工業無線網絡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）

工業無線網絡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：隨著經濟的快速發展，我國的港口進出口貿易呈現出飛速增長的趨勢，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務是完成對于集裝箱的裝卸、搬運、堆放等一系列業務，要完成以上業務需要通過各種裝卸工具如岸橋、場橋以及叉車等多種設備，為了使得各種設備能夠協調運行，需要在集裝箱碼頭建立起一套無線網絡系統以提高整體業務的信息化進程。本文將就如何做好集裝箱碼頭的無線網絡的構建進行介紹。

關鍵詞：集裝箱碼頭；無線網絡；信息化

隨著科技的發展以及信息化程度的提高，現今很多的集裝箱碼頭都通過建立相應的無線網絡系統構建出連接整個港口機械設備的數據鏈接，通過使用無線網絡實現各機械設備與控制中心之間的信息傳遞，對于實現港口機械設備的協調調度有著十分重要的意義。

1　集裝箱碼頭作業信息化管理系統

現今在集裝箱碼頭完成集裝箱的裝卸、運輸以及調度主要依靠的是遠程信息鏈接所建立起來的信息化管理系統。這一系統主要由集裝箱作業調度指揮系統、集裝箱監控管理系統以及遠程監控管理系統（RCMS）幾個子系統組成。

1.1集裝箱作業調度指揮系統

此系統通過采用圖形化和字符相結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備等通過采用相應的優化算法對以上這些資源進行了統籌、全盤的考慮。并充分考慮了集裝箱碼頭中的各種吊裝、運輸機械各自的特點，實現了設備的統一調度。

1.2集裝箱監控管理系統

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

2　集裝箱碼頭的無線網絡系統

在集裝箱碼頭的管理過程中，由于各集裝箱碼頭機械設備距離較遠且處于運動狀態，集裝箱碼頭上的各個作業機械設備的運動多采用的是軌道或是汽車、卡車等方式，傳統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絡來實現上述所介紹的裝箱作業調度指揮系統、集裝箱監控管理系統以及遠程監控管理系統來對于整個集裝箱碼頭機械設備的信息傳遞與管理，同時由于集裝箱碼頭面積龐大，在進行集裝箱碼頭無線網絡的構建過程中需要對無線設備基站的擺放位置、覆蓋效果以及避免周邊無線信號的干擾進行綜合考慮，應當將以往各應用所需要的無線網絡整合成統一的無線網絡，在降低成本的基礎上提高無線網絡的使用效率。

集裝箱無線網絡構建的要求：在集裝箱無線網絡的構建過程中，對于無線網絡具有以下幾點要求：（1）可靠性。通過無線網絡實現數據的信息傳遞是集裝箱碼頭信息化管理的基礎，因此，需要確保無線網絡設備能夠長時期、無故障的持續運行。（2）良好的環境適應性。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絡設備的使用造成嚴重的影響。這對于網絡設備良好的環境適應性以及穩定性提出了較高的要求。（3）良好的抗干擾能力。由于在無線網絡的構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絡的帶寬、信息數據的備份以及便于維護管理的能力進行充分的考慮。

3　集裝箱碼頭的無線信息網絡的構建

為解決港口碼頭對于機械設備的管理需要，在無線網絡的建設過程中可以選用西門子的無線網絡設備來構建港口碼頭的無線網絡。在無線網絡的接入點模塊的選擇中選用SCALANCE2788-1/W788-2為主來構建工業無線網絡，并在控制端依靠SCALANCEW744-1/746-1/747-1實現與PLC等設備的數據交換，兩者之間所采用的WLAN標準為IEEE.11a/b/g，所選用的運行頻率為2.4GHz或5.8GHz，其無線數據的傳遞速率最大可到達54Mb/s，并對無線網絡信號采用WPA和128位的編碼加密，確保了無線數據的安全性。同時為了方便維護與在故障時進行模塊的更換，在無線網絡的構成中選用的是較易拆卸的C-plus組件。同時在無線網絡的構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，實現無線信號的良好傳輸，需要在核心層網絡設計中采用了思科系統1000Mbit/s光纖Ethernet連成總線網絡拓撲結構。統一的無線網絡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相連接，并將每臺W746-1Pro的IP地址根據應用的不同劃分為3種不同的VLAN，用以將不同應用的數據向隔離，同時為完成港口機械設備在無線網絡中的連接，需要對各個應用設備不同的網絡名稱，將無線基站根據需要對每個Radio虛擬為3個VAP，并對每個VAP分配不同的ESSID對應不同的無線客戶端，并對每個VAP所對應的ESSID進行數據優先級設定，同時為了避免在碼頭中設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射的頻點信號不產生重疊。在構建無線網絡時，為避免出現無線中心基站出現故障無法實現數據的傳輸，同時PLC等的監控設備與基站連接而無法實現上下行信號的傳輸，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，當無線信號基站與其相連的交換機之間的鏈接通信中斷時，其將會關閉自身的無線信號發射，等待設備維護人員的檢修。同時為了確保無線信號基站的信號能夠覆蓋較多的區域，避免堆積的集裝箱對其造成影響，應當將其放置在場地內通信塔的頂部。

結語

隨著經濟的發展以及國際商貿往來的日益密切，集裝箱港口的吞吐量越來越大。為做好對于港口機械設備的信息化管理，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無線網絡進行介紹。

參考文獻

[1]趙欣．西門子工業網絡交換機應用指南[M]．北京：機械工業出版社，2008．

[2]樊籬．MEA智能化無線網絡在集裝箱港口的應用[J]．中國水運，2013（06）．

[3]陳惠萍．直序擴頻技術在港口無線網絡中的應用[J]．港口科技動態，2013（03）．

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