一、 無線集群通訊系引進的背景
1． 寧波北侖國際集裝箱碼頭有限公司概況
寧波北侖國際集裝箱碼頭有限公司（以下簡稱NBCT）是寧波港務集團與香港和記黃埔港口集團共同合資的一家大型集裝箱碼頭運輸企業。在集裝箱碼頭生產管理系統方面，以AS400為平臺，由NBCT軟件開發人員自行完成開發軟件系統開發。經過十幾年的不斷改進與完善，在完成年生產任務133萬TEU的情況下，平均生產效率達到25—26MOV/小時。
2． 集裝箱碼頭生產管理系統引進方案
隨著集裝箱箱量不斷增長，堆場密度持續提高，為了給各大船舶公司提供更好的服務，NBCT需要不斷提升生產效率。為此股東雙方一致同意利用NBCT的原有系統和香港和記黃埔港口集團的CTMS系統作為原型，在較短的時間內將兩套系統有機地整合在一起并開發出一些獨特的功能，形成具有鮮明NBCT特色的集裝箱生產管理系統（下稱NBCTMS）。
3． 集裝箱生產管理系統的技術方案確立
如采用香港和記黃埔港口集團的CTMS，NBCTMS系統急需引進400M無線通訊系統作為集卡數據傳輸的平臺。該平臺可以更有效地發揮NBCTMS功能，可以對生產的全過程和所有的設備進行控制。
二、 集群通訊系統引進的方案的確立
NBCT首先從技術層面否決了單向尋呼系統，另外排除了2.4G技術。因為為2.4G無線信號的全域覆蓋，需要額外投入大量資金建設2.4G無線基站。最后NBCT采用了優能通信科技有限公司成熟而完善的集群無線系統為后臺通信平臺，并配合專用工作流程，為NBCT提供安全可靠、經濟高效、便捷和易于維護的無線移動通信服務。
這套建立在無線集群通信平臺上的港口集卡及作業調度的集群系統，擁有強大的數傳功能，可以實現各種工作指令和狀態信息的傳輸，并且保證任何工作信息的及時地和有效地傳輸。同時，還支持移動語音通信，可以實現移動終端的選呼、組呼和全呼（需要該終端用戶有相應的權限）�？刂浦行倪�可以通過操作終端對移動用戶進行動態分組，可以實現移動終端不受工作小組的變動而正確傳遞作業信息。NBCTMS就是利用其中兩個頻點進行實時集裝箱作業數據傳輸，我們把無線集群通訊系統中的數據應用系統稱之為雙向PAGE系統。（注明：“雙向PAGE系統”的命名是為了照顧用戶稱呼上的使用習慣，實際上該無線集群系統的核心技術已經遠遠超越了PAGE定義。）
通過雙向PAGE系統，可以將NBCTMS的作業控制信息下傳給集卡，同時集卡也可上傳各種預先定義的信息，這樣在港口生產中可以發揮極其重要的作用。整個雙向PAGE系統突出了“經濟合理”、“方便實用”特性。通過對現有對講機的集群改造，配合功能靈活的移動顯示終端，我們快速而有效地完成了預期目標。
三、 無線集群通訊系統的實施與開發
1． 無線集群通訊系統介紹
NBCT的無線集群通訊系統采用了優能通信科技有限公司提供的Pyxis 2002H飛時港口碼頭生產作業調度系統。該系統針對集裝箱碼頭及港口信息處理量大、地點路線相對固定、重復性命令多、箱位地點分散、任務靈活等業務特點，以提高集裝箱碼頭裝卸運載工作效率，實現指揮調度信息化為目的，是專業用于碼頭及港口運載設備調度的無線數據傳輸系統。
該系統利用集群系統MPT1327數字信令的核心技術，通信平臺為優能通信公司研發設計的RLX-8300系統，核心部分為BSC-F2000，采用主機熱備份和自動故障切換等方式，配合先進的TCP/IP網絡技術，加上數據傳輸過程中的錯誤檢測、糾錯、重發等功能，實現數據傳送的實時性和高效率，實際提高港口碼頭的運載能力，滿足全天候24小時不間斷的工作需求。Pyxis 2002H飛時港口碼頭生產作業調度系統的系統結構圖如下：

整個系統由無線通信平臺、通信控制中心和車載雙向數據傳輸顯示和通話終端構成。適用于各種港口的集裝箱信息無線傳輸、集裝箱作業通話和集裝箱作業車輛調度，為港口信息化綜合平臺的建立提供無線業務子平臺。
通信系統的控制中心是個基于以太網的電子計算機網絡系統。這個網絡不僅可以監控和維護系統的正常運行，而且可以以文字的形式輸入日常工作的調度信息，并且可以選擇發送給單個終端用戶、一組終端用戶還是所有終端用戶。同時，終端用戶也可以發送信息給控制中心的操作終端，這樣數據雙向傳輸的實現就可以使控制中心及時了解到碼頭現場的工作情況。操作終端還具備語音通話功能，通過這臺操作終端，控制中心的工作人員就可以和所有網內的終端進行通話。同樣，通話方式可以選擇為選呼、組呼或全呼。
根據實際用戶的需求，車載終端設備在集群用戶機的基礎上，再外接車載顯示終端MDT。在常規機的基礎上加入集群碼片使其具備有集群通信的功能。同時，此系統和移動終端還支持自動回復信息，即在終端收到相應的信息后可向系統自動回復一個確認信息，這樣可以有效地保證重要信息不會在發送的過程中遺失。終端設備還支持司機上下班登記，信息貯存和查詢，業務狀態回傳，語音通話等功能。
優能通信的集群系統兼容標準MPT1327的各種集群終端，終端撥號支持MPT1343標準，也可對Motorola 的GP328手機和Kenwood的TK868G車臺進行改制。這使得NBCT的原有對講機都可以經過改造就能應用在該系統上，從而大大地節約了投資成本。
2． 雙向PAGE系統在NBCTMS中的實際應用
雙向PAGE系統在碼頭各種集裝箱作業中有廣泛應用，如卸船作業、裝船作業、移箱等。
A. 堆場移箱業務及系統流程
堆場移箱業務包括主業堆場移箱業務、延伸堆場移箱業務、CFS堆場移箱業務、海關查驗箱移箱業務、國檢查驗箱移箱業務。具體業務流程如下：首先，箱管人員開具移箱計劃單并發送到AS400；其次，控制人員在可以啟動移箱作業時激活移箱計劃單，釋放指令并向AS400發送指令；再次，移箱源目的地的RDS就可將集裝箱確認到集卡上，CTMS同時更新指令，PAGE系統自動發送移箱目的位子給集卡；最后，移箱目的地的RDS就可將集卡上的集裝箱確認到堆場，CTMS同時刪除指令，PAGE系統自動按AGS計算出的下一個移箱源目的位子給集卡。
對于海關查驗箱移箱和國檢查驗箱移箱，首先由海關或國檢開具移箱計劃單通過EDI發送到AS400，AS400自動發送到CTMS；其次，由于系統自動接收，所以在CTMS新增了系統檢查與控制功能，允許用戶修改、新增和刪除移箱指令的功能，這些變化信息將及時傳回AS400；再次，其他操作流程同主業堆場的移箱，只是如目的地的位置在外堆場時，則利用雙向PAGE系統由PAGE來代替RDS上確認；最后AS400將每天自動定時發送移箱完成情況給海關和國檢。

B. 進口業務及系統流程
為完成進口集裝箱業務流程，首先在AS400中采用人工接收的方式從EDI接收船圖和倉單，在對它們作合法性后向CTMS傳輸，如果CTMS不成功的話，在AS400接收端就會提示用戶相關的錯誤信息并做事務回滾，用戶可以選擇重新接收、覆蓋接收、人工錄入或修改的方式完成接收任務。配載人員就可以從CTMS下載進口集裝箱信息到GUIDER，生成卸船順序單（卸船CWP）；控制人員就可以隨時將CWP釋放形成作業指令，這些指令就會由CTMS傳到AS400；橋邊的RDS就可以確認到集卡，同時PAGE系統可以將AGS找出的位子自動發送給集卡；堆場設備上的RDS可以將這些在集卡上的集裝箱確認到堆場，同時PAGE系統可以將AGS找出的橋吊號自動發送給集卡。

C. 出口業務及系統流程
為完成出口集裝箱業務流程，可以首先在AS400中采用人工接收的方式從EDI接收過境箱和預配船圖，AS400不對其合法性作檢查直接向CTMS傳輸，同時也不做事務控制，GUIDER可以從CTMS接收過境箱和預配船圖，同時進行合法性檢查并允許用戶修改、刪除和添加。當然用戶也可以不接收境箱和預配船圖，直接在GUIDER上輸入。為適應寧波海關的要求，我們增加了人工海關放行功能，并將集裝箱的放行信息傳至CTMS，GUIDER作了相應的程序改造，配載人員可以從CTMS下載已放行的出口集裝箱信息到GUIDER，進行船舶策劃后生成裝船順序單（裝船CWP）；控制人員就可以隨時將CWP釋放形成作業指令，這些指令就會由CTMS傳到AS400；堆場設備上的RDS就可以確認到集卡，同時PAGE系統可以將該箱對應的橋吊號自動發送給集卡；橋吊上的RDS可以將這些在集卡上的集裝箱確認到船上，同時PAGE系統可以根據隊列管理自動發送下一個作業位子給集卡（橋吊號或堆場位子）。
1． 3. 雙向PAGE系統的設計與開發
3．1 移動終端的設計


此圖為優能通信提供的MDT移動終端布局設計。該系統終端是工作流程中必不可少的工具。終端設備開發了32種功能按鍵，可以充分滿足各種港口作業需求。如可以記錄開工和收工信息、接收/閱讀信息并可保存20條系統調派信息、實時上傳32種工作狀態、可以提示加油加水、維修等待及故障報警和故障恢復等信息。
司機通過簡單的按鍵操作，就可將其實時的工作狀態自動顯示在MDT移動終端上并傳送給NBCTMS。
 開工
當集卡司機換班后上班，顯示“開工”；如該集卡上作了工作計劃，則顯示當班員工“工號 名稱”；如無，則顯示“無員工計劃”；如該集卡有作業，則接著顯示“作業信息”；如是雙箱作業，則接著顯示前車“作業信息”；如無則顯示“暫無工作安排”。
 恢復
當集卡司機暫時收工后繼續上班，顯示“開工/恢復”；如該集卡上作了工作計劃，則顯示當班員工“工號 名稱”，如該集卡有作業，則接著顯示“作業信息”；如無，則顯示“暫無工作安排”。
 收工
當集卡司機要下班或休息、吃飯時，顯示“收工”及“已暫停工作”。
 故障、維修等待、加油加水
當發生故障、維修等待、加油加水時，顯示“故障、維修等待、加油加水”及“已暫停工作”。
 其它消息
當集卡司機上班后接收非作業消息，則顯示其它信息。如“暫無作業”可表示以前收到的作業被取消，等待指令；如“你下班回車場、臺風來了”等等。
 外堆場確認
當集卡在外堆場，司機在箱子放上車或吊離車后，司機通過按確認鍵可代替RDS進行實時確認，從而在2.4G無線信號無法覆蓋的地方也可以實時確認。
3．2 NBCTMS的雙向PAGE系統設計與開發
為了能夠實現集卡與司機和集裝箱箱號相匹配，真正實現司機的作業量與其收入掛鉤的計件系統，NBCTMS設計了內集卡輪班計劃維護功能，它可以控制集卡啟用與停止以及集卡與司機的匹配關系，記錄了每一輛集卡所拉的集裝箱的箱號與司機的工號及作業時間。
為了能夠有效地控制集卡的運行即時下達工作任務，NBCTMS設計了實時監控集卡車臺終端通過雙向PAGE系統上傳的信息。只有當該集卡處于開工或故障恢復狀態時，系統才下達工作任務，這樣有效地避免了系統已下達任務但實際不能完成的現象發生，從而大大提高了生產效率。
系統還能有效地監控各集卡的工作狀態、工作組、堆場源位子、堆場目的位子、橋吊號、集卡司機姓名、等待時間等信息，同時也能方便地實時調控集卡工作分配。
3．3 NBCTMS的雙向PAGE系統存在的問題與解決方案
A. 通訊服務器的軟件日志文件的增加
為確保無線集群通訊系統的雙向PAGE系統正常發送數據到集卡，NBCT請優能通信公司在通訊服務器上每隔半小時產生一個系統操作的日志文件；每5分鐘將MEMO上的信息寫入文件，同時清空MEMO；諾MEMO上的信息超過1萬行就將MEMO上的信息寫入文件，同時清空MEMO。文件最多保留7天，也就是共7*24*2=336個文件。當多于336個文件時，每隔半小在創建新文件的同時刪除最老的文件，永遠保持336個文件。同時在NBCTMS中也寫同樣的日志文件，以便系統糾錯。
B. 限制傳輸信道的下行信息流量
如果傳輸信道存在大量下行的信息無法及時傳輸，就會導致通訊阻塞，影響雙向PAGE系統正常工作。造成存在大量下行的信息的原因主要是開工或系統發生故障恢復后信息不能及時傳送，控制臺人員不斷重發控制信息，且集卡司機同時啟用對講功能，導致在通訊服務器中存在大量重復信息（最多時有5000多條，在正常傳輸情況下最快也要4000秒（5000*08））。為了防止此類事件的發生，NBCT在通信服務器上建立按一臺設備唯一一條信息的原則存放與發送信息。
C. 限制傳輸信道的上行信息流量
通過應用日志文件，我們發現實際應用中同一集卡可大量上傳傳輸確認信息，有可能造成信息傳輸的繁忙與堵塞。NBCT與優能通信合作，在軟件上進行改進，達到：
1、所有按鍵按下時均應有狀態記錄位（除確認鍵外）。
2、電源重新時應消除所有狀態位。
3、當用戶按下開工或恢復鍵時，系統能自動記錄此狀態并上傳信息，同時恢復其他功能鍵狀態位。當用戶再次按下時，在設定時間不能上傳信息并給予提示。
4、當用戶按功能按鍵時，系統自動記錄此狀態信息，同時恢復開工/恢復鍵狀態位，信息上傳。當用戶再次按下相同功能鍵時，在已有ACK確認時，系統提示“已處于XX狀態”，而在還未有ACK確認時，系統提示“正在傳輸中，請稍候”，信息不上傳。
5、所有按鍵操作時，當系統在2分鐘未收到ACK后，可讓用戶再次操作并信息上傳，如已有ACK則直接顯示已處于該狀態，信息不上傳。
6、確認按鍵必須在選擇已有的集裝箱箱信息的情況下才可起作用，信息上傳，否則顯示“無效操作”。
經過實際的磨合，以及研發人員的不斷改進，該系統不斷貼近集裝箱港口碼頭的實際應用，在生產作業中更加有效地發揮作用。
二、 無線集群通訊系統實施后的效果與后期升級的設想
此系統實施后，NBCT的整個生產環節均處于計算機系統的控制之下，使NBCTMS系統的作用更加明顯。它比單向的傳呼系統具有更加容易管理與監控，同時通過雙向PAGE系統集卡傳回的集卡各種狀態，NBCTMS可以有效地控制調節集卡的工作量，實現不同橋吊之間和同一臺橋吊的邊裝邊卸功能。
系統的應用，使得NBCTMS記錄了所有碼頭作業的操作用戶、操作設備、操作時間、集卡設備的開工與收工時間、集卡設備故障與恢復時間，應用這些數據就可以統計出每臺集卡的工作完好率、單位成本及工作總量，便于進行管理；也能將工資獎金與每個人的工作量掛鉤，實現真正的計件工資，提高員工的工作積極性。
特別要指出的是，NBCT與通信平臺的供應商優能通信科技有限公司通力合作，“從無到有”地研制出符合集裝箱碼頭行業應用的雙向PAGE系統，已在碼頭生產作業中發揮了不可替代的作用。
無線集群通訊系統在NBCT集裝箱碼頭已經取得一定的成績，但從港口的發展和信息化技術的進步來看，我們發覺此系統還有更大的發展空間。
為了提高對所有流動機械設備（如拆裝箱叉車）的管理與監控，實時掌握設備的動態，如設備完好率、操作臺帳、操作司機工號、司機工時、油耗量、故障率分析等，我們完全可以利用雙向PAGE系統來實現此要求，這對提升生產效率，發揮工作人員積極性、優化企業管理流程具有深遠影響，也可為管理層進行決策分析提供有價值的信息。
另外，在CFS倉庫作業中，也可以應用雙向PAGE系統來實現貨物堆放位子的確認，這樣就可以實現倉庫自動化管理，同時也可以節省大量資金。
總之，無線集群通訊系統的雙向PAGE系統在集裝箱碼頭有其廣泛的應用環境，我們可以不斷挖掘與創新。