王 昊

（秦皇島港股份有限公司電力分公司，河北秦皇島 066000）

1 項目背景

A 港口公司現(xiàn)場共設(shè)置了22 個高桿燈，安裝了44 個高清攝像頭，覆蓋垛位達(dá)到了100 個。高桿燈上的監(jiān)控設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)輸出接口、隨行纜雙絞線連接到在高桿燈后方橋架下弱電箱內(nèi)攝像機配電控制箱的數(shù)字光端機。在日常高桿燈升降時，需要插拔隨行纜的網(wǎng)線頭及電源插頭，多次插拔和塑料的日常損耗，容易導(dǎo)致網(wǎng)線連接器損壞，繼而影響通信質(zhì)量和客戶滿意度。進入冬季后，由于溫度原因隨行纜會變得較為僵硬，隨行纜在高桿燈升降時極易因為線纜的僵硬而造成線纜的損壞，目前已更換10 余次，維修成本較高。每個高桿燈都配有一個配電控制箱，而電源箱分布較為分散，所需備件數(shù)量較多，維護成本較高，不利于日常維護。為了更好的為客戶提供優(yōu)質(zhì)、周到、個性化服務(wù)，進行了基于無線通信技術(shù)的堆場監(jiān)控系統(tǒng)改造。

2 項目概述

經(jīng)過對監(jiān)控技術(shù)、無線傳輸技術(shù)以及未來管理趨勢的深入研究與討論，在項目中自主設(shè)計并搭建了一套無線網(wǎng)橋點對點式的無線監(jiān)控專用網(wǎng)絡(luò)，采用集中傳輸?shù)姆绞綄崿F(xiàn)堆場視頻圖像與數(shù)據(jù)中心之間的互通，在保證視頻數(shù)據(jù)穩(wěn)定的同時，減少中間環(huán)節(jié)，降低故障率，節(jié)省維護成本。無線化的傳輸系統(tǒng)中間環(huán)節(jié)較少、架構(gòu)簡單、故障點少，依靠無線專用網(wǎng)絡(luò)就可以實現(xiàn)堆場高桿燈視頻信息傳輸、遠(yuǎn)程管理等功能，在滿足使用需求的基礎(chǔ)上，大大節(jié)約了系統(tǒng)搭建成本以及后期維護的高額費用，保證客戶服務(wù)質(zhì)量[1]。

3 技術(shù)方案

3.1 方案概述

項目的技術(shù)方案是在高桿燈上安裝定向的無線通信板和交換機，利用OFDM 和DSSS 調(diào)解方式設(shè)置專屬的2.4 G/5 G工作頻段，實現(xiàn)“無線網(wǎng)橋點對點”的數(shù)據(jù)傳輸專用網(wǎng)絡(luò)；東西兩側(cè)的高桿燈視頻信息通過搭建的無線通信板匯總到各側(cè)位置居中的高桿燈上，再通過無線通信板，將匯總后的數(shù)據(jù)傳輸至地面配電控制箱，而后通過光纜與中控機房進行數(shù)據(jù)互通。系統(tǒng)由4 層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，第一層為現(xiàn)場攝像機和視頻傳輸設(shè)備；第二層為攝像機視頻信號轉(zhuǎn)換設(shè)備和匯集；第三層為系統(tǒng)設(shè)備管理平臺和視頻服務(wù)支持；第四層為接入局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)接口和網(wǎng)站資源[2]。

3.2 項目難點

項目方案制訂過程中需要考慮的難點如下：①需要安裝的點位分布較為分散，故障點多，不利于日常維護；②現(xiàn)場共有22個配電控制箱，每個配電控制箱內(nèi)含有穩(wěn)壓電源、數(shù)字光端機等裝置，所需維護的備件較多，故障節(jié)點多，故障發(fā)生時問題較難判斷，不利于日常維護；③光纖鏈路多，每臺數(shù)字光端機均有光纜進行視頻傳輸，故障點多，光纜損壞后維修和維護成本高、維修周期長，不利于日常維護。鑒于以上原因，決定采用無線網(wǎng)絡(luò)集中傳輸?shù)姆绞?，東西兩側(cè)的高桿燈監(jiān)控信號通過搭建的無線網(wǎng)絡(luò)匯總到各側(cè)位置居中的高桿燈上，再通過點對點的無線網(wǎng)橋，將匯總后的數(shù)據(jù)傳輸至地面配電控制箱，而后再與中控機房互通。這樣既可以減少故障點，也可以大大減少維護備件成本[3]。

3.3 應(yīng)對措施

項目針對預(yù)期難點的應(yīng)對措施如下，進行現(xiàn)場情況分析，找出環(huán)境干擾因素，隨后對監(jiān)控通信技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行研究，再制定解決方案及可行性分析。在完成上述工作后，進行現(xiàn)場施工作業(yè)及調(diào)試，對無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備信道和功率優(yōu)化運行效果觀察評定。

4 實施過程

4.1 安裝無線通信板

首先要在每個高桿燈上安裝一個定向型無線通信板及監(jiān)控專用交換機，高桿燈之間通過無線通信板實現(xiàn)交換機之間的互通，從而將22 個高桿燈上的44 臺數(shù)字網(wǎng)絡(luò)攝像頭整合到一個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)。這樣可以省去隨行雙絞線纜，有效降低故障率和減少維護成本[4]。

4.2 調(diào)整設(shè)備參數(shù)、工作模式及位置

堆料機、取料機均采用無線通信方式進行數(shù)據(jù)傳輸。為了避免與取料機、堆料機的無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)生干擾，影響數(shù)據(jù)互通，需要調(diào)整無線通信板的工作模式，確保實現(xiàn)相鄰兩個高桿燈之間點對點的數(shù)據(jù)互通[5]。

4.2.1 設(shè)置無線通信板工作模式

為了避免與裝卸設(shè)備的無線通信發(fā)生干擾，利用OFDM 和DSSS 調(diào)解方式設(shè)置專屬的2.4 G/5 G 的工作頻段，實現(xiàn)“無線網(wǎng)橋點對點”的傳輸方式。根據(jù)需求，選用網(wǎng)橋模式。

4.2.2 設(shè)置數(shù)據(jù)匯總點的工作模式

設(shè)置數(shù)據(jù)匯總點的工作模式，需要將作為東西兩側(cè)數(shù)據(jù)匯集點的兩個高桿燈的無線通信板設(shè)置為接入點，實現(xiàn)高桿燈監(jiān)控專用網(wǎng)絡(luò)與地面控制箱之間的通信，進而與中控機房實現(xiàn)數(shù)據(jù)互通（圖1）。

圖1 數(shù)據(jù)匯總點的工作模式設(shè)置

4.2.3 設(shè)置高桿燈之間的工作模式

每個高桿燈上的無線通信板選用二級站點模式。傳統(tǒng)點對點鏈接，每個高桿燈上要安裝兩個無線通信板，一個無線通信板進行發(fā)射工作，一個無線通信板進行接收工作，22 個高桿燈就需要安裝44 個無線通信板，這樣不僅增加了搭建成本，還容易出現(xiàn)因為某個通信板故障導(dǎo)致多個高桿燈數(shù)據(jù)丟失。選用二級站點模式后，一個無線通信板可以同時成為相鄰高桿燈的上級站點和下級站點，即便某個通信板故障，也可快速調(diào)整上下級站點參數(shù)，跳開故障點，提高維修效率，確保數(shù)據(jù)穩(wěn)定傳輸。工作模式設(shè)置方法如下：①選擇二級站點；②設(shè)置二級站點IP 地址及網(wǎng)關(guān)；③設(shè)置需要數(shù)據(jù)傳輸?shù)纳霞壵军c以信號發(fā)射距離；④設(shè)置完成，首頁面顯示該通信板數(shù)據(jù)互通情況。

5 實施效果

項目改造完成后，不僅保證了視頻信息的傳輸質(zhì)量，還大大降低了故障率。無線化的傳輸專網(wǎng)中間環(huán)節(jié)較少、架構(gòu)簡單、故障點少，僅依靠無線專用網(wǎng)絡(luò)就可以實現(xiàn)堆場高桿燈視頻信息傳輸、遠(yuǎn)程管理等功能，在滿足使用需求的基礎(chǔ)上，大大地節(jié)約了系統(tǒng)搭建成本以及后期維護的高額費用，為提高客戶服務(wù)質(zhì)量提供了有力保障。

5.1 技術(shù)優(yōu)勢

項目的主要技術(shù)創(chuàng)新點為運用無線傳輸技術(shù)搭建堆場視頻客戶服務(wù)系統(tǒng)無線專網(wǎng)，將該港口公司堆場內(nèi)44 個監(jiān)控點進行數(shù)據(jù)整合。將無線通信板調(diào)整為二級站點模式，不僅可以在實現(xiàn)“無線網(wǎng)橋點對點”傳輸方式的同時，節(jié)省50%的無線通信板數(shù)量，而且還能降低傳統(tǒng)點對點傳輸方式造成的故障影響。該項目不但節(jié)省了堆場視頻客戶服務(wù)系統(tǒng)無線專網(wǎng)的搭建成本，還降低了堆場視頻客戶服務(wù)系統(tǒng)的故障率，減少后期維護的高額費用，為提高客戶服務(wù)質(zhì)量提供有力保障。其技術(shù)優(yōu)勢有如下2 個方面：

（1）自主設(shè)計的無線專網(wǎng)。自主設(shè)計并搭建堆場視頻客戶系統(tǒng)無線傳輸專網(wǎng)，減少中間環(huán)節(jié)，降低故障率，減少隨行纜的維護成本，節(jié)省后期維護費用；運用二級站點及接入點的工作模式，節(jié)省搭建成本，降低故障影響，提高維修效率；運用802.11 n 的無線通信設(shè)備，通過OFDM 和DSSS 調(diào)解方式設(shè)置專屬的2.4G/5G 工作頻段，避免與裝卸設(shè)備的無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生數(shù)據(jù)干擾。

（2）適用范圍廣。項目已完成所有高桿燈上監(jiān)控設(shè)備的改造。改造后的堆場視頻信息清晰穩(wěn)定，并且故障率降低。后續(xù)將逐步完成剩余堆場高桿燈視頻系統(tǒng)的無線化改造。項目無線化的傳輸網(wǎng)絡(luò)中間環(huán)節(jié)較少、架構(gòu)簡單、故障點少，僅僅依靠無線專用網(wǎng)絡(luò)就可以實現(xiàn)堆場高桿燈視頻信息傳輸、遠(yuǎn)程管理等功能，在滿足使用需求的基礎(chǔ)上，大大地節(jié)約了系統(tǒng)搭建成本以及后期維護的高額費用，不僅適合高桿燈之間的數(shù)據(jù)互通，而且還適用于有線敷設(shè)困難或成本較高的項目，適用性較強。

5.2 經(jīng)濟效益

項目在創(chuàng)造的具體經(jīng)濟效益如下，可節(jié)約22 對光電轉(zhuǎn)換器，每對300 元、共6600 元。同時，節(jié)約了22 個高桿燈雙絞線式隨行纜，每個高桿燈需45 m，每米100 元，共99000 元；節(jié)約了插卡式光電轉(zhuǎn)換器機架（16 口）3 個，共3000 元；節(jié)約48口交換機（含光口）一對，共7200 元；節(jié)約22 個穩(wěn)壓電源，每個700 元，共15400 元；節(jié)約22 個光纜熔接箱，每個100元，共2200 元；減少了外委維修次數(shù)，一次外委維修費用大約1 萬元，每月最少可減少外委維修1 次，一年節(jié)省維修費用高達(dá)12 萬元。

6 結(jié)束語

項目搭建的堆場視頻客戶視頻無線化專網(wǎng)不僅能夠滿足堆場高桿燈視頻信息傳輸、遠(yuǎn)程管理等功能需求，而且優(yōu)化了中間傳輸環(huán)節(jié)、故障點少、架構(gòu)簡單、易于日常維護。在節(jié)約后期系統(tǒng)維護成本的同時，減少無線專網(wǎng)的搭建成本。系統(tǒng)能夠提高堆場客戶視頻系統(tǒng)的科學(xué)性和完善性，有效保證堆場視頻信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性，為客戶服務(wù)提供有力保障。在節(jié)省人力和財力方面也將實現(xiàn)巨大的經(jīng)濟效益。而且無線專網(wǎng)系統(tǒng)搭建具有非常好的推廣性和擴展性，不僅適合于高桿燈之間的數(shù)據(jù)互通，還可用于有線敷設(shè)困難或成本較高的項目，適用性較強。利用OFDM 和DSSS 調(diào)解方式搭建的無線網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)設(shè)備架構(gòu)簡單、中間環(huán)節(jié)較少、抗干擾能力強，也符合未來數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)展趨勢。