探索泰山索道WIFI的建立及應用

邱燦義（泰安市泰山索道運營中心,山東泰安271000）

探索泰山索道WIFI的建立及應用

邱燦義
（泰安市泰山索道運營中心,山東泰安271000）

摘要：索道線路WIFI的建立及安全監(jiān)測應用。

關鍵詞：索道；WIFI；物聯網；主電機測溫；激光測距；風速風向

泰山索道已經建成中心機關到泰山三條索道的計算機網絡，各索道上、下站之間及各索道站之間，其主干網是千兆光纖，各工作區(qū)域均有超五類有線網絡覆蓋，為開展各種應用，組織開發(fā)了綜合管理系統(tǒng)（平臺），將網上辦公、設備管理、安全檢測、設備維護、設備日檢、月檢、年檢、設備更換、運營管理、票務管理、視頻監(jiān)控等相關業(yè)務集成到應用平臺中；旅游客運索道賴以生存的前提是安全，客運索道運營安全的關鍵因素是設備運行安全，索道的關鍵設備不僅在站房內，更多的是在線路上和支架上，線路和支架是支撐設備安全運行的重點部件,索道線路、支架、輪組、塔頭各組件、鋼索及運行中的鋼絲繩、抱索器、吊廂等99%的設備工作在復雜的山溝、山脈中，這些地方環(huán)境惡劣，樹木叢林，陡山峭壁，條件所限，無法布有線網絡，又需獲得這些環(huán)境中索道設備的實時信息，才能更可靠的確定設備安全運行狀態(tài)；之前，為確保設備安全運行，只好派大量人員到各線路支架守候和觀望、目測，非常不便，采集到的信息量稀少，無法科學的監(jiān)測、分析索道安全運行所需要的因素（參數）。隨著計算機網絡、特別是無線網絡技術、物聯網應用技術的發(fā)展和索道設備安全管理的要求，我們嘗試借助物聯網應用技術，將決定索道安全運營的設備全網覆蓋，開展對客運索道設備安全運行參數（信息）的監(jiān)測和信息的讀取收集，對信息進行科學分析，找到預測和管理設備安全運行的因素，指導工作人員科學維護、定時更換設備，保障設備安全可靠運行；物聯網就是通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網相連接，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網絡概念，“物聯網概念”是在“互聯網概念”的基礎上，將其用戶端延伸和擴展到任何物品與物品之間，進行信息交換和通信；線路和支架上沒有有線網絡，無線網絡（WIFI）的技術和產品已經成熟并廣泛應用，我們設想在站區(qū)及線路支架上安裝WIFI設備，建立無線網絡（WIFI）覆蓋，形成索道設備的網絡全覆蓋，用有線網絡和無線網絡（WIFI）把要監(jiān)測的設備連接起來，接入整個網絡，滿足物聯網的應用條件,通過有線網絡和無線網絡（WIFI）將索道的關鍵設備的溫度、聲音、圖像、振動等參數進行實時收集和監(jiān)測、跟蹤、定位，對比相應參數，前提預測設備工作狀態(tài)，監(jiān)控設備的運行狀態(tài)，從而達到預防設備安全運行的目的，開展如“變速箱、主電機測溫”、“張緊標尺實時監(jiān)測”、“無線可視對講”、“風速風向實時監(jiān)測”等方面的應用。

1研究如何建立無線網絡（WIFI）

首先需要知道泰山索道站房、支架、線路的詳細地理位置及參數，如海拔高度、高差等。泰山索道有兩條主要索道，分別是中天門索道和桃花源索道，中天門索道趨南北走向，桃花源索道趨東西走向。中天門索道：全長（斜長）2089.16米，上下站水平距離1971.92米，高差597.01米，平均爬坡角30.28%，共有11個支架，其中1號支架基礎海拔822.53米、高度15.07米，2號支架基礎海拔822.43米、高度16.07米，1號與2號支架之間的基礎海拔差0.1米、水平距離2.95米、斜距2.95米，3號支架基礎海拔922.8米、高度21.4米，2號與3號支

架之間的基礎海拔差100.37米、水平距離510.23米、斜距520.01米，4號支架基礎海拔948米、高度11.07米，3號與4號支架之間的基礎海拔差25.2米、水平距離86.68米、斜距90.27米，5號支架基礎海拔939.3米、高度18.14米，4號與5號支架之間的基礎海拔差8.7米、水平距離100.63米、斜距101.01米，6號支架基礎海拔941.75米、高度20.4米，5號與6號支架之間的基礎海拔差2.45米、水平距離27.2米、斜距27.31米，7號支架基礎海拔1080米、高度15.07米，6號與7號支架之間的基礎海拔差138.25米、水平距離560.58米、斜距577.38米，8A號支架基礎海拔1088.7米、高度11.07米，7號與8A號支架之間的基礎海拔差8.7米、水平距離12.63米、斜距15.34米，8B號支架基礎海拔1099.2米、高度9米，8A號與8B號支架之間的基礎海拔差10.5米、水平距離19.37米、斜距22.03米，9號支架基礎海拔1184.72米、高度16.07米，8B號與9號支架之間的基礎海拔差85.52米、水平距離136.39米、斜距160.98米，10號支架基礎海拔1225.45米、高度16.07米，9號與10號支架之間的基礎海拔差40.73米、水平距離70.36米、斜距81.32米，11號支架基礎海拔1383.84米、高度49米，10號與11號支架之間的基礎海拔差158.39米、水平距離381米、斜距432.16米，中天門站臺基礎海拔832.3米、運載索基礎海拔836.3米，南天門站臺基礎海拔1429.31米、運載索基礎海拔1433.31米。桃花源索道：全長（斜長）2196.58米，上下站水平距離2084.97米，高差607.47米，平均爬坡角32.16%，共有11個支架，其中1號支架基礎海拔741.94米、高度7.05米，2號支架基礎海拔743.64米、高度7.05米，1號與2號支架之間的基礎海拔差1.75米、水平距離3.63米、斜距3.85米，3號支架基礎海拔750.36米、高度16.12米，2號與3號支架之間的基礎海拔差6.67米、水平距離12.55米、斜距14.34米，4號支架基礎海拔807.39米、高度24.23米，3號與4號支架之間的基礎海拔差57.03米、水平距離103.72米、斜距120.35米，5號支架基礎海拔904.4米、高度8.05米，4號與5號支架之間的基礎海拔差97.01米、水平距離175.67米、斜距195.32米，6號支架基礎海拔993.21米、高度16.12米，5號與6號支架之間的基礎海拔差88.81米、水平距離159.65米、斜距185.45米，7號支架基礎海拔1091.68米、高度14.12米，6號與7號支架之間的基礎海拔差98.47米、水平距離178.56米、斜距204.47米，8號支架基礎海拔1180.29米、高度18.18米，7號與8號支架之間的基礎海拔差88.61米、水平距離154.48米、斜距179.93米，9號支架基礎海拔1281.29米、高度12.05米，8號與9號支架之間的基礎海拔差101米、水平距離178.56米、斜距205.66米，10號支架基礎海拔1411.02米、高度6.05米，9號與10號支架之間的基礎海拔差129.73米、水平距離229.76米、斜距261.36米，11號支架基礎海拔1412.3米、高度6.05米，10號與11號支架之間的基礎海拔差1.28米、水平距離2.26米、斜距2.73米，桃花源下站站臺基礎海拔745.1米、運載索基礎海拔748.1米，桃花源上站站臺基礎海拔1415.57米、運載索基礎海拔1418.58米。

2系統(tǒng)架構拓撲簡圖及概述

泰山索道綜合管理系統(tǒng)已用于各站、部門，集設備管理及各項業(yè)務如一體的網絡管理綜合平臺；主電機、變速箱是指索道主要動力部分，其設備運行時的溫度是設備安全運行的主要參數，需要實時監(jiān)測；張緊小尺測量系統(tǒng)是指索道承載索的實時伸張長度，這個參數很重要，它是索道運行時承載索的長度狀態(tài)，直接影響索的安全運行；風速風向數據的收集，風速風向安裝在索道的每個支架上，它實時監(jiān)測個索道局部的風力大小和風向，決定索道能否運行；可視對講，便于管理人員、設備維護人員、特別是到索道支架檢修和更換設備部件的人員將工作現場的圖像實時傳到指揮中心，進行指揮、調度、會診等，指導現場工作人員；還有車廂GPS定位、支架托/壓索輪的視頻監(jiān)控、車廂有人無人監(jiān)測、車廂監(jiān)控、車廂廣播等應用，都將依賴WIFI寬帶覆蓋子系統(tǒng)，把相關設備設施的（視頻/音頻）信息送到綜合管理平臺進行處理、加工、分析，輸出到綜合管理平臺的每個終端，供管理人員、工程技術人員參考，以超前預測預見性的提示為索道管理者提供科學的決策依據。如下圖：

3建設索道無線寬帶覆蓋系統(tǒng)

索道所處的地理位置是復雜高山和山溝，擬建設的無線寬帶覆蓋系統(tǒng)，主要是為了解決目前索道沿線及站區(qū)設備間無法鋪設線纜，需要實現各種移動應用如無線視頻傳輸、無線對講等移動應用而提出的，利用無線寬帶系統(tǒng)，構筑全方位的基礎運營網絡，實現信息化應用的不斷擴展，無線寬帶系統(tǒng)主要需求：系統(tǒng)需提供強大的無線接入功能，能實現無線設備一次注冊、全網漫游；系統(tǒng)能滿足無線視頻、移動業(yè)務、車廂廣播等各種移動應用網絡需求；系統(tǒng)能提供對無線設備進行精細化管理，具有智能的帶寬管理功能等。

近年來，無線網絡等技術的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，為各大景區(qū)提供了一系列的專業(yè)的無線網絡覆蓋和視頻業(yè)務功能，包括“視頻調度”、“視頻管理”等。但是，隨著無線網絡技術的不斷發(fā)展，使得人們不僅僅滿足于“看的見”和“固定監(jiān)控”的要求，而是希望能“看的更清”和“隨時隨地的監(jiān)控”，特別是在有重大活動或者是發(fā)生突發(fā)應急事件的情況下，更是希望能夠進行快速監(jiān)控響應為指揮調度服務，同時“無線上網”、“視頻巡檢”、“景點介紹”等功能可以得以良好的發(fā)揮。但傳統(tǒng)的接入技術難以同時滿足寬帶和移動兩方的要求，隨著無線接入技術的發(fā)展，特別是無線寬帶技術的發(fā)展，使得移動寬帶應用成為可能，而基于IEEE802.1a/b/g/n技術的無線AP寬帶網絡是目前非常成熟的寬帶技術，該技術能提供高的傳輸速率和方便、快捷、靈活的接入方式且成本低廉。

無線接入點設備使用華為的AP6510DN-AGN、AP6610DNAGN、AP5010、AP7110四種類型設備：AP6510主要用于線路覆蓋、部分環(huán)境惡劣、易受雷擊的線路處所；AP6610主要用于游客排隊區(qū)域、宿舍區(qū)的覆蓋；AP5010主要用于室內、站廳、宿舍、配電間等場所；AP7110主要用于廣場以及人員密度大的場所，用作容量擴展使用。

無線（WIFI）覆蓋中天門線路示意圖：

無線（WIFI）覆蓋中天門站區(qū)域示意圖：

無線（WIFI）覆蓋南天門站區(qū)域示意圖：

無線（WIFI）覆蓋桃花源線路示意圖：

無線（WIFI）覆蓋桃花源上站區(qū)域示意圖：

無線（WIFI）覆蓋桃花源下站區(qū)域示意圖：

??鏈路拓撲示意簡圖：

4變速箱、主電機溫度實時監(jiān)測

主電機為索道的重要設備，主電機的安全運行為索道運行安全起到至關重要的作用，本系統(tǒng)利用信息化的技術手段，實現對主電機、變速箱溫度的在線監(jiān)測，為索道的安全運行、檢修維護提供可靠的技術支持。本系統(tǒng)的主要需求：運行期間能對主電機溫度提供不間斷的在線測量；能夠提供溫度異常告警，及時發(fā)現故障；能對溫度進行歷史分析，協助預防電機故障。

系統(tǒng)通過在線紅外測溫儀實現動力室變速箱、主電機溫度的實時在線監(jiān)測，能動態(tài)反映變速箱、主電機溫度變化情況；并將實時數據集成在索道綜合管理系統(tǒng)。系統(tǒng)架構簡圖：??

系統(tǒng)通過已存在的串口服務器接入泰山索道網絡，實現與服務器互通。實時溫度采集展示紅外測溫儀提供串口數據輸出，系統(tǒng)將實時采集紅外測溫儀溫度數據，并將結果自動展示在系統(tǒng)界面上，并實時繪制溫度曲線；溫度變化異常告警對于超出范圍的溫度值，系統(tǒng)通過聲、光報警，提示溫度異常，溫度報警范圍可以通過系統(tǒng)設置；溫度歷史數據分析系統(tǒng)可以對溫度歷史數據進行各種條件的查詢分析，提供基于表格、圖形等分析形式，并提供導出打印功能；集成接口將提供與泰山索道綜合管理系統(tǒng)集成接口，將通過泰山索道綜合管理系統(tǒng)實現對本系統(tǒng)的集中管理。

5張緊標尺實時監(jiān)測

張緊標尺的量程反映的是索道鋼絲繩的長度伸縮變化情況，這直接關系到索道的運行安全，而且對量程的事實測量，可以研究各種因素對鋼絲繩的影響，從而為索道的維護提供數據支撐。本系統(tǒng)的需求：張緊標尺量程實時監(jiān)測；張緊標尺量程異常告警；張緊標尺歷史數據分析。系統(tǒng)通過在線激光測距儀實現張緊標尺量程的實時在線監(jiān)測，能動態(tài)反映鋼絲繩張緊度的變化情況；并將實時數據集成在索道綜合管理系統(tǒng)。系統(tǒng)架構示意簡圖：??

系統(tǒng)通過已存在無線寬帶覆蓋系統(tǒng)接入泰山索道網絡，實現與服務器互通。實時測量數據采集展示激光測距儀提供WIFI數據輸出，系統(tǒng)將實時采集激光測距儀測量數據，并將結果自動展示在系統(tǒng)界面上，并實時繪制量程曲線；量程變化異常告警對于超出范圍的量程值，系統(tǒng)通過聲、光報警，提示量程異常，量程報警范圍可以通過系統(tǒng)設置；量程歷史數據分析系統(tǒng)可以對量程歷史數據進行各種條件的查詢分析，提供基于表格、圖形等分析形式，并提供導出打印功能；集成接口將提供與泰山索道綜合管理系統(tǒng)集成接口，將通過泰山索道綜合管理系統(tǒng)實現對本系統(tǒng)的集中管理。

6WIFI無線視頻對講系統(tǒng)

基于WIFI的無線視頻對講，能夠實現可視對講設備與控制中心進行穩(wěn)定可視對講，能夠將對講終端拍攝視頻實現實時上傳，其主要功能需求：語音和視頻對講；終端設備視頻遠程開啟；提供組呼個呼功能。

基于WIFI無線視頻終端是針對移動手持應用場景開發(fā)的專用視頻終端。設備在嵌入式平臺上集成液晶觸摸顯示屏和Wi-Fi無線通訊模塊、GPS模塊、藍牙模塊，內置高清相機，可配備微型攝像頭及耳機。設備可通過Wi-Fi無線網絡進行實時視音頻信息傳輸、語音對講等功能；設備采用三防設計，以保證全天候工作；同時設備支持指紋識別、擴展接口豐富，適合現場取證、遠程指揮、搶險調度等業(yè)務方面應用。

7風速風向實時監(jiān)測系統(tǒng)

隨著索道綜合管理系統(tǒng)的建成，為了減少系統(tǒng)的復雜度，使設備維護人員能在統(tǒng)一的平臺對各種設備進行分析維護，并在異常情況下實現統(tǒng)一告警，因此，需要將風速風向集成到索道綜合管理系統(tǒng)中，主要集成需求：當前各風速風向儀實時數據展示；風速風向數據異常告警。風速風向當前數據展示，通過支架示意圖或者列表展示各個設備的當前風速風向；風速風向的告警，根據設定的報警值，對超過報警值的監(jiān)測點實現光、聲報警；集成接口，將提供與泰山索道綜合管理系統(tǒng)集成接口，將通過泰山索道綜合管理系統(tǒng)實現對本系統(tǒng)的集中管理。

8總結

通過建立無線網絡（WIFI），對有線網絡進行補充，形成泰山索道網絡的更加全面，索道設備設施在整個網絡全覆蓋中，為開展更多的應用奠定了基礎。通過計算機網絡信息技術建立起的物聯網應用，泰山索道設備管理信息化成為現實，為保障客運索道安全可靠的運行，奠定了科學、有效的信息依據，為專業(yè)技術人員提供更多的分析信息，進一步提升企業(yè)的信息化、智能化、現代化管理水平。WIFI的建立、WIFI的寬帶和移動應用，為游客提供的快捷的上網服務，為索道線路的支架設備、移動的吊廂、抱索器、支架上的托/壓輪實時視頻監(jiān)控、實時監(jiān)測成為了可能，為運行中的車廂定位、車廂內監(jiān)控、廣播成為可能，為實時監(jiān)測局部風速風向更加可靠，這些應用及科學的監(jiān)測結果更加保障了索道的安全運行，為索道設備的安全可靠運行提供科學的參考，為客運索道創(chuàng)建安全生產標準化、5S奠定了基礎，它的推廣應用將帶來巨大的經濟效益和社會效益。

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