工业无线网络在港口装卸无线视频的应用

[摘要]本文介绍了在港口集装箱码头复杂的无线网络环境下，利用西门子SCALANCE-W、SCALANCE-X等产品为装卸桥设备部署的工业无线视频系统。重点叙述了岸桥无线视频系统对无线通信的规划要求及关键指标。

[关键词]无线视频 系统丢包率 吞吐量 传输时延 漏波电缆 覆盖范围 无线网络优化

现代化的港口通过引入各种先进的技术，实现了劳动生成率的提高和生产成本的降低。在这些技术中，最典型的就是数字化技术、图像处理技术和现代通信技术。近年来国家经济建设的快速发展促使港口业务发展迅速，无论是内陆港还是沿海港口，都对港口保安系统信息化建设提出新要求。建设数字化平安港口，依靠科技进步促进节能减排，打造低碳产业链实现港口可持续发展是各大港口追逐的目标。

一、项目简介

随着天津港太平洋国际集装箱码头对数字视频监控系统要求的提高，同时SOLAS公约e要求对现场岸桥作业的货物全程监控。因为港口码头现场原来搭建了多套无线系统，本系统搭建时需考虑到兼容港口码头的多种业务中的无线技术应用，如集装箱码头自动化作业管理系统、生产全过程数字视窗管理控制系统、远程起重机状态监测和管理系统、无线数字集群通信、远程照明自动监控系统等。经过双方技术人员多次讨论及测试论证，最后采纳由西门子SCALANCE-W工业无线设备完成回传前端视频监控系统的图像任务。整套无线系统由北京节点通网络技术有限公司负责设计、测试、安装、调试。

e国际海上人命安全公约是涉及海上安全的各种国际公约最为重要的一本公约。2002年12月形成了《1974年国际海上人命安全公约》修正案（SOLAS公约）和《国际船舶和港口设施保安规则》（ISPS规则），并将于2004年7月1日起开始实施，以加强海运安全，预防和控制针对海运活动的恐怖事件的发生。世界上130多个国家和地区正式签约，中国是“索拉斯”公约的缔约国，根据公约要求，必须采取措施按期履约。

港口码头的作业区内需要大量的现场监控。这些监控点具有移动性、分散性特点，必须通过可靠的通信手段来完成和港口保安系统的交互。港口设备长期作业在恶劣的气候环境，比如潮湿且具有盐蚀性空气的海边，夏季超过600C高温，冬季最低气温达到-20℃以下。除此以外，还有港口的大型设备运行时产生的电磁干扰。工业无线网络(IWLAN)技术的出现很好地解决港口码头特殊环境下的使用问题，从而为工业无线视频应用提供一种可行的解决方案。本文介绍了利用工业无线网络技术传输岸桥作业视频信息，实现高效地远程视频监控。

二、控制系统构成和产品应用特点

1．系统背景

在岸桥上原来的通信系统中，所有岸桥操控室站点的PLC（可编程逻辑控制器）设备都通过光缆与电气控制室PLC连接，组成局域网以实现数据的实时传送。由于岸桥在作业时操控室均需要不停运动，同时该过程中又必须保证光信号传输的连续性，因而运动连接部位光信号的接续变得十分关键。原有岸桥的设计中，采用的拖链柔性光缆来实现光信号的接续，在最初使用的过程中，该装置运转基本稳定。但是随着使用年限增加，拖链柔性光缆装置由于设计余量小（专缆专用）、疲劳、老化及潮湿等因素，产生了光纤带折断的隐患。光纤带折断后的修复过程比较困难，维护起来不仅费时费力还费资金。由于通信系统对于装卸生产安全的重要性，该故障隐患的发生将会对港口生产产生不利影响。

SCALANCEW780和W740系列产品应用特点如下：

1)工业级无线局域网产品专为恶劣环境设计，防水、防尘，防护等级为IP65；

2)工作温度为-20~60C，在潮湿至冷凝环境下仍可稳定工作；

3)产品支持IEEE802.llb/g和802.11a，设备有可升级的余地，可以在a、b和g之间随意设置，避免信号干扰；

4)通过了WiFi认证，保证了系统兼容性；

5)借助于WPA和WEP128bit编码(AES)，可高度防护未授权访问、间谍、窃听和伪造等行为；

6)具有可选的AC/DC100—240V供电稳压模块，具备过载、电压升高、电流变大的保护功能。支持IEEE802.3afPowerOverEthernet，简化了安装，提高供电稳定性。

2．设备选型及配置

“索拉斯”公约要求码头公司保安系统对货物装卸全程监控，因此需对岸桥作业实施监控。岸桥作业监控系统前端监控设备安装在操控室。操控室位于岸桥的两个大臂间，操控室根据货物装卸情况要在大臂两侧的轨道上来回行走，目前与电气室的联动通信是通过拖链柔性电缆来实现的。因为岸桥作业监控系统要求高带宽传输，原设计拖链柔性电缆设计裕量小无法满足高带宽要求。本系统所涉及的网点主要是把岸桥操控室、电气室与控制中心的网络联接起来。如图1所示。

图1系统网络结构图