吳金鵬（天津港集裝箱碼頭有限公司，天津　300456）

工業(yè)無(wú)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(guó)的港口進(jìn)出口貿(mào)易呈現(xiàn)出飛速增長(zhǎng)的趨勢(shì)，尤其是天津港作為我國(guó)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(gè)重要部分，其中集裝箱碼頭的主要業(yè)務(wù)是完成對(duì)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(guò)各種裝卸工具如岸橋、場(chǎng)橋以及叉車(chē)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(wú)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(wú)線網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：集裝箱碼頭；無(wú)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(guò)建立相應(yīng)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)建出連接整個(gè)港口機(jī)械設(shè)備的數(shù)據(jù)鏈接，通過(guò)使用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)各機(jī)械設(shè)備與控制中心之間的信息傳遞，對(duì)于實(shí)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(lái)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(gè)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(guò)采用圖形化和字符相結(jié)合的方式對(duì)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(guò)采用相應(yīng)的優(yōu)化算法對(duì)以上這些資源進(jìn)行了統(tǒng)籌、全盤(pán)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(shí)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(guò)采用此系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了集裝箱碼頭中對(duì)所使用的機(jī)械設(shè)備完成對(duì)于集裝箱擺放位置、動(dòng)態(tài)跟蹤以及過(guò)程控制等多方面的管理，通常采用了此系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)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(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

在集裝箱碼頭的管理過(guò)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(dòng)狀態(tài)，集裝箱碼頭上的各個(gè)作業(yè)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動(dòng)多采用的是軌道或是汽車(chē)、卡車(chē)等方式，傳統(tǒng)的有線信息傳遞無(wú)法滿足對(duì)于信息傳遞的需求，因此需要依靠無(wú)線網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)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(lái)對(duì)于整個(gè)集裝箱碼頭機(jī)械設(shè)備的信息傳遞與管理，同時(shí)由于集裝箱碼頭面積龐大，在進(jìn)行集裝箱碼頭無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建過(guò)程中需要對(duì)無(wú)線設(shè)備基站的擺放位置、覆蓋效果以及避免周邊無(wú)線信號(hào)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(wú)線網(wǎng)絡(luò)整合成統(tǒng)一的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，在降低成本的基礎(chǔ)上提高無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的使用效率。

集裝箱無(wú)線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的要求：在集裝箱無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建過(guò)程中，對(duì)于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)具有以下幾點(diǎn)要求：（1）可靠性。通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)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(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠長(zhǎng)時(shí)期、無(wú)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(huì)對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的使用造成嚴(yán)重的影響。這對(duì)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(wú)線網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建過(guò)程中多使用的是2.4GHz和5.8GHz的無(wú)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(wú)線信號(hào)的相互干擾。同時(shí)還需要對(duì)無(wú)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(wú)線信息網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建

為解決港口碼頭對(duì)于機(jī)械設(shè)備的管理需要，在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)過(guò)程中可以選用西門(mén)子的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來(lái)構(gòu)建港口碼頭的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。在無(wú)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(lái)構(gòu)建工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，并在控制端依靠SCALANCEW744-1/746-1/747-1實(shí)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(wú)線數(shù)據(jù)的傳遞速率最大可到達(dá)54Mb/s，并對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)采用WPA和128位的編碼加密，確保了無(wú)線數(shù)據(jù)的安全性。同時(shí)為了方便維護(hù)與在故障時(shí)進(jìn)行模塊的更換，在無(wú)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(shí)在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建過(guò)程中為解決由于碼頭中所堆積的集裝箱而引起的信號(hào)干擾，實(shí)現(xiàn)無(wú)線信號(hào)的良好傳輸，需要在核心層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)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(wú)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(wú)線信號(hào)模塊完成了無(wú)線信號(hào)的傳輸后與交換機(jī)相連接，并將每臺(tái)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(shí)為完成港口機(jī)械設(shè)備在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的連接，需要對(duì)各個(gè)應(yīng)用設(shè)備不同的網(wǎng)絡(luò)名稱(chēng)，將無(wú)線基站根據(jù)需要對(duì)每個(gè)Radio虛擬為3個(gè)VAP，并對(duì)每個(gè)VAP分配不同的ESSID對(duì)應(yīng)不同的無(wú)線客戶端，并對(duì)每個(gè)VAP所對(duì)應(yīng)的ESSID進(jìn)行數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)設(shè)定，同時(shí)為了避免在碼頭中設(shè)立多個(gè)無(wú)線信號(hào)基站所帶來(lái)的同頻信號(hào)干擾，需要在每個(gè)基站射頻模塊中加裝MTI高性能定向天線，從而確保無(wú)線信號(hào)基站在每個(gè)方向中所發(fā)射的頻點(diǎn)信號(hào)不產(chǎn)生重疊。在構(gòu)建無(wú)線網(wǎng)絡(luò)時(shí)，為避免出現(xiàn)無(wú)線中心基站出現(xiàn)故障無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，同時(shí)PLC等的監(jiān)控設(shè)備與基站連接而無(wú)法實(shí)現(xiàn)上下行信號(hào)的傳輸，可以充分利用SiemensSIMATICSCALANCEW788系列的無(wú)線模塊的冗余功能，將其中所包含的“IPAlive”功能激活，當(dāng)無(wú)線信號(hào)基站與其相連的交換機(jī)之間的鏈接通信中斷時(shí)，其將會(huì)關(guān)閉自身的無(wú)線信號(hào)發(fā)射，等待設(shè)備維護(hù)人員的檢修。同時(shí)為了確保無(wú)線信號(hào)基站的信號(hào)能夠覆蓋較多的區(qū)域，避免堆積的集裝箱對(duì)其造成影響，應(yīng)當(dāng)將其放置在場(chǎng)地內(nèi)通信塔的頂部。

結(jié)語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及國(guó)際商貿(mào)往來(lái)的日益密切，集裝箱港口的吞吐量越來(lái)越大。為做好對(duì)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(duì)如何在碼頭中依靠西門(mén)子無(wú)線模塊建立工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行介紹。

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中圖分類(lèi)號(hào)：TP393

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