作业代价，如仅考虑集卡。
此外，现有的调度系统往往仅从代价最小的角度考虑，可能出现大量的任务分配给离集卡当前位置很近的门座机或堆场，而离集卡当前位置很远的门座机或堆场得不到集卡资源，以致大量集卡集中在一台岸边门座机或轨道吊下空等，造成集卡拥堵与发动机“怠速”运行。
以上种种因素导致采用现有技术中的集卡调度系统和方法不但作业效率低下，不能满足集卡实时调度的需要，而且能源消耗大，作业成本高。
（二）项目的节能减排意义
集装箱码头集卡智能增效减排系统实现了智能调度集卡，减少了集卡的空驶率，缩短了集卡“怠速”时间，降低了集卡与门座机的配比，同时集卡的燃油单耗也有所下降。
保守估计，使用集装箱码头集卡智能增效减排系统后，集卡作业的工作效率提高10%左右，运输单位TEU的耗油量降幅在35%左右；以梧州中外运码头2013年单台集卡用油15吨计算，整个码头拥有25台集卡，当年将会节约（15*25）*35%=131.25吨柴油；减少碳排放131.25*0.83≈109吨；减少二氧化碳排放131.25*3.06=401.625吨；以每吨柴油7500元人民币计算，将节约燃油成本98.4375万元人民币。
如果将此技术推广至全省，以整个广西集装箱码头拥有集卡1000辆计算，将会节约15000多吨柴油，减少碳排放12450吨，减少二氧化碳45900吨，直接节约11250万元人民币，节能减排效益十分明显。
三、项目实施方案
（一）项目实施内容
经过多年的研究、实践，为自主开发研制的集装箱码头集卡全场智能调度系统，在码头集装箱港口的作业通过计算机对各种信息资源的整合，运算出最佳的动态模式，路径、时间、设备等综合因素，主要实施的通过几个方面：
第一方面是通无线网络通讯系统、车载终端系统、智能调度软件系统。
无线网络通讯系统是在集装箱码头原有的无线集群系统基础上进行扩展，实现集卡与集装箱码头集卡全场智能调度系统的数据链接。
第二方面是研制开发车载无线数据通信终端设备，实现集卡实时接收/响应调度指令。
第三个方面通过整合中外运集团多年来积累的集装箱运营的信息资料，建立了箱流、车流调度数学模型及算法，开发了集装箱码头集卡全场智能调度系统，并在调试运行过程中不断对系统软件进行完善升级。
第四个方面是通过开发应用GPS系统，实现对集卡位置的实时精确调度。
第五个方面是利用汽车智能启停技术智能减少集卡“怠速”时间。
第六个方面集卡发动机“停止”后增加一套独立制冷系统供司机使用。
以上六个方面的实施出来后，我们可以做到项目的实施内容技术方面的效果体现在：
（1）尽可能做到集卡重车来重车去，减少集卡空驶现象。
本系统综合判断一定时间范围内的任务及集卡的最优组合，为作业任务选择合适并且符合作业要求的集卡，通过无线通讯网络实现自动向集卡发布动态调配指令，提高作业路之间的重进重出率，缩短累计作业时间。
（2）灵活地将全部集卡动态地分为几组，每组包括一定数量的集卡作为一个集卡池，每辆集卡可以根据实际情况动态地分配一条或多条作业路，充分利用集卡资源，优化码头配机，减少集卡忙闲不均造成的效率降低。
（3）在可能条件下，实现装船和卸船同时作业的同bay位同步装卸；
（4）集装箱码头集卡全场智能调度系统先对各门座机（轨道吊）进行集卡数量上的分配，可避免出现某些门座机（轨道吊）分配不到（或过少）集卡资源而出现长时间空等，再计算集卡完成相应任务的代价，取代价最小的方案进行执行，有效提高码头作业效率，降低码头作业成本，提高设备的利用率，减少作业设备的无效空等，减少集卡的空载率和能耗；具有突出效果的节能减排的效果和贡献。
（二）采用技术方案
为了更清楚说明集装箱码头集卡全场智能调度系统的技术方案示意图结合说明的方式介绍
图2为系统构成示意图
如图2所示，该镶嵌在集装箱码头控制系统中的一个子系统，主要由中控室主机、集卡智能调度控制软件、无线集群系统及安装在集卡等装卸机械上的无线就数据终端和GPS组成。
其中集卡智能调度控制软件的编制是运用规划论、排队论和模糊控制理论，融合现场操作管理人员的智慧和经验，建立箱流、车流调度数学模型，解决非线性尺度变换和模糊逻辑推理规则等问题，实现对全场集卡的智能调度控制管理。
智能调度控制软件控制流程为：
调度中心可与集装箱码头任务中心各辆集卡、各门座机终端、轨道吊终端进行通信，一方面获取各辆集卡的位置信息和任务信息，以便确定有哪些集卡当前没有任务而可供调用，另一方面获取集装箱码头任务中心发送的待完成任务列表，然后根据各门座机、轨道吊的作业效率对有任务的各个门座机或轨道吊分配集卡数量，门座机或轨道吊作业效率越高，分配到的集卡数量越多。
集卡消除怠速智能起停系统的基本原理是在集卡遇到较长时间等待时自动关闭汽车发动机，并在需要继续行驶时能即时启动发动机，以达到节能减排的目的。
TSS系统非常适合集装箱码头内作业的集装箱卡车。
其具体原理如下图所示：
（1）技术层面上应用了S形起动曲线，降低发动机震动，延长了系统使用寿命。
（2）提供了系统整体解决方案，降低了油耗、提高了起动速度、降低了噪声，驾驶舒适度好。
（3）通过优化起动策略，大幅度提高了节能效率；更加人性化的设计，便于驾驶员的操控；与交通路况的互动，更加智能化。
系统的结构图
正常情况下，可按照以下操作流程来实现智能起停功能：
1、按下智能起停系统开关，绿灯点亮，怠速起停功能开启。
关闭智能起停系统开关，红灯点亮，怠速起停功能关闭。
2、打开怠速起停功能系统开关后待水温高于40摄氏度，怠速起停功能可以正常使用；若水温低于40℃，则自动起停系统暂时处于关闭状态。
自动档车型：
1、遇到需要停车时，完全松开加速踏板，踩刹车退N档，车辆停止后不要松开制动踏板，发动机自动停机。
2、车辆准备启动时，松开制动踏板，档位处于N档，发动机立刻启动。
3、若停车过程中无需关闭发动机，只需点动制动踏板两次，发动机不会关闭。
手动档车型：
1、遇到需要停车时，完全松开加速踏板，踩离合器退空档，车辆停止后完全松开离合器踏板，发动机自动停机。
2、车辆准备启动时，踩下离合器踏板，档位处于空档，发动机立刻启动。
3、若停车过程中无需关闭发动机，只需踩住离合器，发动机不会关闭。
（三）项目运行情况
集装箱码头集卡智能增效减排系统在广西梧州中外运仓储试运行以来，无论在码头的集卡智能调度、作业效率方面还是在集卡的节能与驾驶员的舒适度方面都有明显的提高。
该系统将多种信息技术应用于计算机中于统一调配控制集卡的启动与停止，是集装箱码头改革传统装卸工艺、实行码头快装快卸、合理控制燃油消耗的成功范例。
通过使用该系统，码头管理者可以合理配置水平运输机械，优化集卡调度过程，提高集卡作业效率，从而减少作业成本、降低能源消耗。
集装箱码头集卡智能增效减排系统的应用改变了集装箱码头传统的集卡管理模式，在国内港口企业中应用非常成熟的技术。
该系统经过长时间的现场实验、批量应用和运行验证，取得了良好的节能和经济效果，为国家、自治区、企业的节能减排工作做出了贡献。
该系统运行稳定、操作方便，其节能创新理念、系统设计原理及软件产品，在我省集装箱码头具有广泛的推广价值。
四、项目节能减排量测算
（一）项目实施前能耗基本情况
柴油：
（单位/吨）
集卡编号
第一季度
第一季度
第一季度
第一季度
001
3
5
7
5
002
4
2
4
6
003
3
4
3
6
004
5
5
5
4
005
2
6
2
5
006
4
4
4
4
007
5
4
5
2
008
4
3
4
4
009
2
5
2
5
010
4
2
6
6
011
5
4
6
4
012
6
5
4
5
013
4
5
5
2
014
4
6
4
4
015
3
4
2
5
016
5
4
4
6
017
7
6
8
6
018
4
2
4
6
019
3
4
3
6
020
5
5
5
4
021
2
6
2
5
022
4
4
4
4
023
5
4
5
2
024
4
3
4
4
（二）项目节能减排技术原理
（三）节能减排量测算的依据和方法
（四）项目实施后的节能减排量
五、项目投资会计核算
集装箱码头集卡智能增效减排系统（单台）
序号
名称
型号/品牌
数量
单位
单价
小计
1
智能调度系统
SH-GH
1
套
11500.00
11500.00
2
智能启停系统
SH-GH
1
套
31000.00
31000.00
3
独立制冷系统
SH-GH
1
套
7600.00
7600.00
4
整体系统调试
SH-GH
1
项
3000.00
3000.00
5
无线系统搭建
SH-GH
1
项
11800.00
11800.00
6
安装施工
SH-GH
1
项
3400.00
3400.00
7
辅材
SH-GH
1
项
1220.00
1220.00
总计
69520.00
六、项目已获得中央和地方财政资金支持的情况
七、地市交通主管部门填写审核意见
（公章）
负责人（签字）：
年月日
八、自治区交通运输厅审核意见
（公章）
负责人（签字）：
年月日
申请单位
项目名称
申请单位
项目总投资（万元）
设备购置费（万元）
节能量（吨标准煤）
替代燃料量（吨标准油）
审核意见
申请单位提交的申请材料包括
（如提交该类材料，请在“□”中打“√”，如未提交“×”）
☐申请书（是否符合专项资金重点支持方向：
□是□否）
☐企业法人营业执照或事业单位组织机构代码证（是否具有独立法人资格的企事业单位：
□是□否）。
☐能源管理制度
☐财务管理制度
☐立项证明
☐竣工证明（是否符合项目规定的完成时间：
□是□否）
☐申报数据证明材料。
☐项目照片或视频资料，已及地（市）一级以上媒体报道情况。
审核人（签字）：
年月日
自治区交通运输厅审核意见
（公章）
负责人（签字）：
年月日
广西交通运输节能减排专项资金申请项目审核意见
升级会员 