建設山西電力應急通信系統(tǒng)方案探討

樓穎稚,張肖寧

(山西省電力公司通信中心,山西太原 030001)

建設山西電力應急通信系統(tǒng)方案探討

樓穎稚,張肖寧

(山西省電力公司通信中心,山西太原 030001)

針對山西電力通信網(wǎng)的現(xiàn)狀,論述了建設電力應急通信系統(tǒng)的必要性,對目前通信技術進行了比較分析,根據(jù)電網(wǎng)對應急通信的需求,提出了山西電力應急通信系統(tǒng)的建設方案。

應急通信;衛(wèi)星通信;數(shù)字超短波;集群通信

0 引言

近年來,各種自然災害、大型活動、反事故演習等應急事件不斷地考驗著電力部門的應變能力和反應速度。為了實現(xiàn)救災搶險的現(xiàn)場指揮、重大活動現(xiàn)場的通信保障、反事故演練的控制指揮,改善應急事件過程中的信息溝通情況,使電網(wǎng)應急工作高效、有序地進行,提高電力系統(tǒng)應急工作中現(xiàn)場指揮的機動能力,建設機動靈活、安全可靠、布局合理、規(guī)模適度的電力應急指揮通信系統(tǒng),將最前沿的語音、文字、圖像及時反饋到指揮中心,是十分必要的。

1 電網(wǎng)應急事件中通信的主要問題

目前,電力通信網(wǎng)主要以電網(wǎng)站點作為通信站,利用電網(wǎng)線路架設光纜形成的光纖通信網(wǎng),在應急情況時存在以下問題。

a)由于光纖通信移動性差、受地理條件限制等原因,電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡存在較多的盲點,往往覆蓋不到事件的現(xiàn)場。

b)突發(fā)事件具有隨機性,無法提前進行事件現(xiàn)場的通信系統(tǒng)建設,一旦遇到現(xiàn)場通信不暢或通信盲區(qū)時,會給現(xiàn)場的搶險工作帶來極大的困難。

c)事件現(xiàn)場情況多變且復雜,傳統(tǒng)的以話音為主的模式已不能滿足應急搶險要求,后方應急指揮中心需要現(xiàn)場實時的視頻信號以準確及時掌握現(xiàn)場的實際狀況。

d)事件現(xiàn)場如不能接入省公司局域網(wǎng)或相關應用系統(tǒng),將影響搶險效率。

2 電力系統(tǒng)對應急通信的需求

在建立應急通信系統(tǒng)時,應充分利用現(xiàn)有的光通信網(wǎng)絡,融合現(xiàn)有的通信監(jiān)控系統(tǒng)、資源管理系統(tǒng)、電視電話會議系統(tǒng)等資源,建設具備監(jiān)測監(jiān)控、動態(tài)決策、預案生成、綜合協(xié)調、應急聯(lián)動等功能的應急通信系統(tǒng),從而大大提高電力通信網(wǎng)絡的應急能力,并應具有以下的技術特征。

a)多業(yè)務。在重大事件或突發(fā)事件的情況下,能夠在較短時間內實現(xiàn)事件現(xiàn)場至指揮中心的通信接入,保證將事件現(xiàn)場的圖像、語音、數(shù)據(jù)傳送給指揮中心,使指揮中心能夠在最短的時間內掌握現(xiàn)場情況,滿足電網(wǎng)搶險指揮快速、安全、可靠、靈活的要求;提供本地現(xiàn)場的無線語音通信;建立應急現(xiàn)場的局域網(wǎng)絡,使現(xiàn)場指揮部的計算機能訪問指揮中心的相關資料,以取得指揮中心的信息支持;現(xiàn)場與指揮中心可召開視頻會議,進行問題研究、視頻指揮等。

b)可擴展。系統(tǒng)可從小容量、小范圍擴至大容量、大覆蓋,系統(tǒng)設備標準化、模塊化,能快速組合和擴展。

c)可互通。能夠與其他應急通信手段互聯(lián)互通。

d)組網(wǎng)靈活。組網(wǎng)機動靈活,快速組網(wǎng),點對點,點對多點,保證指揮人員指令快速下達。

e)多頻段工作。適合各種復雜電磁環(huán)境,保證可靠通信。

f)設備多樣。設備、終端多樣化和系列化,便攜、可移動,最好是低功耗個人手持終端,提供不同的接入方式,保證在事發(fā)現(xiàn)場能夠接入至少一種通信網(wǎng)絡。

g)節(jié)能型。由于某些應急場合電力無法供應,完全依靠電池供電。因此,系統(tǒng)應盡可能地節(jié)省電源,滿足系統(tǒng)長時間、穩(wěn)定地工作。

3 幾種應急通信技術的比較

3.1 有線應急通信

這里的有線應急通信主要是指光纖通信,光纖通信具有通達范圍廣、費用低、高帶寬等優(yōu)點,但移動性、抗毀能力差。

3.2 無線應急通信

3.2.1 衛(wèi)星通信

衛(wèi)星通信是利用人造衛(wèi)星作為中繼站,在兩個或多個地球站之間進行無線通信的技術。它的主要特點是通信距離遠,且不受地面條件的限制,缺點是信道租用費較高。

目前,常用于應急通信的衛(wèi)星通信系統(tǒng)主要是VSAT(Very Small Aperture Term inal)衛(wèi)星通信網(wǎng)。所謂VAST,是指具有甚小口徑天線的智能化小型或微型地面站。其網(wǎng)絡結構主要可分為點對點、星狀網(wǎng)、網(wǎng)狀網(wǎng)三大類,最主要的特點是建造成本低、體積小,容易在現(xiàn)場進行安裝調試[1]。

3.2.2 數(shù)字超短波技術

數(shù)字超短波技術是近年來出現(xiàn)的地面寬帶無線通信的實用技術,用于解決數(shù)百米至數(shù)十千米的寬帶多媒體數(shù)據(jù)通信,適合點對點的通信場合[2]。具有繞射能力強,抗干擾及抗衰落能力強,接收靈敏度高,移動性及安全性好的特點。在實際應用中,主要解決遠端移動圖像回傳,多采用車載、背負等模式。數(shù)字超短波的傳輸受地形地貌的影響比較大,傳輸距離有限,一般是在50 km以內,對天線架設的地點和高度有一定要求。

3.2.3 集群通信技術

集群通信是一種多用戶共用一組通信通道而不互相影響的技術。該系統(tǒng)能使大量的用戶共享相對有限的頻率資源,具有自動識別用戶,自動并動態(tài)地分配無線信道的功能,是一種多用途、高效率的移動調度通信系統(tǒng)。

集群通信中一個基站的覆蓋范圍可達數(shù)千米,其最大的特點是使用簡單,接續(xù)速度較快,工作方式以單工、半雙工為主,能支持群呼、組呼功能,適合于為移動用戶提供生產(chǎn)調度和指揮控制等語音通信業(yè)務。

3.2.4 無線局域網(wǎng)技術

無線局域網(wǎng)是使用無線進行數(shù)百米距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)狞c對多點互聯(lián)技術,具備移動性和保密性好等優(yōu)勢,但覆蓋范圍小。

4 電力應急通信系統(tǒng)建設方案

對上述同種應急通信技術的分析比較,結合電力系統(tǒng)的實際情況,建設電力應急通信系統(tǒng)應以解決指揮中心與現(xiàn)場間的音視頻互動和數(shù)據(jù)傳輸為出發(fā)點,提供靈活機動、可快速部署的通信接入設備和手段。考慮到電力通信網(wǎng)絡經(jīng)過多年的建設所形成的規(guī)模和成效,電力應急通信系統(tǒng)應充分利用好現(xiàn)有的光纖網(wǎng)絡等多種通信資源,建設以衛(wèi)星通信為主要手段,超短波、集群通信、無線局域網(wǎng)技術相結合,以及有條件時采用光通信方式的電力應急通信系統(tǒng),如圖1所示。

圖1 山西電力應急通信系統(tǒng)整體結構

4.1 指揮中心與通信保障車間的通信方案

以衛(wèi)星通信技術和光通信技術解決指揮中心與應急現(xiàn)場間的寬帶主鏈路。在調度大樓設置衛(wèi)星通信主站(中心站),配備一輛應急通信車做為衛(wèi)星通信從站,主從站之間通過衛(wèi)星建立中心站與搶險現(xiàn)場的通信鏈路,支持圖像、話音、數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。若搶險(事件)現(xiàn)場距離任一變電站或供電所較近 (2 km內),可采用野戰(zhàn)光纜連接至變電站,通過變電站溝通現(xiàn)場與中心站間的通信鏈路,如圖2所示。

圖2 指揮中心與通信保障車連接主通道

4.1.1 視頻連接

通過攝像機直接采集圖像信息或與超短波技術結合,配置超短波基站和單兵臺,采集搶險作業(yè)點的語音、圖像傳送至通信車。同時,在通信車內配置視頻終端,通過衛(wèi)星或光纖通信鏈路與省公司會議電視系統(tǒng)連接,將通信車作為省公司會議電視系統(tǒng)的分會場,把現(xiàn)場語音、圖像傳回后方指揮中心,如圖3所示。

圖3 指揮中心與通信保障車視頻連接

4.1.2 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡和語音連接

通信保障車內配置路由器、無線局域網(wǎng)接入設備,通過主鏈路實現(xiàn)現(xiàn)場與省公司的數(shù)據(jù)連接,中心站與通信車內配置下一代網(wǎng)絡 NGN(Next Generation Netw ork)系統(tǒng)的綜合接入設備IAD(Integorated Access Device),通過數(shù)據(jù)網(wǎng)實現(xiàn)省公司應急中心與現(xiàn)場的IP電話連接,如圖4所示。

圖4 指揮中心與通信保障車數(shù)據(jù)網(wǎng)絡和語音連接

4.2 通信保障車與應急作業(yè)點間的通信方案

利用集群通信技術,配置無線對講基站和無線對講臺,實現(xiàn)通信車至現(xiàn)場作業(yè)點及現(xiàn)場各作業(yè)點間的語音通信,如圖5所示。

圖5 通信保障車與現(xiàn)場作業(yè)點的語音連接

5 結束語

隨著衛(wèi)星通信、超短波通信、集群通信等無線通信技術發(fā)展趨于成熟,無線通信具有可移動性、組網(wǎng)靈活、不受自然災害的影響等特點,采用以衛(wèi)星通信為主要手段的電力應急指揮通信系統(tǒng)將極大地提高電網(wǎng)應急應變能力和反應速度,為電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、可靠運行提供強有力的支撐。

[1] 李文峰.現(xiàn)代應急通信技術 [M].西安電科技大學出版社,2007,12:35-37.

[2] 黨梅梅.超寬帶無線通信技術發(fā)展現(xiàn)狀[J].中國多媒體通信,2006(11):34-36.

Discussion on Construction of Emergency Communication System in Shanxi Electric power Grid

LOU Ying-zhi,ZHANG Xiao-ning
(Communications Cen ter of Shanxi Eiectric Power Comporation,Taiyuan,Shanxi 030001,China)

The necessity to build the emergency communication system in pow er grid is elaborated based on the present situation in shanxip rovince.The constructional schemeon emergency communication system o f Shanxielectric pow er grid is p roposed based on the comparison of the present communication technology and the demand of emergency communication in powergrid.

emergency communication;satellite communications;numeral super-short w ave;collected communications

TM 73

A

1671-0320(2010)01-0044-03

2009-11-11,

2009-12-12

樓穎稚 (1972-),女,浙江縉云人,1995年畢業(yè)于華北電力學院通信工程專業(yè),高級工程師,從事通信網(wǎng)絡管理、運維工作;

張肖寧 (1962-),男,山西汾陽人,1980年畢業(yè)于大同電力技校通信專業(yè),技師,從事通信網(wǎng)管理、運維工作。