項(xiàng)目背景

北京某國際機(jī)場(chǎng)有20輛電動(dòng)擺渡車，專門負(fù)責(zé)把旅客從航站樓送到遠(yuǎn)機(jī)位登機(jī)。機(jī)場(chǎng)環(huán)境特殊，飛機(jī)、地勤車、行李車來回穿梭，人流密集，對(duì)安全性要求特別高。機(jī)場(chǎng)決定將部分?jǐn)[渡車改造成無人駕駛，提高運(yùn)營效率的同時(shí)降低人工成本。技術(shù)團(tuán)隊(duì)選擇了SV900車載網(wǎng)關(guān)作為核心通信設(shè)備。

機(jī)場(chǎng)環(huán)境的特殊需求

機(jī)場(chǎng)停機(jī)坪不是普通道路，環(huán)境非常復(fù)雜。飛機(jī)起降時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)噪音巨大，地面還有各種特種車輛。擺渡車要在飛機(jī)、行李車、加油車之間穿行，必須隨時(shí)掌握周圍情況。而且旅客生命安全第一，網(wǎng)絡(luò)通信絕對(duì)不能中斷，傳感器數(shù)據(jù)必須實(shí)時(shí)準(zhǔn)確。

每輛擺渡車上裝了6個(gè)激光雷達(dá)掃描周圍環(huán)境，10個(gè)攝像頭做全方位監(jiān)控。車頭、車尾、兩側(cè)都有攝像頭，還有專門的旅客監(jiān)控?cái)z像頭。這些設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量特別大，對(duì)車載網(wǎng)關(guān)的性能要求很高。

SV900的5個(gè)M12以太網(wǎng)口正好滿足需求。第一個(gè)口連主控電腦，第二三口各連3個(gè)激光雷達(dá)，第四五口分別連接前后攝像頭組和側(cè)面攝像頭組。這樣分組連接的好處是數(shù)據(jù)流清晰，某組設(shè)備出問題不會(huì)影響全車系統(tǒng)。

另外那個(gè)M12-X型接口用處很大。機(jī)場(chǎng)擺渡車是在原有電動(dòng)車基礎(chǔ)上改造的，底盤控制系統(tǒng)用的是CAN總線。通過這個(gè)接口，SV900可以直接讀取車速、轉(zhuǎn)向角度、剎車狀態(tài)，也能發(fā)送控制指令。同時(shí)232串口連接車載廣播系統(tǒng)，自動(dòng)播報(bào)"車輛啟動(dòng)"、"請(qǐng)扶好站穩(wěn)"這類提示語音。

雙5G確保萬無一失

機(jī)場(chǎng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)可靠性的要求到了苛刻的程度。擺渡車上有幾十個(gè)旅客，如果因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)中斷導(dǎo)致車輛失控，后果不堪設(shè)想。所以網(wǎng)絡(luò)必須有多重保障。

每臺(tái)SV900裝了兩張5G卡。主卡用的是移動(dòng)5G，走機(jī)場(chǎng)專網(wǎng)，優(yōu)先級(jí)最高，延遲最低。備用卡用電信5G，走公網(wǎng)。正常情況下用移動(dòng)專網(wǎng)，如果專網(wǎng)出現(xiàn)故障或者信號(hào)弱，立刻切換到電信公網(wǎng)。這種雙網(wǎng)配置在機(jī)場(chǎng)運(yùn)行一年多，還真救過幾次急。

有次機(jī)場(chǎng)信息中心升級(jí)專網(wǎng)設(shè)備，計(jì)劃外中斷了5分鐘。那時(shí)候正好有3臺(tái)擺渡車在運(yùn)營，SV900檢測(cè)到專網(wǎng)斷了，自動(dòng)切換到公網(wǎng)，3臺(tái)車?yán)^續(xù)正常工作，旅客完全沒感覺到異常。如果是單網(wǎng)絡(luò)配置，那幾分鐘車就得停在停機(jī)坪上等，旅客肯定投訴。

多網(wǎng)聚合功能在機(jī)場(chǎng)環(huán)境下也很有價(jià)值。10路攝像頭的高清視頻要實(shí)時(shí)回傳到機(jī)場(chǎng)監(jiān)控中心，視頻流量很大。尤其是旅客監(jiān)控?cái)z像頭，要求4K畫質(zhì)，單臺(tái)車上傳帶寬需求接近60Mbps。雙5G聚合后，帶寬疊加起來穩(wěn)定在80Mbps以上，10路視頻全程高清流暢，監(jiān)控中心能清楚看到每個(gè)旅客的狀態(tài)。

厘米級(jí)定位的關(guān)鍵作用

機(jī)場(chǎng)擺渡車停靠在廊橋下接旅客時(shí)，位置必須非常精確。廊橋出口寬度有限，擺渡車的車門要對(duì)準(zhǔn)廊橋出口，偏差不能超過20厘米。以前人工駕駛時(shí)，司機(jī)要憑經(jīng)驗(yàn)反復(fù)調(diào)整，有時(shí)候還得下車看看位置對(duì)不對(duì)。

SV900支持的NTRIP高精度定位徹底解決了這個(gè)問題。機(jī)場(chǎng)在停機(jī)坪區(qū)域布了8個(gè)差分基站，覆蓋所有廊橋停靠點(diǎn)。每臺(tái)擺渡車的SV900通過5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)接收基站的差分?jǐn)?shù)據(jù)，把GPS定位精度提高到5厘米以內(nèi)。

擺渡車接到調(diào)度指令后，自動(dòng)導(dǎo)航到指定廊橋。車載電腦根據(jù)高精度定位信息，把車停到預(yù)設(shè)的精確位置上。車門與廊橋出口完美對(duì)齊，旅客可以順暢上車。整個(gè)過程比人工駕駛還精準(zhǔn)，而且每次都能一次停準(zhǔn)，不用來回調(diào)整。

高精度定位還有個(gè)意外的好處。機(jī)場(chǎng)地面很多禁行區(qū)域，比如飛機(jī)滑行道、加油區(qū)域。系統(tǒng)給擺渡車設(shè)定了電子圍欄，車輛接近禁行區(qū)域時(shí)會(huì)自動(dòng)減速或停車。厘米級(jí)的定位精度讓這個(gè)功能特別可靠，既保證了安全，又避免了誤觸發(fā)影響運(yùn)營。

應(yīng)對(duì)極端天氣

機(jī)場(chǎng)是露天環(huán)境，什么天氣都要作業(yè)。夏天停機(jī)坪地表溫度能到70度，車廂內(nèi)溫度更高。冬天北京零下十幾度，車載設(shè)備要能正常工作。下雨下雪天也不能停運(yùn)，設(shè)備必須防水防潮。

SV900的工作溫度范圍從零下40度到70度，完全覆蓋了機(jī)場(chǎng)的氣候條件。去年冬天最冷的時(shí)候零下18度，20臺(tái)擺渡車照常運(yùn)營，沒有一臺(tái)因?yàn)樵O(shè)備問題停工。夏天最熱的時(shí)候，車廂內(nèi)溫度接近60度，SV900的金屬外殼雖然燙手，但設(shè)備運(yùn)行完全正常。

M12航空接頭在惡劣天氣下的優(yōu)勢(shì)特別明顯。普通的RJ45網(wǎng)線接頭進(jìn)水后容易短路，在機(jī)場(chǎng)這種高可靠性要求的場(chǎng)景下不能用。M12接頭達(dá)到IP67防護(hù)等級(jí)，雨雪天氣完全不怕。去年夏天暴雨，停機(jī)坪積水，擺渡車涉水作業(yè)，水深沒過輪胎，但所有網(wǎng)關(guān)工作正常。

機(jī)場(chǎng)還有個(gè)特殊情況，就是飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的強(qiáng)烈震動(dòng)和噪音。擺渡車停在飛機(jī)旁邊時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)瞬間整個(gè)車都在震。M12接頭是螺紋鎖緊的，震動(dòng)再劇烈也不會(huì)松動(dòng)。運(yùn)行一年多，從來沒有出現(xiàn)過因?yàn)榻宇^松動(dòng)導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)故障。

與機(jī)場(chǎng)系統(tǒng)深度對(duì)接

機(jī)場(chǎng)是個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，擺渡車不是獨(dú)立運(yùn)行的，要和航班信息系統(tǒng)、地面調(diào)度系統(tǒng)、安防監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)接。這些系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換全靠網(wǎng)絡(luò)，對(duì)通信穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性要求很高。

每臺(tái)擺渡車的SV900實(shí)時(shí)向機(jī)場(chǎng)調(diào)度中心上報(bào)位置、載客數(shù)量、電量狀態(tài)。調(diào)度中心根據(jù)航班到達(dá)時(shí)間，提前把擺渡車派到對(duì)應(yīng)的廊橋下等候。旅客下飛機(jī)走出廊橋時(shí)，擺渡車已經(jīng)停好在那里了，不用等待。

安防監(jiān)控系統(tǒng)也接入了擺渡車的視頻流。機(jī)場(chǎng)安全部門可以實(shí)時(shí)看到每輛車的內(nèi)外情況。萬一有旅客遺失物品或者發(fā)生糾紛，可以調(diào)出攝像頭錄像回溯。這些高清視頻都存儲(chǔ)在SV900的本地FLASH里，可以保存一周的記錄。

更智能的是與航班信息系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)。航班延誤時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)整擺渡車的調(diào)度計(jì)劃。某個(gè)航班提前到達(dá)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)派最近的擺渡車過去接旅客。這種智能調(diào)度大大提高了運(yùn)營效率，20臺(tái)無人擺渡車的效率相當(dāng)于以前30臺(tái)人工駕駛的。

網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)控

機(jī)場(chǎng)運(yùn)控中心有個(gè)專門的大屏幕顯示擺渡車的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。每臺(tái)車的雙5G信號(hào)強(qiáng)度、當(dāng)前使用哪張卡、網(wǎng)絡(luò)延遲、丟包率，全都實(shí)時(shí)更新。技術(shù)人員一眼就能看出哪臺(tái)車的網(wǎng)絡(luò)有問題。

SV900的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)功能特別敏感。上個(gè)月有臺(tái)車的移動(dòng)5G卡信號(hào)突然下降，雖然沒有影響正常通信，但監(jiān)測(cè)系統(tǒng)立刻發(fā)出預(yù)警。技術(shù)人員檢查后發(fā)現(xiàn)是車頂天線接頭有點(diǎn)松動(dòng)，擰緊后信號(hào)恢復(fù)正常。如果不是及時(shí)發(fā)現(xiàn)，可能會(huì)在高峰時(shí)段出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)問題。

多網(wǎng)聚合的帶寬分配也能實(shí)時(shí)調(diào)整。正常情況下兩張5G卡平均分配流量，但系統(tǒng)檢測(cè)到某張卡網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量更好時(shí)，會(huì)自動(dòng)把更多流量分配給它。這種智能調(diào)度讓網(wǎng)絡(luò)資源利用率最大化，同時(shí)保證了通信質(zhì)量。

日志記錄功能幫助技術(shù)團(tuán)隊(duì)優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)配置。通過分析一個(gè)月的運(yùn)行日志，發(fā)現(xiàn)停機(jī)坪某個(gè)區(qū)域的移動(dòng)信號(hào)經(jīng)常波動(dòng)，而電信信號(hào)很穩(wěn)定。后來就把那個(gè)區(qū)域設(shè)置成優(yōu)先使用電信卡，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性明顯提高。

安全保障機(jī)制

機(jī)場(chǎng)對(duì)安全的重視程度超過任何行業(yè)。擺渡車的網(wǎng)絡(luò)通信必須有多重安全保障，防止黑客攻擊或者數(shù)據(jù)泄露。

SV900與機(jī)場(chǎng)調(diào)度中心的通信全程加密。使用的是工業(yè)級(jí)VPN隧道，所有數(shù)據(jù)都在加密通道里傳輸。即使有人截獲了無線信號(hào)，也無法破解內(nèi)容。機(jī)場(chǎng)信息安全部門定期做滲透測(cè)試，到目前為止沒有發(fā)現(xiàn)任何安全漏洞。

設(shè)備本身也有訪問控制機(jī)制。只有經(jīng)過授權(quán)的管理員才能登錄SV900修改配置，而且所有操作都有日志記錄。上個(gè)月有個(gè)實(shí)習(xí)生好奇心重，想登錄網(wǎng)關(guān)看看，結(jié)果被系統(tǒng)拒絕并記錄了嘗試。這種嚴(yán)格的權(quán)限管理避免了誤操作導(dǎo)致的故障。

本地FLASH存儲(chǔ)的視頻數(shù)據(jù)也做了加密處理。攝像頭錄像涉及旅客隱私，必須妥善保護(hù)。只有機(jī)場(chǎng)安全部門的授權(quán)人員才能調(diào)取錄像，而且調(diào)取記錄會(huì)被審計(jì)。這套安全機(jī)制符合民航局對(duì)旅客隱私保護(hù)的要求。

運(yùn)維效率提升

機(jī)場(chǎng)擺渡車是24小時(shí)運(yùn)營的，維護(hù)時(shí)間很緊張。以前人工駕駛時(shí)代，車輛維護(hù)要停運(yùn)，影響運(yùn)營?，F(xiàn)在有了詳細(xì)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，可以做預(yù)防性維護(hù)。

每臺(tái)車的運(yùn)行數(shù)據(jù)都存在SV900的FLASH里。技術(shù)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了數(shù)據(jù)分析軟件，定期分析這些數(shù)據(jù)。發(fā)現(xiàn)某臺(tái)車的傳感器數(shù)據(jù)偶爾有異常，雖然不影響使用，但說明傳感器可能在老化。趁著航班空檔期提前更換，避免了高峰時(shí)段故障。

網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)也幫助優(yōu)化了運(yùn)營策略。通過分析一個(gè)季度的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)凌晨2點(diǎn)到5點(diǎn)之間網(wǎng)絡(luò)負(fù)載最低，而這個(gè)時(shí)間段正好是航班最少的時(shí)候。技術(shù)團(tuán)隊(duì)就把系統(tǒng)升級(jí)、軟件更新安排在這個(gè)時(shí)間段，既不影響運(yùn)營，網(wǎng)絡(luò)條件又好，升級(jí)速度快。

遠(yuǎn)程診斷功能大大減少了現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)的次數(shù)。車輛出現(xiàn)小問題時(shí)，技術(shù)人員在辦公室就能通過網(wǎng)絡(luò)登錄SV900查看日志、檢查設(shè)備狀態(tài)。很多問題遠(yuǎn)程就能解決，不用跑到停機(jī)坪現(xiàn)場(chǎng)。機(jī)場(chǎng)停機(jī)坪管理很嚴(yán)格，進(jìn)出要辦通行證，遠(yuǎn)程維護(hù)省了很多麻煩。