探索泰山索道WIFI的建立及应用

邱灿义（泰安市泰山索道运营中心,山东泰安271000）

探索泰山索道WIFI的建立及应用

邱灿义
（泰安市泰山索道运营中心,山东泰安271000）

摘要：索道线路WIFI的建立及安全监测应用。

关键词：索道；WIFI；物联网；主电机测温；激光测距；风速风向

泰山索道已经建成中心机关到泰山三条索道的计算机网络，各索道上、下站之间及各索道站之间，其主干网是千兆光纤，各工作区域均有超五类有线网络覆盖，为开展各种应用，组织开发了综合管理系统（平台），将网上办公、设备管理、安全检测、设备维护、设备日检、月检、年检、设备更换、运营管理、票务管理、视频监控等相关业务集成到应用平台中；旅游客运索道赖以生存的前提是安全，客运索道运营安全的关键因素是设备运行安全，索道的关键设备不仅在站房内，更多的是在线路上和支架上，线路和支架是支撑设备安全运行的重点部件,索道线路、支架、轮组、塔头各组件、钢索及运行中的钢丝绳、抱索器、吊厢等99%的设备工作在复杂的山沟、山脉中，这些地方环境恶劣，树木丛林，陡山峭壁，条件所限，无法布有线网络，又需获得这些环境中索道设备的实时信息，才能更可靠的确定设备安全运行状态；之前，为确保设备安全运行，只好派大量人员到各线路支架守候和观望、目测，非常不便，采集到的信息量稀少，无法科学的监测、分析索道安全运行所需要的因素（参数）。随着计算机网络、特别是无线网络技术、物联网应用技术的发展和索道设备安全管理的要求，我们尝试借助物联网应用技术，将决定索道安全运营的设备全网覆盖，开展对客运索道设备安全运行参数（信息）的监测和信息的读取收集，对信息进行科学分析，找到预测和管理设备安全运行的因素，指导工作人员科学维护、定时更换设备，保障设备安全可靠运行；物联网就是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念，“物联网概念”是在“互联网概念”的基础上，将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间，进行信息交换和通信；线路和支架上没有有线网络，无线网络（WIFI）的技术和产品已经成熟并广泛应用，我们设想在站区及线路支架上安装WIFI设备，建立无线网络（WIFI）覆盖，形成索道设备的网络全覆盖，用有线网络和无线网络（WIFI）把要监测的设备连接起来，接入整个网络，满足物联网的应用条件,通过有线网络和无线网络（WIFI）将索道的关键设备的温度、声音、图像、振动等参数进行实时收集和监测、跟踪、定位，对比相应参数，前提预测设备工作状态，监控设备的运行状态，从而达到预防设备安全运行的目的，开展如“变速箱、主电机测温”、“张紧标尺实时监测”、“无线可视对讲”、“风速风向实时监测”等方面的应用。

1研究如何建立无线网络（WIFI）

首先需要知道泰山索道站房、支架、线路的详细地理位置及参数，如海拔高度、高差等。泰山索道有两条主要索道，分别是中天门索道和桃花源索道，中天门索道趋南北走向，桃花源索道趋东西走向。中天门索道：全长（斜长）2089.16米，上下站水平距离1971.92米，高差597.01米，平均爬坡角30.28%，共有11个支架，其中1号支架基础海拔822.53米、高度15.07米，2号支架基础海拔822.43米、高度16.07米，1号与2号支架之间的基础海拔差0.1米、水平距离2.95米、斜距2.95米，3号支架基础海拔922.8米、高度21.4米，2号与3号支

架之间的基础海拔差100.37米、水平距离510.23米、斜距520.01米，4号支架基础海拔948米、高度11.07米，3号与4号支架之间的基础海拔差25.2米、水平距离86.68米、斜距90.27米，5号支架基础海拔939.3米、高度18.14米，4号与5号支架之间的基础海拔差8.7米、水平距离100.63米、斜距101.01米，6号支架基础海拔941.75米、高度20.4米，5号与6号支架之间的基础海拔差2.45米、水平距离27.2米、斜距27.31米，7号支架基础海拔1080米、高度15.07米，6号与7号支架之间的基础海拔差138.25米、水平距离560.58米、斜距577.38米，8A号支架基础海拔1088.7米、高度11.07米，7号与8A号支架之间的基础海拔差8.7米、水平距离12.63米、斜距15.34米，8B号支架基础海拔1099.2米、高度9米，8A号与8B号支架之间的基础海拔差10.5米、水平距离19.37米、斜距22.03米，9号支架基础海拔1184.72米、高度16.07米，8B号与9号支架之间的基础海拔差85.52米、水平距离136.39米、斜距160.98米，10号支架基础海拔1225.45米、高度16.07米，9号与10号支架之间的基础海拔差40.73米、水平距离70.36米、斜距81.32米，11号支架基础海拔1383.84米、高度49米，10号与11号支架之间的基础海拔差158.39米、水平距离381米、斜距432.16米，中天门站台基础海拔832.3米、运载索基础海拔836.3米，南天门站台基础海拔1429.31米、运载索基础海拔1433.31米。桃花源索道：全长（斜长）2196.58米，上下站水平距离2084.97米，高差607.47米，平均爬坡角32.16%，共有11个支架，其中1号支架基础海拔741.94米、高度7.05米，2号支架基础海拔743.64米、高度7.05米，1号与2号支架之间的基础海拔差1.75米、水平距离3.63米、斜距3.85米，3号支架基础海拔750.36米、高度16.12米，2号与3号支架之间的基础海拔差6.67米、水平距离12.55米、斜距14.34米，4号支架基础海拔807.39米、高度24.23米，3号与4号支架之间的基础海拔差57.03米、水平距离103.72米、斜距120.35米，5号支架基础海拔904.4米、高度8.05米，4号与5号支架之间的基础海拔差97.01米、水平距离175.67米、斜距195.32米，6号支架基础海拔993.21米、高度16.12米，5号与6号支架之间的基础海拔差88.81米、水平距离159.65米、斜距185.45米，7号支架基础海拔1091.68米、高度14.12米，6号与7号支架之间的基础海拔差98.47米、水平距离178.56米、斜距204.47米，8号支架基础海拔1180.29米、高度18.18米，7号与8号支架之间的基础海拔差88.61米、水平距离154.48米、斜距179.93米，9号支架基础海拔1281.29米、高度12.05米，8号与9号支架之间的基础海拔差101米、水平距离178.56米、斜距205.66米，10号支架基础海拔1411.02米、高度6.05米，9号与10号支架之间的基础海拔差129.73米、水平距离229.76米、斜距261.36米，11号支架基础海拔1412.3米、高度6.05米，10号与11号支架之间的基础海拔差1.28米、水平距离2.26米、斜距2.73米，桃花源下站站台基础海拔745.1米、运载索基础海拔748.1米，桃花源上站站台基础海拔1415.57米、运载索基础海拔1418.58米。

2系统架构拓扑简图及概述

泰山索道综合管理系统已用于各站、部门，集设备管理及各项业务如一体的网络管理综合平台；主电机、变速箱是指索道主要动力部分，其设备运行时的温度是设备安全运行的主要参数，需要实时监测；张紧小尺测量系统是指索道承载索的实时伸张长度，这个参数很重要，它是索道运行时承载索的长度状态，直接影响索的安全运行；风速风向数据的收集，风速风向安装在索道的每个支架上，它实时监测个索道局部的风力大小和风向，决定索道能否运行；可视对讲，便于管理人员、设备维护人员、特别是到索道支架检修和更换设备部件的人员将工作现场的图像实时传到指挥中心，进行指挥、调度、会诊等，指导现场工作人员；还有车厢GPS定位、支架托/压索轮的视频监控、车厢有人无人监测、车厢监控、车厢广播等应用，都将依赖WIFI宽带覆盖子系统，把相关设备设施的（视频/音频）信息送到综合管理平台进行处理、加工、分析，输出到综合管理平台的每个终端，供管理人员、工程技术人员参考，以超前预测预见性的提示为索道管理者提供科学的决策依据。如下图：

3建设索道无线宽带覆盖系统

索道所处的地理位置是复杂高山和山沟，拟建设的无线宽带覆盖系统，主要是为了解决目前索道沿线及站区设备间无法铺设线缆，需要实现各种移动应用如无线视频传输、无线对讲等移动应用而提出的，利用无线宽带系统，构筑全方位的基础运营网络，实现信息化应用的不断扩展，无线宽带系统主要需求：系统需提供强大的无线接入功能，能实现无线设备一次注册、全网漫游；系统能满足无线视频、移动业务、车厢广播等各种移动应用网络需求；系统能提供对无线设备进行精细化管理，具有智能的带宽管理功能等。

近年来，无线网络等技术的不断创新和发展，为各大景区提供了一系列的专业的无线网络覆盖和视频业务功能，包括“视频调度”、“视频管理”等。但是，随着无线网络技术的不断发展，使得人们不仅仅满足于“看的见”和“固定监控”的要求，而是希望能“看的更清”和“随时随地的监控”，特别是在有重大活动或者是发生突发应急事件的情况下，更是希望能够进行快速监控响应为指挥调度服务，同时“无线上网”、“视频巡检”、“景点介绍”等功能可以得以良好的发挥。但传统的接入技术难以同时满足宽带和移动两方的要求，随着无线接入技术的发展，特别是无线宽带技术的发展，使得移动宽带应用成为可能，而基于IEEE802.1a/b/g/n技术的无线AP宽带网络是目前非常成熟的宽带技术，该技术能提供高的传输速率和方便、快捷、灵活的接入方式且成本低廉。

无线接入点设备使用华为的AP6510DN-AGN、AP6610DNAGN、AP5010、AP7110四种类型设备：AP6510主要用于线路覆盖、部分环境恶劣、易受雷击的线路处所；AP6610主要用于游客排队区域、宿舍区的覆盖；AP5010主要用于室内、站厅、宿舍、配电间等场所；AP7110主要用于广场以及人员密度大的场所，用作容量扩展使用。

无线（WIFI）覆盖中天门线路示意图：

无线（WIFI）覆盖中天门站区域示意图：

无线（WIFI）覆盖南天门站区域示意图：

无线（WIFI）覆盖桃花源线路示意图：

无线（WIFI）覆盖桃花源上站区域示意图：

无线（WIFI）覆盖桃花源下站区域示意图：

̓̓链路拓扑示意简图：

4变速箱、主电机温度实时监测

主电机为索道的重要设备，主电机的安全运行为索道运行安全起到至关重要的作用，本系统利用信息化的技术手段，实现对主电机、变速箱温度的在线监测，为索道的安全运行、检修维护提供可靠的技术支持。本系统的主要需求：运行期间能对主电机温度提供不间断的在线测量；能够提供温度异常告警，及时发现故障；能对温度进行历史分析，协助预防电机故障。

系统通过在线红外测温仪实现动力室变速箱、主电机温度的实时在线监测，能动态反映变速箱、主电机温度变化情况；并将实时数据集成在索道综合管理系统。系统架构简图：̓̓

系统通过已存在的串口服务器接入泰山索道网络，实现与服务器互通。实时温度采集展示红外测温仪提供串口数据输出，系统将实时采集红外测温仪温度数据，并将结果自动展示在系统界面上，并实时绘制温度曲线；温度变化异常告警对于超出范围的温度值，系统通过声、光报警，提示温度异常，温度报警范围可以通过系统设置；温度历史数据分析系统可以对温度历史数据进行各种条件的查询分析，提供基于表格、图形等分析形式，并提供导出打印功能；集成接口将提供与泰山索道综合管理系统集成接口，将通过泰山索道综合管理系统实现对本系统的集中管理。

5张紧标尺实时监测

张紧标尺的量程反映的是索道钢丝绳的长度伸缩变化情况，这直接关系到索道的运行安全，而且对量程的事实测量，可以研究各种因素对钢丝绳的影响，从而为索道的维护提供数据支撑。本系统的需求：张紧标尺量程实时监测；张紧标尺量程异常告警；张紧标尺历史数据分析。系统通过在线激光测距仪实现张紧标尺量程的实时在线监测，能动态反映钢丝绳张紧度的变化情况；并将实时数据集成在索道综合管理系统。系统架构示意简图：̓̓

系统通过已存在无线宽带覆盖系统接入泰山索道网络，实现与服务器互通。实时测量数据采集展示激光测距仪提供WIFI数据输出，系统将实时采集激光测距仪测量数据，并将结果自动展示在系统界面上，并实时绘制量程曲线；量程变化异常告警对于超出范围的量程值，系统通过声、光报警，提示量程异常，量程报警范围可以通过系统设置；量程历史数据分析系统可以对量程历史数据进行各种条件的查询分析，提供基于表格、图形等分析形式，并提供导出打印功能；集成接口将提供与泰山索道综合管理系统集成接口，将通过泰山索道综合管理系统实现对本系统的集中管理。

6WIFI无线视频对讲系统

基于WIFI的无线视频对讲，能够实现可视对讲设备与控制中心进行稳定可视对讲，能够将对讲终端拍摄视频实现实时上传，其主要功能需求：语音和视频对讲；终端设备视频远程开启；提供组呼个呼功能。

基于WIFI无线视频终端是针对移动手持应用场景开发的专用视频终端。设备在嵌入式平台上集成液晶触摸显示屏和Wi-Fi无线通讯模块、GPS模块、蓝牙模块，内置高清相机，可配备微型摄像头及耳机。设备可通过Wi-Fi无线网络进行实时视音频信息传输、语音对讲等功能；设备采用三防设计，以保证全天候工作；同时设备支持指纹识别、扩展接口丰富，适合现场取证、远程指挥、抢险调度等业务方面应用。

7风速风向实时监测系统

随着索道综合管理系统的建成，为了减少系统的复杂度，使设备维护人员能在统一的平台对各种设备进行分析维护，并在异常情况下实现统一告警，因此，需要将风速风向集成到索道综合管理系统中，主要集成需求：当前各风速风向仪实时数据展示；风速风向数据异常告警。风速风向当前数据展示，通过支架示意图或者列表展示各个设备的当前风速风向；风速风向的告警，根据设定的报警值，对超过报警值的监测点实现光、声报警；集成接口，将提供与泰山索道综合管理系统集成接口，将通过泰山索道综合管理系统实现对本系统的集中管理。

8总结

通过建立无线网络（WIFI），对有线网络进行补充，形成泰山索道网络的更加全面，索道设备设施在整个网络全覆盖中，为开展更多的应用奠定了基础。通过计算机网络信息技术建立起的物联网应用，泰山索道设备管理信息化成为现实，为保障客运索道安全可靠的运行，奠定了科学、有效的信息依据，为专业技术人员提供更多的分析信息，进一步提升企业的信息化、智能化、现代化管理水平。WIFI的建立、WIFI的宽带和移动应用，为游客提供的快捷的上网服务，为索道线路的支架设备、移动的吊厢、抱索器、支架上的托/压轮实时视频监控、实时监测成为了可能，为运行中的车厢定位、车厢内监控、广播成为可能，为实时监测局部风速风向更加可靠，这些应用及科学的监测结果更加保障了索道的安全运行，为索道设备的安全可靠运行提供科学的参考，为客运索道创建安全生产标准化、5S奠定了基础，它的推广应用将带来巨大的经济效益和社会效益。

参考文献：

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[2]燕庆明.信号分析与处理[M].电子出版社,2009(01).

[3]刘四清,龚建萍.计算机网络技术[Z].2008(29)

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