上海振华重工（集团）股份有限公司长兴分公司
摘要：全自动化码头已是大势所趋，本文借鉴基地全自动化项目的调试经验，设想通过CCTV、无线基站及媒体交互和网络管理系统，在中控室统一处理码头上岸桥调试过程中所遇到的问题，摸索岸桥远程调试技术，从而节省调试所需的人力和时间。
关键词：远程调试 前端CCTV 无线回传 媒体交互
1 前言
近年来，随着岸桥自动化、智能化的不断发展，极大提高了码头的生产效率，同时也对制造商调试人员的专业水平、经验等要求越来越高。目前，如何既能合理分配调试资源、确保调试效率又能提高一线调试人员的技能水平已迫在眉睫，这就需要搭建一种远控调试中控平台，通过现有的网络、视频、通讯等技术，将岸桥上的PLC数据、工控机数据、调试笔记本数据、CCTV语音视频数据以及现场发生的技术问题，通过无线链路传输至中控室平台，在中控室实现所有数据信息的分析，再结合传统的调试方法，形成一种新型便捷的远程调试技术。
2 远程调试系统构架组成
该岸桥远程调试系统主要由CCTV子系统、无线回传子系统、综合媒体交互子系统、综合网络管理子系统这四部分组成。
2.1 CCTV子系统
摄像机视频技术的不断更新为我们的工作和生活带来了便利。从调试的需求出发，特别针对岸桥上视觉死角等薄弱环节，CCTV子系统需要选用高清晰度的网络摄像机。
岸桥CCTV子系统主要由WIFI高清摄像机、无线AP组成。每台岸桥在机房内安装2台摄像机，在电气房、PLC房内各安装1台摄像机，电气房内部署一台无线AP作为视频数据汇聚点。无线信号覆盖3个设备房，通过2.4GHz无线WIFI的方式接收WIFI摄像头的视频信号，在岸桥后大梁部位安装1台无线远端，将前方视频信号、PLC及工控机数据回传至中控室。CCTV及无线网络布局如图1所示。
图1 岸桥上CCTV及无线网络布局
2.2无线回传子系统
现阶段无线传输技术已经非常成熟，不但保持了传统传输方式信号稳定、抗干扰能力强的特点而且更加便利、更加灵活，利用窄波束代替常见的扇区天线，单个扇区带宽可高达350MBPS，单站达3GBPS。信号传输距离长达120公里，可以高效传输大容量信号（如视频流量）。
初期每台岸桥分配20MBPS的带宽，单基站可以同时接入10-15台岸桥的信息流，在建设较少基站的情况下可连接更多的设备，降低了系统的复杂度，降低了施工难度，节省了维护成本。
无线回传系统通过架设在中控室的无线基站、合适位置的中转无线基站、岸桥上的无线远端站间的信息交换将信号传至中控室总基站，实现生产基地所有岸桥信息汇合的功能。
以上海振华重工长兴分公司生产基地为例，科技楼的中控室架设3套基站（1套基站覆盖2#内外码头，1套基站覆盖3#内码头、内厂区，4#码头内厂区，还有1套基站覆盖1#码头）；中转基站共架设3套：1#码头400米车间架设1套（覆盖0#码头）；3#内厂区的小件事业部车间架设1套（覆盖3#外码头）；4#码头内厂区的钢四重型构件车间架设1套（覆盖4#、5#、6#码头）。通过中转基站，将0#至6#所有码头岸桥的数据信息回传至中控室。每套基站均就近取电，中转基站还配有不锈钢防护箱用于安装POE单元。
2.3综合媒体交互子系统
采用软交换技术、高清数字视频编解码技术、多媒体传输智能网络适应技术和数据协同处理技术的综合媒体交互系统，可提供动态、实时、高品质画面、高保真声音的数据功能，可确保岸桥在调试期间调试人员能及时和其他岸桥、中控室进行无障碍沟通，同时通过语音、远程视频等技术在中控室实现支持前端调试人员的功能。
岸桥前端移动工作站可通过2.4GWIFI接入电气房IP网络，然后通过岸桥的无线回传网络将笔记本的语音、视频实时的回传至中控室综合媒体交互管理系统应用服务器上，应用服务器将回传的音视频流分发到各操作主机，从而实现岸桥-岸桥之间、中控室和岸桥之间的双向语音对讲、视频通话等功能。
综合媒体交互技术可以很好的为调试工程师服务，可以在不受天气和外部恶劣环境影响的情况下，协助机上工程师查看、排除故障，有助于缩短岸桥调试时间，也可提高部分调试工程师的调试水平，起到教学相长的作用。
此外，管理平台在后续功能扩展上，还可通过万维网或VPN专线实现异地远程介入控制，能让调试工程师第一时间了解和掌握岸桥的调试进度，帮助解决现场问题， 真正实现资深调试工程师的一人对多机、一人对多项目的目标。调试过程中遇到的疑难杂症也可以借助此平台，求助于电控制造商，“足不出户”就能轻松解决问题，节省大量成本。
2.4综合网络设备管理子系统
综合网络设备智能管理系统基于统一的计算机语言平台开发，按标准的网络管理系统ICMP、SNMP、STP等协议制作，主要用于对港口网络设备的专业管理。
网络管理技术在现代社会的应用程度越来越高，基于网络平台的诸如网络安全，大数据的搜集分析及运用，建立云服务，形成有效的区块链，创建共享资源平台，实现设备远程监控自动报警等等功能孕育而生。
待系统全部上线运行，可达到远程操控30台岸桥的电脑主机，实现上百个摄像头全天候监控。网络管理系统可搜集原始数据，形成自己独特的大数据库，并运用云技术，建立一个数据和资源共享的服务平台，综合网络设备管理子系统将为基地调试工作积累丰富的参考信息。
3 技术优点总结
通过岸桥CCTV子系统、无线回传子系统、综合媒体交互子系统、综合网络管理子系统的高效配合，实现岸桥调试过程中人力和时间的极大节省。具体优点如下:
1、摄像机均支持WIFI功能，减少繁琐的施工布线，组网简单、灵活可靠。
2、所有基站、远端站都采用集成天线一体化设计，系统结构简单、体积小巧，拆装施工方便，对场地基建条件要求低，无线系统为性能可靠、技术领先的宽频无线接入，支持4.9-6GHz宽频段，具有无线电频谱自动扫描和频谱分析、规划功能，方便港口无线频率规划和使用系统且具备自身系统抗干扰机制。克服多台岸桥争抢基站网络带宽的缺点，单台岸桥带宽不受到其他岸桥传输性能波动的影响。
3、低延时性，点对多点的典型延时是4-10ms，系统功耗低，单基站功耗小于15W，远端站功耗小于12W，节能环保。
4、综合媒体交互子系统可在无线网络低带宽网络条件下提供实时动态、清晰流畅的高品质画面、高保真声音的数据功能，提供高品质的音频通信。
5、综合网络设备管理子系统实现实时监控设备的当前运行状态、实时监控设备资源各项指标、管理资产、链路质量实时分析，具有强大的网络管理功能。
4 总结
岸桥远程调试系统采用了高清CCTV、无线信号回传等目前先进的技术措施，服务于公司岸桥的调试工作，也便于调试人员的培养，更能全方位监控公司在调岸桥的状态，使是调试工作变得高效、经济、安全。此系统还预留升级接口，便于后续实现远端异地接入或接出访问、整机监控，例如安全监控、消防监控、人员流量监控。不光用于远程调试，更能服务于公司其他部门，便于其他部门掌握各自所需要的信息。同时还可基于此无线网络打造岸桥电气调试内容信息化管理系统，通过开发软件和手持终端，结合工作令上布置的任务，调试人员对当天完成的相关工作内容（如调试完成的某项功能、检查完的某几条线路、制作和测试过的某几根光缆等）在手持终端上进行签字确认，实时更新，各处管理人员根据手持终端传回的工作任务状态反馈能及时准确地掌握任务完成情况以及完成人信息，进行当日完工考核，同时也能方便日后的调试情况追溯，如某项功能或线路、光缆等出现问题可以马上查出是由谁经手何时完成的。以此提高电气调试工作管理水平。
参考文献:
[1] 张亮. 数字视频远程监控[J].现代通讯，2001（10）
[2] 敖志刚. 现代高速交换局域网及其应用. 北京：国防工业出版社，2001
[3] 鲁士文. 计算机网络协议和实现技术.北京：清华大学出版社，2000
论文作者:马国华
论文发表刊物:《防护工程》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/21
标签：基站论文; 子系统论文; 码头论文; 技术论文; 数据论文; 系统论文; 回传论文; 《防护工程》2018年第34期论文;