視頻網(wǎng)在新鋼地磅遠(yuǎn)程集中計(jì)量中的應(yīng)用

介紹新鋼地磅視頻網(wǎng)的構(gòu)建、視頻派位流程及視頻網(wǎng)的應(yīng)用。

前言

目前物資遠(yuǎn)程集中計(jì)量已成為大中型企業(yè)優(yōu)化管理的趨勢(shì)。新鋼在將 8 臺(tái)靜態(tài)軌道衡﹑ 4 臺(tái)動(dòng)態(tài)衡和 10 臺(tái)輥道秤成功進(jìn)行了遠(yuǎn)程集中計(jì)量后，汽車衡的遠(yuǎn)程集中計(jì)量成為關(guān)注的焦點(diǎn)。軌道衡和輥道秤的遠(yuǎn)程集中計(jì)量能夠很好解決稱重?cái)?shù)據(jù)、車號(hào)數(shù)據(jù)、采集控制等信號(hào)的同步，地磅遠(yuǎn)程集中計(jì)量需要解決的問題是視頻信號(hào)與稱重?cái)?shù)據(jù)、語音信號(hào)的同步問題，使司秤員與汽車司機(jī)遠(yuǎn)程交流可以達(dá)到與在現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量房相同的交流效果。如果采用傳統(tǒng)的傳輸方式，會(huì)出現(xiàn)視頻信號(hào)傳輸速度慢和易于失真等問題，不能滿足遠(yuǎn)程集中計(jì)量的要求，因此視頻信號(hào)的傳輸和同步問題成為地磅遠(yuǎn)程集中計(jì)量中急需解決的問題。

1.視頻網(wǎng)技術(shù)簡(jiǎn)介

考慮到視頻占用帶寬比較大，不能采用環(huán)網(wǎng)模式，但又需要進(jìn)行鏈路保護(hù)，因此新鋼地磅視頻系統(tǒng)采用 CSS( 集群) + iStack( 堆疊) 結(jié)合的技術(shù)進(jìn)行組網(wǎng)。

1． 1CSS( 集群) 技術(shù)

CSS 技術(shù)就是將兩臺(tái)交換機(jī)通過專用的堆疊電纜連接起來，選出一臺(tái)為主交換機(jī)，另一臺(tái)為備交換機(jī)，對(duì)外呈現(xiàn)為一臺(tái)邏輯交換機(jī)。

1． 2iStack( 堆疊) 技術(shù)

堆疊技術(shù)就是多臺(tái)交換機(jī)堆疊在一起，選出一臺(tái)交換機(jī)作為主交換機(jī)，其余的交換機(jī)作為備交換機(jī)，也稱為從交換機(jī)。主交換機(jī)是整個(gè)堆疊系統(tǒng)中的控制中心，同時(shí)備交換機(jī)也具備成為主交換機(jī)的能力。通常情況下主交換機(jī)正常運(yùn)行，備用交換機(jī)處于靜默狀態(tài)。若主交換機(jī)癱瘓，備用交換機(jī)能迅速接管主交換機(jī)的功能，能夠很好地防止因主交換機(jī)癱瘓而導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓。堆疊中多臺(tái)交換機(jī)也是作為一個(gè)整體對(duì)外體現(xiàn)為一臺(tái)邏輯設(shè)備，共用一個(gè)管理 IP 地址和一個(gè) MAC 地址。

2.地磅視頻網(wǎng)的構(gòu)建及實(shí)現(xiàn)

新鋼山下廠區(qū)現(xiàn)有地磅 14 臺(tái)，分布在南大門、西大門和北大門，通過網(wǎng)線和光纖將分布在廣闊區(qū)域的這 14 臺(tái)地磅的視頻遠(yuǎn)程集中至軋材綜合樓，形成視頻網(wǎng)。地磅視頻系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分布圖見圖 1。

地磅視頻網(wǎng)由接入層交換機(jī)、匯聚層交換機(jī)和核心層交換機(jī)構(gòu)成，其中接入層交換機(jī)和匯聚層交換機(jī)放置在現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量房的網(wǎng)絡(luò)柜中，核心層交換機(jī)放置在軋材綜合樓機(jī)房?jī)?nèi)。三層交換機(jī)通過光纜連接，實(shí)現(xiàn)視頻傳輸。

接入層交換機(jī)是直接面向用戶的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其作用是將終端用戶連接到網(wǎng)絡(luò)中，終端用戶是指各種網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和視頻解碼器。該視頻網(wǎng)共有 9 臺(tái)接入層交換機(jī)，分別放置在西大門地磅計(jì)量房、西大門水渣地磅計(jì)量房、博凱地磅計(jì)量房、中冶環(huán)保地磅計(jì)量房、渣山地磅計(jì)量房、渣山水渣地磅計(jì)量房、五泵站汽車衡計(jì)量房、南大門皮重地磅計(jì)量房及南大門毛重地磅計(jì)量房的網(wǎng)絡(luò)柜中。

每個(gè)秤重臺(tái)面設(shè)計(jì)了 2 臺(tái)網(wǎng)絡(luò)球機(jī)、1 臺(tái)網(wǎng)絡(luò)槍機(jī)和 2 臺(tái)針孔攝像機(jī)，每個(gè)計(jì)量房?jī)?nèi)還設(shè)計(jì)了 1臺(tái)紅外模擬半球機(jī)。網(wǎng)絡(luò)球機(jī)和網(wǎng)絡(luò)槍機(jī)通過網(wǎng)線接入接入層交換機(jī)，針孔攝像機(jī)和紅外模擬半球機(jī)經(jīng)視頻線進(jìn)入解碼器，再由網(wǎng)線接入接入層交換機(jī)。

匯聚層交換機(jī)是多臺(tái)接入層交換機(jī)的匯聚點(diǎn)，它能夠處理來自接入層交換機(jī)的所有視頻信號(hào)，并提供給核心層交換機(jī)。該視頻網(wǎng)匯聚層交換機(jī)一共有 6 臺(tái)，分別設(shè)置在西大門地磅計(jì)量房、能源中心大樓、中冶環(huán)保汽車衡計(jì)量房、一車間機(jī)房、南大門地磅皮重計(jì)量房及高線輥道秤計(jì)量房。該匯聚層交換機(jī)采用 S5700 系列全千兆交換機(jī)。以中冶環(huán)保地磅計(jì)量房?jī)?nèi)的匯聚層交換機(jī)為例，該交換機(jī)主要匯聚并處理來自渣山計(jì)量房、渣山水渣汽車衡計(jì)量房和中冶環(huán)保汽車衡計(jì)量房接入層交換機(jī)傳輸來的視頻信號(hào)，并將這些視頻信號(hào)通過光纜傳輸給綜合樓機(jī)房?jī)?nèi)的核心層交換機(jī)。其中中冶環(huán)保汽車衡計(jì)量房?jī)?nèi)的接入層交換機(jī)和匯聚層交換機(jī)之間直接以網(wǎng)線連接。

核心層交換機(jī)是汽車衡遠(yuǎn)程集中計(jì)量系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)主干部分，包括主交換機(jī)和備交換機(jī)。核心層交換機(jī)位于軋材綜合樓機(jī)房?jī)?nèi)，所有現(xiàn)場(chǎng)的視頻都匯聚到這臺(tái)機(jī)上，然后進(jìn)入流媒體服務(wù)器中。鐵前MES 集中計(jì)量系統(tǒng)的視頻網(wǎng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)不在同一網(wǎng)段，而流媒體服務(wù)器自帶雙網(wǎng)卡，流媒體服務(wù)器在接收到來自核心層交換機(jī)的所有視頻后自動(dòng)轉(zhuǎn)換網(wǎng)段，將所有視頻通過網(wǎng)線發(fā)送到數(shù)據(jù)交換機(jī)中，最后進(jìn)入到各個(gè)計(jì)量客戶端的稱重程序中。整個(gè)視頻網(wǎng)系統(tǒng)呈“花瓣?duì)?/span>”傳輸，即視頻網(wǎng)每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有兩條不同的光纜走向。由于綜合樓機(jī)房?jī)?nèi)的核心層交換機(jī)是由一臺(tái)主交換機(jī)和一臺(tái)備交換機(jī)組成的，它們都通過光纜連接來自下層的 6 個(gè)匯聚層交換機(jī)的視頻，這樣就形成了一個(gè)小型的環(huán)網(wǎng)。小型的環(huán)網(wǎng)一般容易造成網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴，因此需要同時(shí)開啟 rstp 協(xié)議，將其中的一條鏈路虛擬，防止網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴。正常情況下，視頻信號(hào)通過主交換機(jī)進(jìn)行傳輸和匯聚; 在主交換機(jī)中某條線路出現(xiàn)問題時(shí)，通過備交換機(jī)維持運(yùn)行。

3.視頻派位流程

汽車衡集中計(jì)量通過遠(yuǎn)程派位觸發(fā)。每位司機(jī)擁有一張寫有全球唯一號(hào)和卡號(hào)的 IC 卡，以汽車衡秤重臺(tái)面上質(zhì)量超過 500 kg 為先決條件，通過插 IC卡觸發(fā)實(shí)現(xiàn)派位?，F(xiàn)場(chǎng)視頻信號(hào)經(jīng)派位后依次通過接入層交換機(jī)和匯聚層交換機(jī)傳輸?shù)杰埐木C合樓機(jī)房的核心層交換機(jī)，最后傳輸?shù)狡嚭庥?jì)量系統(tǒng)客

戶端的稱重程序中。計(jì)量完成的同時(shí)程序自動(dòng)將當(dāng)前稱重界面截圖保存在本機(jī)上，所有的截圖保存在部服務(wù)器上，可遠(yuǎn)程隨時(shí)查看計(jì)量信息。計(jì)量現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)視頻和錄像保存在綜合樓機(jī)房?jī)?nèi)的流媒體服務(wù)器內(nèi)，保存期設(shè)為 15 天。

4.視頻網(wǎng)的應(yīng)用

4.1應(yīng)用

將現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)汽車衡的視頻全部集中到綜合樓到視頻工程師站上，并使用AnyVision Explorer 軟件對(duì)所有視頻進(jìn)行管理?，F(xiàn)場(chǎng)視頻界面圖見圖 2。

在圖 2 界面里，我們可以隨意選擇要看的計(jì)量房實(shí)時(shí)視頻，最多可以同時(shí)查看現(xiàn)場(chǎng) 16 個(gè)攝像機(jī)的視頻。傳輸?shù)囊曨l都是高清圖像，同時(shí)開啟太多視頻，會(huì)造成視頻流過大，影響傳輸效果。該系統(tǒng)可以直接遠(yuǎn)程調(diào)整計(jì)量房室外網(wǎng)絡(luò)球機(jī)的照射位置，對(duì)球機(jī)進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)控制。

該視頻網(wǎng)對(duì)所有稱重視頻以每 2 h 為單位進(jìn)行錄像，錄像視頻可以保存 15 天。當(dāng)某輛車發(fā)生計(jì)量異議時(shí)，可回放查看當(dāng)天的視頻。保存的視頻錄像見圖 3。

4． 2  視頻的作用

遠(yuǎn)程防作弊。遠(yuǎn)程集中計(jì)量系統(tǒng)中完成這個(gè)功能的硬件主要包括 2 臺(tái)高清網(wǎng)絡(luò)球機(jī)和 1 臺(tái)高清車牌攝像機(jī)。高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)分別安裝在上下秤臺(tái)面的路邊立桿上，可拍攝到貨車的兩個(gè)對(duì)角，方便查看司機(jī)是否已經(jīng)離開秤臺(tái)、駕駛室是否載人。車牌攝像機(jī)的作用是抓取汽車計(jì)量時(shí)的圖像，并與第二次稱重的實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行對(duì)比，判定是否為同一輛車稱重，防止司機(jī)更換車輛計(jì)量。遠(yuǎn)程終端柜中照司機(jī)和照小票的針孔攝像機(jī)起輔助防作弊作用。

2) 遠(yuǎn)程室內(nèi)防盜。現(xiàn)場(chǎng)汽車衡計(jì)量房無人值守，其中有諸多設(shè)備，為此，將模擬半球機(jī)安裝在正對(duì)門口的較高位置，便于拍攝計(jì)量房?jī)?nèi)的全景，它的紅外照射功能在黑暗中也可以進(jìn)行拍攝。

5.結(jié)論

新鋼汽車衡視頻網(wǎng)自運(yùn)行以來，圖像傳輸快、畫清晰，沒有出現(xiàn)過視頻丟包的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了視頻信號(hào)與稱重?cái)?shù)據(jù)、車號(hào)數(shù)據(jù)、采集控制的同步傳輸，且視頻流暢，支撐著目前鐵前 MES 遠(yuǎn)程計(jì)量系統(tǒng)的正常運(yùn)行。