工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)在港口管理中的建立

吳金鵬（天津港集裝箱碼頭有限公司，天津　300456）

工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)在港口管理中的建立

吳金鵬
（天津港集裝箱碼頭有限公司，天津300456）

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國的港口進(jìn)出口貿(mào)易呈現(xiàn)出飛速增長的趨勢，尤其是天津港作為我國北方重要的港口，其每年的貨運(yùn)吞吐量巨大。集裝箱碼頭是港口中的一個重要部分，其中集裝箱碼頭的主要業(yè)務(wù)是完成對于集裝箱的裝卸、搬運(yùn)、堆放等一系列業(yè)務(wù)，要完成以上業(yè)務(wù)需要通過各種裝卸工具如岸橋、場橋以及叉車等多種設(shè)備，為了使得各種設(shè)備能夠協(xié)調(diào)運(yùn)行，需要在集裝箱碼頭建立起一套無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以提高整體業(yè)務(wù)的信息化進(jìn)程。本文將就如何做好集裝箱碼頭的無線網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：集裝箱碼頭；無線網(wǎng)絡(luò)；信息化

隨著科技的發(fā)展以及信息化程度的提高，現(xiàn)今很多的集裝箱碼頭都通過建立相應(yīng)的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)建出連接整個港口機(jī)械設(shè)備的數(shù)據(jù)鏈接，通過使用無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)各機(jī)械設(shè)備與控制中心之間的信息傳遞，對于實現(xiàn)港口機(jī)械設(shè)備的協(xié)調(diào)調(diào)度有著十分重要的意義。

1　集裝箱碼頭作業(yè)信息化管理系統(tǒng)

現(xiàn)今在集裝箱碼頭完成集裝箱的裝卸、運(yùn)輸以及調(diào)度主要依靠的是遠(yuǎn)程信息鏈接所建立起來的信息化管理系統(tǒng)。這一系統(tǒng)主要由集裝箱作業(yè)調(diào)度指揮系統(tǒng)、集裝箱監(jiān)控管理系統(tǒng)以及遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)（RCMS）幾個子系統(tǒng)組成。

1.1集裝箱作業(yè)調(diào)度指揮系統(tǒng)

此系統(tǒng)通過采用圖形化和字符相結(jié)合的方式對集裝箱碼頭中的泊位、堆放空間以及集裝箱吊裝設(shè)備等通過采用相應(yīng)的優(yōu)化算法對以上這些資源進(jìn)行了統(tǒng)籌、全盤的考慮。并充分考慮了集裝箱碼頭中的各種吊裝、運(yùn)輸機(jī)械各自的特點(diǎn)，實現(xiàn)了設(shè)備的統(tǒng)一調(diào)度。

1.2集裝箱監(jiān)控管理系統(tǒng)

通過采用此系統(tǒng)，實現(xiàn)了集裝箱碼頭中對所使用的機(jī)械設(shè)備完成對于集裝箱擺放位置、動態(tài)跟蹤以及過程控制等多方面的管理，通常采用了此系統(tǒng)，實現(xiàn)了對于碼頭機(jī)械設(shè)備操作人員的信息共享，提高了機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)作業(yè)效率。

2　集裝箱碼頭的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

在集裝箱碼頭的管理過程中，由于各集裝箱碼頭機(jī)械設(shè)備距離較遠(yuǎn)且處于運(yùn)動狀態(tài)，集裝箱碼頭上的各個作業(yè)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動多采用的是軌道或是汽車、卡車等方式，傳統(tǒng)的有線信息傳遞無法滿足對于信息傳遞的需求，因此需要依靠無線網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)上述所介紹的裝箱作業(yè)調(diào)度指揮系統(tǒng)、集裝箱監(jiān)控管理系統(tǒng)以及遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)來對于整個集裝箱碼頭機(jī)械設(shè)備的信息傳遞與管理，同時由于集裝箱碼頭面積龐大，在進(jìn)行集裝箱碼頭無線網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建過程中需要對無線設(shè)備基站的擺放位置、覆蓋效果以及避免周邊無線信號的干擾進(jìn)行綜合考慮，應(yīng)當(dāng)將以往各應(yīng)用所需要的無線網(wǎng)絡(luò)整合成統(tǒng)一的無線網(wǎng)絡(luò)，在降低成本的基礎(chǔ)上提高無線網(wǎng)絡(luò)的使用效率。

集裝箱無線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的要求：在集裝箱無線網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建過程中，對于無線網(wǎng)絡(luò)具有以下幾點(diǎn)要求：（1）可靠性。通過無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的信息傳遞是集裝箱碼頭信息化管理的基礎(chǔ)，因此，需要確保無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠長時期、無故障的持續(xù)運(yùn)行。（2）良好的環(huán)境適應(yīng)性。由于碼頭地處海邊，晝夜溫差較大且濕度、空氣中所含有的鹽分等都會對無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的使用造成嚴(yán)重的影響。這對于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備良好的環(huán)境適應(yīng)性以及穩(wěn)定性提出了較高的要求。（3）良好的抗干擾能力。由于在無線網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建過程中多使用的是2.4GHz和5.8GHz的無線頻段，且這兩頻段可以免費(fèi)使用，因此，容易造成頻段中的無線信號的相互干擾。同時還需要對無線網(wǎng)絡(luò)的帶寬、信息數(shù)據(jù)的備份以及便于維護(hù)管理的能力進(jìn)行充分的考慮。

3　集裝箱碼頭的無線信息網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建

為解決港口碼頭對于機(jī)械設(shè)備的管理需要，在無線網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)過程中可以選用西門子的無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來構(gòu)建港口碼頭的無線網(wǎng)絡(luò)。在無線網(wǎng)絡(luò)的接入點(diǎn)模塊的選擇中選用SCALANCE2788-1/W788-2為主來構(gòu)建工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)，并在控制端依靠SCALANCEW744-1/746-1/747-1實現(xiàn)與PLC等設(shè)備的數(shù)據(jù)交換，兩者之間所采用的WLAN標(biāo)準(zhǔn)為IEEE.11a/b/g，所選用的運(yùn)行頻率為2.4GHz或5.8GHz，其無線數(shù)據(jù)的傳遞速率最大可到達(dá)54Mb/s，并對無線網(wǎng)絡(luò)信號采用WPA和128位的編碼加密，確保了無線數(shù)據(jù)的安全性。同時為了方便維護(hù)與在故障時進(jìn)行模塊的更換，在無線網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成中選用的是較易拆卸的C-plus組件。同時在無線網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建過程中為解決由于碼頭中所堆積的集裝箱而引起的信號干擾，實現(xiàn)無線信號的良好傳輸，需要在核心層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中采用了思科系統(tǒng)1000Mbit/s光纖Ethernet連成總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。統(tǒng)一的無線網(wǎng)絡(luò)依靠在碼頭中分布的W788-2Pro模塊與RTG、QC通信。W746-1Pro無線信號模塊完成了無線信號的傳輸后與交換機(jī)相連接，并將每臺W746-1Pro的IP地址根據(jù)應(yīng)用的不同劃分為3種不同的VLAN，用以將不同應(yīng)用的數(shù)據(jù)向隔離，同時為完成港口機(jī)械設(shè)備在無線網(wǎng)絡(luò)中的連接，需要對各個應(yīng)用設(shè)備不同的網(wǎng)絡(luò)名稱，將無線基站根據(jù)需要對每個Radio虛擬為3個VAP，并對每個VAP分配不同的ESSID對應(yīng)不同的無線客戶端，并對每個VAP所對應(yīng)的ESSID進(jìn)行數(shù)據(jù)優(yōu)先級設(shè)定，同時為了避免在碼頭中設(shè)立多個無線信號基站所帶來的同頻信號干擾，需要在每個基站射頻模塊中加裝MTI高性能定向天線，從而確保無線信號基站在每個方向中所發(fā)射的頻點(diǎn)信號不產(chǎn)生重疊。在構(gòu)建無線網(wǎng)絡(luò)時，為避免出現(xiàn)無線中心基站出現(xiàn)故障無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，同時PLC等的監(jiān)控設(shè)備與基站連接而無法實現(xiàn)上下行信號的傳輸，可以充分利用SiemensSIMATICSCALANCEW788系列的無線模塊的冗余功能，將其中所包含的“IPAlive”功能激活，當(dāng)無線信號基站與其相連的交換機(jī)之間的鏈接通信中斷時，其將會關(guān)閉自身的無線信號發(fā)射，等待設(shè)備維護(hù)人員的檢修。同時為了確保無線信號基站的信號能夠覆蓋較多的區(qū)域，避免堆積的集裝箱對其造成影響，應(yīng)當(dāng)將其放置在場地內(nèi)通信塔的頂部。

結(jié)語

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及國際商貿(mào)往來的日益密切，集裝箱港口的吞吐量越來越大。為做好對于港口機(jī)械設(shè)備的信息化管理，提高港口的效率。本文主要對如何在碼頭中依靠西門子無線模塊建立工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行介紹。

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中圖分類號：TP393

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A