視頻網(wǎng)在新鋼地磅遠程集中計量中的應用

介紹新鋼地磅視頻網(wǎng)的構建、視頻派位流程及視頻網(wǎng)的應用。

前言

目前物資遠程集中計量已成為大中型企業(yè)優(yōu)化管理的趨勢。新鋼在將 8 臺靜態(tài)軌道衡﹑ 4 臺動(dòng)態(tài)衡和 10 臺輥道秤成功進(jìn)行了遠程集中計量后，汽車(chē)衡的遠程集中計量成為關(guān)注的焦點(diǎn)。軌道衡和輥道秤的遠程集中計量能夠很好解決稱(chēng)重數據、車(chē)號數據、采集控制等信號的同步，地磅遠程集中計量需要解決的問(wèn)題是視頻信號與稱(chēng)重數據、語(yǔ)音信號的同步問(wèn)題，使司秤員與汽車(chē)司機遠程交流可以達到與在現場(chǎng)計量房相同的交流效果。如果采用傳統的傳輸方式，會(huì )出現視頻信號傳輸速度慢和易于失真等問(wèn)題，不能滿(mǎn)足遠程集中計量的要求，因此視頻信號的傳輸和同步問(wèn)題成為地磅遠程集中計量中急需解決的問(wèn)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，因此新鋼地磅視頻系統采用 CSS( 集群) + iStack( 堆疊) 結合的技術(shù)進(jìn)行組網(wǎng)。

1． 1CSS( 集群) 技術(shù)

CSS 技術(shù)就是將兩臺交換機通過(guò)專(zhuān)用的堆疊電纜連接起來(lái)，選出一臺為主交換機，另一臺為備交換機，對外呈現為一臺邏輯交換機。

1． 2iStack( 堆疊) 技術(shù)

堆疊技術(shù)就是多臺交換機堆疊在一起，選出一臺交換機作為主交換機，其余的交換機作為備交換機，也稱(chēng)為從交換機。主交換機是整個(gè)堆疊系統中的控制中心，同時(shí)備交換機也具備成為主交換機的能力。通常情況下主交換機正常運行，備用交換機處于靜默狀態(tài)。若主交換機癱瘓，備用交換機能迅速接管主交換機的功能，能夠很好地防止因主交換機癱瘓而導致整個(gè)網(wǎng)絡(luò )癱瘓。堆疊中多臺交換機也是作為一個(gè)整體對外體現為一臺邏輯設備，共用一個(gè)管理 IP 地址和一個(gè) MAC 地址。

2.地磅視頻網(wǎng)的構建及實(shí)現

新鋼山下廠(chǎng)區現有地磅 14 臺，分布在南大門(mén)、西大門(mén)和北大門(mén)，通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)和光纖將分布在廣闊區域的這 14 臺地磅的視頻遠程集中至軋材綜合樓，形成視頻網(wǎng)。地磅視頻系統網(wǎng)絡(luò )分布圖見(jiàn)圖 1。

地磅視頻網(wǎng)由接入層交換機、匯聚層交換機和核心層交換機構成，其中接入層交換機和匯聚層交換機放置在現場(chǎng)計量房的網(wǎng)絡(luò )柜中，核心層交換機放置在軋材綜合樓機房?jì)?。三層交換機通過(guò)光纜連接，實(shí)現視頻傳輸。

接入層交換機是直接面向用戶(hù)的網(wǎng)絡(luò )設備，其作用是將終端用戶(hù)連接到網(wǎng)絡(luò )中，終端用戶(hù)是指各種網(wǎng)絡(luò )攝像機和視頻解碼器。該視頻網(wǎng)共有 9 臺接入層交換機，分別放置在西大門(mén)地磅計量房、西大門(mén)水渣地磅計量房、博凱地磅計量房、中冶環(huán)保地磅計量房、渣山地磅計量房、渣山水渣地磅計量房、五泵站汽車(chē)衡計量房、南大門(mén)皮重地磅計量房及南大門(mén)毛重地磅計量房的網(wǎng)絡(luò )柜中。

每個(gè)秤重臺面設計了 2 臺網(wǎng)絡(luò )球機、1 臺網(wǎng)絡(luò )槍機和 2 臺針孔攝像機，每個(gè)計量房?jì)冗€設計了 1臺紅外模擬半球機。網(wǎng)絡(luò )球機和網(wǎng)絡(luò )槍機通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)接入接入層交換機，針孔攝像機和紅外模擬半球機經(jīng)視頻線(xiàn)進(jìn)入解碼器，再由網(wǎng)線(xiàn)接入接入層交換機。

匯聚層交換機是多臺接入層交換機的匯聚點(diǎn)，它能夠處理來(lái)自接入層交換機的所有視頻信號，并提供給核心層交換機。該視頻網(wǎng)匯聚層交換機一共有 6 臺，分別設置在西大門(mén)地磅計量房、能源中心大樓、中冶環(huán)保汽車(chē)衡計量房、一車(chē)間機房、南大門(mén)地磅皮重計量房及高線(xiàn)輥道秤計量房。該匯聚層交換機采用 S5700 系列全千兆交換機。以中冶環(huán)保地磅計量房?jì)鹊膮R聚層交換機為例，該交換機主要匯聚并處理來(lái)自渣山計量房、渣山水渣汽車(chē)衡計量房和中冶環(huán)保汽車(chē)衡計量房接入層交換機傳輸來(lái)的視頻信號，并將這些視頻信號通過(guò)光纜傳輸給綜合樓機房?jì)鹊暮诵膶咏粨Q機。其中中冶環(huán)保汽車(chē)衡計量房?jì)鹊慕尤雽咏粨Q機和匯聚層交換機之間直接以網(wǎng)線(xiàn)連接。

核心層交換機是汽車(chē)衡遠程集中計量系統的網(wǎng)絡(luò )主干部分，包括主交換機和備交換機。核心層交換機位于軋材綜合樓機房?jì)?，所有現場(chǎng)的視頻都匯聚到這臺機上，然后進(jìn)入流媒體服務(wù)器中。鐵前MES 集中計量系統的視頻網(wǎng)和數據網(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(lái)自核心層交換機的所有視頻后自動(dòng)轉換網(wǎng)段，將所有視頻通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)發(fā)送到數據交換機中，最后進(jìn)入到各個(gè)計量客戶(hù)端的稱(chēng)重程序中。整個(gè)視頻網(wǎng)系統呈“花瓣狀”傳輸，即視頻網(wǎng)每個(gè)節點(diǎn)都有兩條不同的光纜走向。由于綜合樓機房?jì)鹊暮诵膶咏粨Q機是由一臺主交換機和一臺備交換機組成的，它們都通過(guò)光纜連接來(lái)自下層的 6 個(gè)匯聚層交換機的視頻，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(kāi)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，視頻信號通過(guò)主交換機進(jìn)行傳輸和匯聚; 在主交換機中某條線(xiàn)路出現問(wèn)題時(shí)，通過(guò)備交換機維持運行。

3.視頻派位流程

汽車(chē)衡集中計量通過(guò)遠程派位觸發(fā)。每位司機擁有一張寫(xiě)有全球唯一號和卡號的 IC 卡，以汽車(chē)衡秤重臺面上質(zhì)量超過(guò) 500 kg 為先決條件，通過(guò)插 IC卡觸發(fā)實(shí)現派位?，F場(chǎng)視頻信號經(jīng)派位后依次通過(guò)接入層交換機和匯聚層交換機傳輸到軋材綜合樓機房的核心層交換機，最后傳輸到汽車(chē)衡計量系統客

戶(hù)端的稱(chēng)重程序中。計量完成的同時(shí)程序自動(dòng)將當前稱(chēng)重界面截圖保存在本機上，所有的截圖保存在部服務(wù)器上，可遠程隨時(shí)查看計量信息。計量現場(chǎng)的實(shí)時(shí)視頻和錄像保存在綜合樓機房?jì)鹊牧髅襟w服務(wù)器內，保存期設為 15 天。

4.視頻網(wǎng)的應用

4.1應用

將現場(chǎng)各個(gè)汽車(chē)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 軟件對所有視頻進(jìn)行管理?，F場(chǎng)視頻界面圖見(jiàn)圖 2。

在圖 2 界面里，我們可以隨意選擇要看的計量房實(shí)時(shí)視頻，最多可以同時(shí)查看現場(chǎng) 16 個(gè)攝像機的視頻。傳輸的視頻都是高清圖像，同時(shí)開(kāi)啟太多視頻，會(huì )造成視頻流過(guò)大，影響傳輸效果。該系統可以直接遠程調整計量房室外網(wǎng)絡(luò )球機的照射位置，對球機進(jìn)行360度旋轉控制。

該視頻網(wǎng)對所有稱(chēng)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。當某輛車(chē)發(fā)生計量異議時(shí)，可回放查看當天的視頻。保存的視頻錄像見(jiàn)圖 3。

4． 2  視頻的作用

遠程防作弊。遠程集中計量系統中完成這個(gè)功能的硬件主要包括 2 臺高清網(wǎng)絡(luò )球機和 1 臺高清車(chē)牌攝像機。高清網(wǎng)絡(luò )攝像機分別安裝在上下秤臺面的路邊立桿上，可拍攝到貨車(chē)的兩個(gè)對角，方便查看司機是否已經(jīng)離開(kāi)秤臺、駕駛室是否載人。車(chē)牌攝像機的作用是抓取汽車(chē)計量時(shí)的圖像，并與第二次稱(chēng)重的實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行對比，判定是否為同一輛車(chē)稱(chēng)重，防止司機更換車(chē)輛計量。遠程終端柜中照司機和照小票的針孔攝像機起輔助防作弊作用。

2) 遠程室內防盜?，F場(chǎng)汽車(chē)衡計量房無(wú)人值守，其中有諸多設備，為此，將模擬半球機安裝在正對門(mén)口的較高位置，便于拍攝計量房?jì)鹊娜?，它的紅外照射功能在黑暗中也可以進(jìn)行拍攝。

5.結論

新鋼汽車(chē)衡視頻網(wǎng)自運行以來(lái)，圖像傳輸快、畫(huà)清晰，沒(méi)有出現過(guò)視頻丟包的現象，實(shí)現了視頻信號與稱(chēng)重數據、車(chē)號數據、采集控制的同步傳輸，且視頻流暢，支撐著(zhù)目前鐵前 MES 遠程計量系統的正常運行。