工业无线网络在港口管理中的建立

2015-12-23吴金鹏天津港集装箱码头有限公司天津300456

中国新技术新产品 2015年15期

吴金鹏（天津港集装箱码头有限公司，天津　300456）

工业无线网络在港口管理中的建立

吴金鹏
（天津港集装箱码头有限公司，天津300456）

摘要：随着经济的快速发展，我国的港口进出口贸易呈现出飞速增长的趋势，尤其是天津港作为我国北方重要的港口，其每年的货运吞吐量巨大。集装箱码头是港口中的一个重要部分，其中集装箱码头的主要业务是完成对于集装箱的装卸、搬运、堆放等一系列业务，要完成以上业务需要通过各种装卸工具如岸桥、场桥以及叉车等多种设备，为了使得各种设备能够协调运行，需要在集装箱码头建立起一套无线网络系统以提高整体业务的信息化进程。本文将就如何做好集装箱码头的无线网络的构建进行介绍。

关键词：集装箱码头；无线网络；信息化

随着科技的发展以及信息化程度的提高，现今很多的集装箱码头都通过建立相应的无线网络系统构建出连接整个港口机械设备的数据链接，通过使用无线网络实现各机械设备与控制中心之间的信息传递，对于实现港口机械设备的协调调度有着十分重要的意义。

1　集装箱码头作业信息化管理系统

现今在集装箱码头完成集装箱的装卸、运输以及调度主要依靠的是远程信息链接所建立起来的信息化管理系统。这一系统主要由集装箱作业调度指挥系统、集装箱监控管理系统以及远程监控管理系统（RCMS）几个子系统组成。

1.1集装箱作业调度指挥系统

此系统通过采用图形化和字符相结合的方式对集装箱码头中的泊位、堆放空间以及集装箱吊装设备等通过采用相应的优化算法对以上这些资源进行了统筹、全盘的考虑。并充分考虑了集装箱码头中的各种吊装、运输机械各自的特点，实现了设备的统一调度。

1.2集装箱监控管理系统

通过采用此系统，实现了集装箱码头中对所使用的机械设备完成对于集装箱摆放位置、动态跟踪以及过程控制等多方面的管理，通常采用了此系统，实现了对于码头机械设备操作人员的信息共享，提高了机械设备的生产作业效率。

2　集装箱码头的无线网络系统

在集装箱码头的管理过程中，由于各集装箱码头机械设备距离较远且处于运动状态，集装箱码头上的各个作业机械设备的运动多采用的是轨道或是汽车、卡车等方式，传统的有线信息传递无法满足对于信息传递的需求，因此需要依靠无线网络来实现上述所介绍的装箱作业调度指挥系统、集装箱监控管理系统以及远程监控管理系统来对于整个集装箱码头机械设备的信息传递与管理，同时由于集装箱码头面积庞大，在进行集装箱码头无线网络的构建过程中需要对无线设备基站的摆放位置、覆盖效果以及避免周边无线信号的干扰进行综合考虑，应当将以往各应用所需要的无线网络整合成统一的无线网络，在降低成本的基础上提高无线网络的使用效率。

集装箱无线网络构建的要求：在集装箱无线网络的构建过程中，对于无线网络具有以下几点要求：（1）可靠性。通过无线网络实现数据的信息传递是集装箱码头信息化管理的基础，因此，需要确保无线网络设备能够长时期、无故障的持续运行。（2）良好的环境适应性。由于码头地处海边，昼夜温差较大且湿度、空气中所含有的盐分等都会对无线网络设备的使用造成严重的影响。这对于网络设备良好的环境适应性以及稳定性提出了较高的要求。（3）良好的抗干扰能力。由于在无线网络的构建过程中多使用的是2.4GHz和5.8GHz的无线频段，且这两频段可以免费使用，因此，容易造成频段中的无线信号的相互干扰。同时还需要对无线网络的带宽、信息数据的备份以及便于维护管理的能力进行充分的考虑。

3　集装箱码头的无线信息网络的构建

为解决港口码头对于机械设备的管理需要，在无线网络的建设过程中可以选用西门子的无线网络设备来构建港口码头的无线网络。在无线网络的接入点模块的选择中选用SCALANCE2788-1/W788-2为主来构建工业无线网络，并在控制端依靠SCALANCEW744-1/746-1/747-1实现与PLC等设备的数据交换，两者之间所采用的WLAN标准为IEEE.11a/b/g，所选用的运行频率为2.4GHz或5.8GHz，其无线数据的传递速率最大可到达54Mb/s，并对无线网络信号采用WPA和128位的编码加密，确保了无线数据的安全性。同时为了方便维护与在故障时进行模块的更换，在无线网络的构成中选用的是较易拆卸的C-plus组件。同时在无线网络的构建过程中为解决由于码头中所堆积的集装箱而引起的信号干扰，实现无线信号的良好传输，需要在核心层网络设计中采用了思科系统1000Mbit/s光纤Ethernet连成总线网络拓扑结构。统一的无线网络依靠在码头中分布的W788-2Pro模块与RTG、QC通信。W746-1Pro无线信号模块完成了无线信号的传输后与交换机相连接，并将每台W746-1Pro的IP地址根据应用的不同划分为3种不同的VLAN，用以将不同应用的数据向隔离，同时为完成港口机械设备在无线网络中的连接，需要对各个应用设备不同的网络名称，将无线基站根据需要对每个Radio虚拟为3个VAP，并对每个VAP分配不同的ESSID对应不同的无线客户端，并对每个VAP所对应的ESSID进行数据优先级设定，同时为了避免在码头中设立多个无线信号基站所带来的同频信号干扰，需要在每个基站射频模块中加装MTI高性能定向天线，从而确保无线信号基站在每个方向中所发射的频点信号不产生重叠。在构建无线网络时，为避免出现无线中心基站出现故障无法实现数据的传输，同时PLC等的监控设备与基站连接而无法实现上下行信号的传输，可以充分利用SiemensSIMATICSCALANCEW788系列的无线模块的冗余功能，将其中所包含的“IPAlive”功能激活，当无线信号基站与其相连的交换机之间的链接通信中断时，其将会关闭自身的无线信号发射，等待设备维护人员的检修。同时为了确保无线信号基站的信号能够覆盖较多的区域，避免堆积的集装箱对其造成影响，应当将其放置在场地内通信塔的顶部。