石學(xué)林+陳妍

高桿燈是集裝箱碼頭的主要輔助設(shè)施，一般安裝于碼頭通道和堆場(chǎng)，為裝卸作業(yè)、安全監(jiān)控提供照明，平均照度約為。高桿燈功率較大，夜間使用時(shí)間較長(zhǎng)，導(dǎo)致耗電量較大，是影響集裝箱碼頭用電量的主要因素之一。本文基于集裝箱碼頭高桿燈的實(shí)際使用情況，結(jié)合大量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，得出高桿燈最早和最晚開啟時(shí)間、最長(zhǎng)照明時(shí)長(zhǎng)、最大用電量等具有實(shí)際指導(dǎo)意義的結(jié)論，從而建立高桿燈用電量的數(shù)據(jù)集模型，并據(jù)此提出高桿燈使用管控建議。

1 集裝箱碼頭高桿燈使用概況

天津港太平洋國(guó)際集裝箱碼頭有限公司（以下簡(jiǎn)稱“太平洋國(guó)際碼頭”）現(xiàn)有81座高桿燈，其中：集裝箱堆場(chǎng)內(nèi)有61座，倉(cāng)儲(chǔ)物流堆場(chǎng)內(nèi)有12座，外租天津地海集裝箱堆場(chǎng)內(nèi)有8座。高桿燈高度為35 m，每座高桿燈安裝有20盞照明燈具。太平洋國(guó)際碼頭建立了集裝箱碼頭高桿燈智能管理系統(tǒng)，對(duì)高桿燈使用實(shí)行智能化管理。高桿燈智能管理系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程開啟和關(guān)閉高桿燈，還可以

實(shí)現(xiàn)每座高桿燈燈具的分組照明及統(tǒng)計(jì)高桿燈的用電量。太平洋國(guó)際碼頭的能源消耗統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2013年高桿燈用電量占公司主要生產(chǎn)用電量的16.7%，2014年占17.4%，2015年占18.1%。合理使用高桿燈，加強(qiáng)對(duì)高桿燈使用的數(shù)據(jù)分析及控制管理，對(duì)公司節(jié)能降耗具有積極意義。

2 集裝箱碼頭高桿燈使用管理

通過查閱資料、咨詢交流、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查等手段采集并分析2014年1―12月太平洋國(guó)際碼頭集裝箱堆場(chǎng)內(nèi)61座高桿燈（1～52號(hào)及61～69號(hào)）的用電量、開啟時(shí)間、關(guān)閉時(shí)間、照明時(shí)長(zhǎng)等數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)分析，研究高桿燈用電量與季節(jié)、光照、分布場(chǎng)地等因素的關(guān)聯(lián)性，理清高桿燈用電量的控制點(diǎn)，從而通過合理、規(guī)范地使用高桿燈，達(dá)到安全照明、經(jīng)濟(jì)節(jié)能、高效利用的目的。

2.1 高桿燈月度用電量

2014年太平洋國(guó)際碼頭高桿燈月度用電量（見圖1）數(shù)據(jù)顯示：1月高桿燈用電量最高，為34.48萬kW h；6月高桿燈用電量最低，為17.14萬kW h。高桿燈月度用電量曲線總體呈現(xiàn)波谷特點(diǎn)。高桿燈的月度用電量受季節(jié)影響明顯：夏季用電量較低，冬季和春季用電量較高。

2.2 各高桿燈月度用電量

2014年10月太平洋國(guó)際碼頭高桿燈用電量數(shù)據(jù)顯示：（1）27號(hào)高桿燈用電量最高，為 h；（2）65號(hào)高桿燈用電量最低，為 h；（3）44號(hào)高桿燈沒有產(chǎn)生用電量；（4）各高桿燈用電量不均衡，電量消耗差距較大。

2.3 月度最高用電量的高桿燈數(shù)量分布

月度最高用電量的高桿燈數(shù)量分布在[30，35]區(qū)間的達(dá)8個(gè)月，占比為67%。盡管各高桿燈月度最高用電量不同，但是月度最高用電量的高桿燈數(shù)量分布具有趨同性。

2.4 月度最高用電量的高桿燈概率分布

月度最高用電量的高桿燈概率分布統(tǒng)計(jì)顯示：月度最高用電量超過90%的高桿燈有27 座，數(shù)量占比為44%；月度最高用電量超過80%的高桿燈有4座，數(shù)量占比為7%。在月度最高用電量超過90%的27座高桿燈中，25座分布在堆場(chǎng)進(jìn)出口，1座位于冷箱堆場(chǎng)，1座位于緩沖區(qū)，說明這些區(qū)域用電量集中，對(duì)高桿燈月度用電量影響最大。

2.5 高桿燈月度最早開燈時(shí)間

2014年太平洋國(guó)際碼頭高桿燈月度最早開燈時(shí)間（見圖2）數(shù)據(jù)顯示：1―2月高桿燈開燈時(shí)間最早，為16：44；6月高桿燈開燈時(shí)間最晚，為18：57。高桿燈的月度最早開燈時(shí)間曲線總體呈現(xiàn)波峰特點(diǎn)，且高桿燈的最早開燈時(shí)間均早于日落時(shí)間。5月和7月多多云天氣，導(dǎo)致開燈時(shí)間提前。

2.6 高桿燈月度最晚關(guān)燈時(shí)間

2014年太平洋國(guó)際碼頭高桿燈月度最晚關(guān)燈時(shí)間（見圖3）數(shù)據(jù)顯示：6月高桿燈關(guān)燈時(shí)間最早，為04：34；12月高桿燈關(guān)燈時(shí)間最晚，為07：16。高桿燈的月度最晚關(guān)燈時(shí)間曲線總體呈現(xiàn)波谷特點(diǎn)，1―6月最晚關(guān)燈時(shí)間均早于日出時(shí)間，7―12月最晚關(guān)燈時(shí)間均晚于日出時(shí)間。7月和9月多多云天氣，導(dǎo)致關(guān)燈時(shí)間滯后。

2.7 高桿燈月度照明時(shí)長(zhǎng)

2014年太平洋國(guó)際碼頭高桿燈月度照明時(shí)長(zhǎng)（見圖4）數(shù)據(jù)顯示：1―2月高桿燈照明時(shí)長(zhǎng)最長(zhǎng)，為15.28 h；6月高桿燈照明時(shí)長(zhǎng)最短，為9.55 h。高桿燈月度照明時(shí)長(zhǎng)曲線總體呈現(xiàn)波谷特點(diǎn)，且月度照明時(shí)長(zhǎng)基本長(zhǎng)于夜間時(shí)長(zhǎng)。

3 高桿燈用電量數(shù)據(jù)集模型

建立高桿燈用電量數(shù)據(jù)集模型（見圖5）。在高桿燈的實(shí)際使用過程中，須不斷對(duì)作業(yè)場(chǎng)地分布范圍、安保和交通照明需求、作業(yè)持續(xù)時(shí)間、季節(jié)光照、環(huán)境和天氣、人為開閉合理性、使用發(fā)光二極管燈泡等因素進(jìn)行規(guī)范、細(xì)化和改進(jìn)。

4 高桿燈使用改進(jìn)策略

（1）將場(chǎng)地作業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃與高桿燈智能管理系統(tǒng)相結(jié)合。原高桿燈智能管理系統(tǒng)的控制模式與現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)缺乏關(guān)聯(lián)性：僅由操作人員主觀控制集裝箱堆場(chǎng)高桿燈的照明范圍和持續(xù)時(shí)間，不能針對(duì)生產(chǎn)情況及時(shí)調(diào)整現(xiàn)場(chǎng)照明，容易造成電能浪費(fèi)。經(jīng)過改進(jìn)后，在高桿燈智能管理系統(tǒng)中加入場(chǎng)地作業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃（夜間）模塊，將現(xiàn)場(chǎng)照明與實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合，使得堆場(chǎng)照明控制精確到具體時(shí)間段。高桿燈智能管理系統(tǒng)確保在堆場(chǎng)開始作業(yè)前開啟高桿燈進(jìn)行區(qū)域照明，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)進(jìn)度控制照明時(shí)間，使照明控制更加合理、規(guī)范。

（2）量化開關(guān)燈依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，避免隨意性。高桿燈的開關(guān)時(shí)間及使用的燈具數(shù)量由操作人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境和亮度決定，缺乏相應(yīng)參考標(biāo)準(zhǔn)，存在較大的隨意性。在鄰近場(chǎng)地高桿燈下方安裝照度計(jì)，照度計(jì)的測(cè)量信號(hào)通過高桿燈的控制光纜反饋給高桿燈智能管理系統(tǒng)，作為開關(guān)高桿燈的觸發(fā)信號(hào)，并且不同的照度值對(duì)應(yīng)開關(guān)不同數(shù)量的高桿燈，從而實(shí)現(xiàn)高桿燈使用的標(biāo)準(zhǔn)化。

（3）定義高桿燈使用屬性，確定高桿燈使用標(biāo)準(zhǔn)。集裝箱碼頭一般未針對(duì)提供安保照明和交通照明的高桿燈建立明確的使用標(biāo)準(zhǔn)。為此，有必要根據(jù)高桿燈的使用屬性及照明區(qū)域（見表1）確定使用標(biāo)準(zhǔn)，確保滿足不同屬性的照明需求，從而達(dá)到高效利用、節(jié)能降耗的目的。

（編輯：許玲 收稿日期：2017-09-25）endprint