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煤四期工程作為國(guó)家“九五”重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，是北煤南運(yùn)的重要樞紐。秦皇島港務(wù)局第七港務(wù)公司（簡(jiǎn)稱秦港七公司）作為煤四期工程的使用單位，自1997正式投產(chǎn)以來(lái)，港口吞吐量一年上一個(gè)臺(tái)階，2001年更是創(chuàng)記錄地達(dá)到了近三千萬(wàn)噸的設(shè)計(jì)能力，不僅創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，更為秦皇島港口煤炭超億噸及國(guó)家北煤南運(yùn)任務(wù)的完成，作出了重要貢獻(xiàn)。
　　
　　原有設(shè)備工作出現(xiàn)危機(jī)
　　秦港七公司擁有一個(gè)十萬(wàn)噸級(jí)泊位及兩個(gè)三萬(wàn)噸級(jí)泊位，作業(yè)區(qū)內(nèi)有2臺(tái)翻車機(jī)、3臺(tái)堆料機(jī)、4臺(tái)取料機(jī)、3臺(tái)裝船機(jī)、3個(gè)生產(chǎn)用變電所及1座中央控制室。在原通信系統(tǒng)中，所有各個(gè)站點(diǎn)的PLC（可編程邏輯控制器）設(shè)備都通過(guò)光纜與中央控制室PLC連接，組成以太網(wǎng)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳送。由于其中堆、取、裝這10臺(tái)移動(dòng)運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備在作業(yè)時(shí)均需要不停運(yùn)動(dòng)，同時(shí)該過(guò)程中又必須保證光信號(hào)傳輸?shù)倪B續(xù)性，因而運(yùn)動(dòng)連接部位光信號(hào)的接續(xù)變得十分關(guān)鍵。
　　

　　
秦港七公司無(wú)線網(wǎng)絡(luò)示意圖

　　
　　
　　在原四期工程設(shè)計(jì)中，采用的是進(jìn)口設(shè)備——光滑環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的接續(xù)，在最初使用的三年中，該裝置運(yùn)轉(zhuǎn)基本穩(wěn)定。但是近兩年來(lái)，光滑環(huán)裝置由于設(shè)計(jì)裕量小、疲勞、老化及潮濕等因素，多次發(fā)生光纖帶折斷事件，而整個(gè)修復(fù)過(guò)程也比較困難。一方面，國(guó)外備件采購(gòu)周期比較長(zhǎng)；另一方面，費(fèi)用也比較昂貴，并且，由于通信系統(tǒng)對(duì)于裝卸生產(chǎn)安全的重要性，該故障的發(fā)生對(duì)港口生產(chǎn)產(chǎn)生極為不利的影響。
　　
　　項(xiàng)目支持條件
　　為了根除這一隱患，秦港七公司在1999年開(kāi)始嘗試使用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并在4#取料機(jī)與中控室之間作通信實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)一年的試運(yùn)行，效果良好。
　　
　　2001年11月，秦港七公司在基本掌握無(wú)線網(wǎng)產(chǎn)品的技術(shù)特點(diǎn)后，與北京新達(dá)網(wǎng)聯(lián)公司合作，對(duì)堆料機(jī)、取料機(jī)和裝船機(jī)等10臺(tái)移動(dòng)單機(jī)，兩個(gè)變電站及中央控制室進(jìn)行全面改造，建成了一個(gè)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，與原光纜通信以太網(wǎng)系統(tǒng)并存，大大降低了通信故障對(duì)生產(chǎn)、設(shè)備的制約，同時(shí)節(jié)約了昂貴的光滑環(huán)備件采購(gòu)成本。
　　
　　經(jīng)過(guò)選擇，秦港七公司選擇了AVAYA無(wú)線網(wǎng)設(shè)備，其無(wú)線網(wǎng)橋的路由功能可將不同IP子網(wǎng)連接，并將其嵌入現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)。
　　
　　IP路由功能可提供符合RFC規(guī)程、具有RIP1功能的無(wú)分類IP路由，這有助于減少無(wú)線鏈路上的不必要通信。通過(guò)網(wǎng)橋協(xié)議過(guò)濾阻塞傳輸中以太網(wǎng)協(xié)議的冗余信息，可最大限度地提高信道傳輸效率。
　　
　　由于IEEE802.11系統(tǒng)間的傳輸中幀間空隙較大，會(huì)增加開(kāi)銷，降低吞吐量，而無(wú)線網(wǎng)橋采用雙重緩沖，能將較少的數(shù)據(jù)包合并到所謂的“超幀”中以減少鏈路開(kāi)銷，這有助于提高小數(shù)據(jù)包的傳輸速率。另外，帶寬管理功能使得管理者可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)管理劃分每個(gè)遠(yuǎn)程基站的帶寬。
　　
　　無(wú)線網(wǎng)橋上的網(wǎng)卡采用即插即用方式。在升級(jí)時(shí)，只需更換網(wǎng)卡，無(wú)線網(wǎng)橋可繼續(xù)使用，另外網(wǎng)橋具有兩個(gè)網(wǎng)卡插口，既可同時(shí)實(shí)現(xiàn)一臺(tái)無(wú)線網(wǎng)橋?qū)陕返倪B接，也可作中繼點(diǎn)使用，這種良好的可擴(kuò)展性，為用戶最大限度地節(jié)省了投資。
　　
　　利用以Windows為基礎(chǔ)且符合簡(jiǎn)單網(wǎng)管協(xié)議（SNMP）的管理軟件，可方便地對(duì)無(wú)線網(wǎng)橋進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。通過(guò)該套軟件，可對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集中管理、控制和遠(yuǎn)程監(jiān)控。
　　
　　工程的安裝與調(diào)試也很簡(jiǎn)單，通過(guò)專用調(diào)試軟件可將天線方向調(diào)得很準(zhǔn)，并且提供一個(gè)簡(jiǎn)單的類似“示波器”的柱狀圖，可實(shí)時(shí)顯示信噪比、信號(hào)強(qiáng)度、噪音量，并可自動(dòng)保存到統(tǒng)計(jì)記錄中。
　　
　　在保密性方面，由于采用了較為先進(jìn)的WEP64或128RC4加密方式，這樣，即使在橋?qū)虻倪B接方式下，每一點(diǎn)的無(wú)線網(wǎng)橋里都要互相寫入對(duì)方無(wú)線網(wǎng)卡的MAC地址才能連接，而MAC地址是唯一的，因而可有效地保護(hù)網(wǎng)絡(luò)免受攻擊。
　　
　　由于AVAYA" Wireless產(chǎn)品設(shè)置允許在任何時(shí)間，任何地點(diǎn)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，而不需在指定的地點(diǎn)，所以用戶可以在覆蓋范圍的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域中隨意漫游。
　　
　　方案的設(shè)計(jì)與實(shí)施
　　取料機(jī)、堆料機(jī)、裝船機(jī)這10臺(tái)移動(dòng)機(jī)械分布在約4平方公里的工作區(qū)內(nèi)，另外，還有兩個(gè)變電站也將采用無(wú)線方式與中控室相連，因而秦港七公司無(wú)線網(wǎng)系統(tǒng)外圍節(jié)點(diǎn)共有12個(gè)。
　　
　　如何選擇合適的位置建基站，是方案設(shè)計(jì)初期首先考慮的一個(gè)重要問(wèn)題。由于工作區(qū)面積廣、移動(dòng)機(jī)械和固定物數(shù)量多、相對(duì)位置隨機(jī)性強(qiáng)、高低相差很大，如門式取料機(jī)高達(dá)40米，堆料機(jī)僅20多米高，懸臂式取料機(jī)的配重架在作業(yè)過(guò)程中還會(huì)上下左右移動(dòng)，另外現(xiàn)場(chǎng)還有高高的煤堆和高架封閉式傳送帶等，它們?cè)诠ぷ髦卸紩?huì)相互阻擋，特別是這些設(shè)備工作時(shí)是運(yùn)動(dòng)的，阻擋情況的發(fā)生也是隨機(jī)的，這種情況與無(wú)線網(wǎng)通常在固定建筑物之間的應(yīng)用有很大區(qū)別，大大增加了基站選址的難度。
　　
　　盡管多建基站可以加大信號(hào)的覆蓋面，死角少，但成本也會(huì)隨之加大。因而怎樣做到盡量少建基站，節(jié)約成本，但又必須保證每臺(tái)機(jī)械在不同的位置至少能與其中一個(gè)基站無(wú)阻擋且保持良好的通訊鏈路，是方案設(shè)計(jì)初期首要解決的問(wèn)題。
　　
　　另一個(gè)需要解決的問(wèn)題就是當(dāng)某一設(shè)備與適時(shí)通信的基站之間發(fā)生阻擋時(shí)，能迅速切換為與無(wú)阻擋基站通信的狀態(tài)，并且在該切換過(guò)程中不能發(fā)生信號(hào)丟包現(xiàn)象，信號(hào)傳輸務(wù)必保證正常、連續(xù)。選擇基站時(shí)還有一個(gè)需注意的問(wèn)題，就是必須要提供給基站設(shè)備生產(chǎn)用電源。
　　
　　通過(guò)大量的測(cè)試工作，在全工作區(qū)內(nèi)反復(fù)測(cè)試、作平面分析后，最終選定了三個(gè)點(diǎn)建立基站。一個(gè)基站建在中控室樓上（中間位置），一個(gè)基站建在工作區(qū)北端的綜合辦公樓上，另一個(gè)建在了靠南端的轉(zhuǎn)接塔上。中控室樓上的基站用電纜直接連下來(lái)，另兩個(gè)基站也采用無(wú)線連接的方式與中控室相連。在天線的使用方面，中控室樓上采用了全向鞭狀天線，另兩個(gè)基站用的是大波瓣板狀定向天線，所有堆料機(jī)、取料機(jī)、裝船機(jī)這些移動(dòng)機(jī)械設(shè)備安裝的都是全向天線，兩個(gè)變電站和基站這些固定點(diǎn)采用的是高增益定向天線。
　　
　　而在具體的設(shè)備方面，則根據(jù)實(shí)際需要選用了無(wú)線網(wǎng)橋（AP-1000）、無(wú)線網(wǎng)關(guān)（RG-1000）和無(wú)線外接單元（EC）。
　　
　　基站和中控室全部采用了雙口無(wú)線網(wǎng)橋（AP-1000），且大部分是一個(gè)網(wǎng)橋插兩塊網(wǎng)卡的工作方式，使用這種方式節(jié)省了很多費(fèi)用，又能保證中控室與基站之間的主鏈路具有高速的數(shù)據(jù)流通能力。所有的堆料機(jī)、取料機(jī)、裝船機(jī)都是PLC（可編程控制器）設(shè)備，只有AUI接口，因而全部采用了無(wú)線外接單元連接。
　　
　　兩個(gè)變電站使用的無(wú)線網(wǎng)設(shè)備也不相同，7號(hào)變電站只有一臺(tái)PLC，使用一個(gè)無(wú)線外接單元，10號(hào)變電站有3個(gè)PLC，因而把這三個(gè)PLC用Hub聯(lián)在一起，用了一對(duì)無(wú)線網(wǎng)關(guān)（RG-1000）與基站相連。
　　
　　最終結(jié)果令人滿意
　　工程全部安裝完成后，進(jìn)行了多次聯(lián)調(diào)，最后完全達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，使秦港七公司的設(shè)備通信系統(tǒng)達(dá)到了一個(gè)新水平，生產(chǎn)作業(yè)得到更有利的保證，也為無(wú)線網(wǎng)技術(shù)在港口企業(yè)的使用探索了一條成功的經(jīng)驗(yàn)。