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    NB智慧港口系列解决方案

     

    一、需求概述

    随着中国经济的腾飞,港口业务发展迅速。考虑港口业务量的不断增长,需要提高工效,同时,中国人口红利的逐步消失,传统粗放的人力密集型港口作业方式和管理手段,都很难满足港口减员增效的发展目标。无论集装箱码头,还是散货码头,都对港口业务建设的数字化提出了越来越高的要求,数字化\智能化港口是港口行业发展的方向。

    以一个集装箱码头为例,包括装船机、装卸机、轮胎吊(RTG)、龙门吊、门座机在内常常几十台、甚至上百台重型机械密集部署,如何科学合理地对港口机械进行管理正成为一个十分迫切的问题。同时,港口作业的作业效率和自动化水平,是决定港口未来竞争力和经济效益的重要因素,很多港口公司都已经认识到,必须采用最新的技术和科技成果建设智能港口才能满足港口进一步发展的需求。新竹科技的港口系列无线系统解决方案正是针对港口无线组网和通信的需求提出的。

     

    二、系统设计

    因为港口工作环境和港机移动作业的特性,无线网络在港口是主要的通信手段,以下几种港口信息系统都需要无线网络系统的支撑,需要根据具体需求量身定做最合适的解决方案。

    1、大型起重机远程控制监视系统(Remote Crane Monitoring System

    为保证港口生产安全,国家有关部门对特种机械安全监控提出了要求,2015年港口机械安全监控要实现全覆盖,后期新上的港机,RCMS将成为标配。远程起重机管理系统(RCMS)负责起重机必要的生产信息和作业统计,同时对起重机设备各机构的状态监控、故障记录、分析和设备维护保养的管理。经过若干年的建设和不断的完善,RCMS已经是港口信息化建设的基础性系统,大多数港口用户建设管理系统已经将RCMS视为必不可少的组成部分。新竹科技提供的无线系统解决方案是RCMS系统能否稳定工作的关键。

    RCMS系统的各项功能是以大型设备的PLC产生的周期性数据为基础,通过网络系统将PLC数据传输至RCMS服务器,服务器再将数据整合、计算实现不同功能。RCMS系统最重要的就是要保证整套系统的实时性,鉴于港口码头工作现场的实际环境,起重设备的PLC数据最优化的传输途径是通过高可靠性的工业级的iMAX无线网络系统,以保证很高的实时性与可靠性要求。

    为实现对运行在场地的轮胎吊和岸桥等大型机械设备运行状态的远程实时监控(RCMS)、故障诊断和维护管理、可视化系统等,必须首先解决港口重型机械的专用网络互联问题。多年来众多实际案例说明,新竹科技基于iMAX无线系统提出的港口无线网络综合解决方案是RCMS专网组网的最合适的解决方案。iMAX 5G宽带无线通信系统在整个RCMS系统中承担网络互联与数据传输功能,正因为有可靠的链路保障,才让码头中控室能实时监控现场机械设备工作状态,实时收集设备工作数据,为设备管理和维护保养提供第一手资料。

    根据港口现场的实际情况,RCMS系统数据的回传方式采用高端iMAX 5G各系列无线组网系统最合适、性价比最高。通常,要因地制宜建设多个中心基站BS实现目标区域的全方位覆盖,港机侧安装iMAX 5G移动用户端CPE设备即可。由于港机移动应用的特点,设备和天线的选型都至关重要,需要结合现场的需求定制合理的配置方案,例如:门座机因为旋转遮挡问题,需要选择双全向天线配置;但其带宽需求不高,可选用iMAX最低配置的无线CPE设备。

    码头RCMS典型应用示意图如下:

    由于港机通讯是移动中通讯,所选用的无线系统在移动性方面需要做充分考虑,支持移动及漫游应用,这正是iMAX无线网络系统区别于其他低端WiFi产品的重要特点。iMAX无线网络系统带宽大、性能高,完全可以满足大容量高清视频监控传输的需要,所以,它除了解决RCMS系统接入外,也是解决港机实时视频监控传输的利器,可为港口信息化“多网合一”提供有力支撑。

    港机作业通常在海边、河边,作业工况非常恶劣,对于设备的高盐高腐蚀、高湿、高温低温、防雷防雨等要求都非常高,如果采用低端无线系统,维护量会大幅增加。而iMAX无线网络系统在国内众多港口十多年的成功应用,环境适应能力和品质可谓有口皆碑,高品质和高可靠性也是iMAX无线网络系统在行业内广泛应用的关键原因。

     

    2、港口无线IP高清视频监控(CCTV)系统

    港机视频监控系统目前已成很多港口的标配,是港口作业安全监控的重要手段。目前IP高清视频监控系统主流采用的编码技术是H.265,分辨率标准是1080P高清,部分用户已经开始部署4K分辨率的超清视频监控系统。IP高清视频监控系统对于传输、处理和显示等环节设备性能要求都比较高,所以采用低端无线系统或者WiFi系统,很难满足大容量视频监控的部署要求,采用高容量的iMAX无线系统是最合适的解决方案。

    除了港机,在港口作业现场、集装箱货场或其它货场、近海的巡逻船上等,也可以安装无线视频监控系统,将监控图像远程实时传输至港口管控中心,保证了管控中心实时掌握各监控区域的现场情况,根据实际情况及时调整作业计划、处理突发事件,加强安全保卫能力,防止货物失窃或其它事故事件的发生。

    以港机视频监控为例,设计思路:通过在港机的大车、小车架、吊具等处安装监控摄像机,通过有线(光纤)、无线组网等方式将港机的视频信号传输至控制室,司机通过中心的操控系统实现远程操控港机,同时观察重要区域及周边区域情况。一旦指挥中心发现作业人员的违章操作,立即予以提醒和警告,避免事故发生。所有的视频监控都会录像保存,有事故发生,可以方便理清事故责任,为操作人员培训提供最好的素材。系统同时配备IP语音广播系统,司机操作时可通过IP广播提示附近区域人员注意,现场工作人员也可通过网络对讲终端与控制室进行可视对讲。

    港口高清视频监控系统典型无线组网拓扑示意图如下:

    3、港口码头Wifi无线覆盖系统

    通过无线Wifi网络系统的建设,港口码头现场各无线Wifi终端(笔记本电脑、智能手机、PADRFID)就可以实现与港口数据中心的联网。各类终端可以将现场作业数据,机械运行数据实时传输到控管中心,控管中心可以直接发送作业指令给移动终端或手持终端,实时指挥岸桥,厂桥,流机,集卡等的作业运行,极大提高了装船、卸船、集港、倒箱运输等作业效率,同时保障作业机械的精确运转与良好维护。

    同时受益的还有进港船只的客户,因为船舶货物等信息,也同时通远线网络实时传输到港口网上查询系统,客户可以非常方便快捷地查询到有关航线、船舶、货箱、装船到港时间等最新信息,使港口整体服务品质得到极大提高。

    对于外籍船舶上的船员,无线Wifi网络可以给他们提供高速的Internet接入服务,收发邮件、看在线视频、即时通讯等将使船员生活更舒适和便捷,提高港口服务水准。

    4、智能化港机远控系统

    全自动化码头或者全智能化码头,是港口发展的大势所趋。初级阶段是实现港机的远程操控,未来将向彻底的智能化、无人化迈进。

    目前,港机远控系统需要首先实现码头RTG港机、自动导引车AGV、自动操控起重机等重型港口机械联网,通过各种软硬件平台的集成和开发,让驾驶人员可以在办公室内通过远程操作台控制龙门吊和轨道吊等。生产管控系统让船舶和堆场计划、配载计划、生产作业路计划等全部交由系统自动生成,显著降低了码头各个环节的人力资源成本,实现了码头作业从传统劳动密集型向自动化、智能化的革命性转变,可以提供24小时全天候、高效、绿色、安全的服务。

    自动化码头智能生产管理控制系统和智能控制系统,两者组成了这个全新码头的“大脑”与“神经网络”。前者覆盖自动化码头全部业务环节,衔接港口的各大数据信息平台,提供智能的生产计划模块、实时作业调度系统及自动监控调整的过程控制系统;后者取代了传统设备上的操作人员,给港口设备赋予智能化,一座座港口起重机和变成能自主作业的巨型机器人。智能化设备和港口生产系统有机地协调起来,自动高效地完成码头装卸任务,从而实现整个码头智能化运作。

    港口自动化远程操控系统,因涉及生产操作安全,可靠的、高带宽、抗干扰能力强和高容量的无线网络系统作为整个系统通信基础平台,具有非常重要的作用,而这些正是iMAX无线系统最大的优势所在。为提高抗干扰能力,保障系统可靠性,一些特殊的技术如裂缝波导管等也被引入到自动化码头系统建设中,为适应这种特殊应用,新竹科技推出了结合裂缝波导管解决港机移动通信的iMAX-8000W系列波导管专用移动通信系统。

    典型的港机远控系统无线组网拓扑示意图如下:

    港口行业环境复杂,具体如何配置,要视港口、堆场现场、港机拖船通信的具体情况和需求实际予以配置,还要依据不同机型配置合适的设备和天线,咨询可致电新竹科技技术部。

     

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