基于MSCXP的電力多媒體調(diào)度系統(tǒng)研究

田文鋒，郭云飛

(國網(wǎng)電力科學(xué)研究院，江蘇 南京210003)

目前，電力指揮調(diào)度系統(tǒng)仍以數(shù)字程控交換技術(shù)為主，一般建立在調(diào)度交換網(wǎng)上。由于線路的故障極易造成調(diào)度的失效，此方式受制于線路，缺乏靈活性；并受制于底層傳輸網(wǎng)絡(luò)，新的應(yīng)用擴(kuò)展尤其是數(shù)據(jù)、音頻、視頻的融合應(yīng)用無法實現(xiàn)。隨著IP通信技術(shù)和多媒體技術(shù)的高速發(fā)展，為滿足電力安全生產(chǎn)的需求，電力調(diào)度通信系統(tǒng)正向?qū)拵?shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、多媒體化的方向發(fā)展?；贗P網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建集語音、視頻和數(shù)據(jù)于一體的多媒體調(diào)度系統(tǒng)順應(yīng)了現(xiàn)代通信技術(shù)發(fā)展的潮流，電力調(diào)度網(wǎng)絡(luò)也將逐漸由基于電路交換的語音調(diào)度演變成以軟交換為核心的新一代調(diào)度系統(tǒng)。

1 調(diào)度系統(tǒng)概述

傳統(tǒng)的電力調(diào)度通信系統(tǒng)[1]的內(nèi)部核心為基于64 Kb/s通信速率的數(shù)據(jù)交換，一般由調(diào)度交換機(jī)和調(diào)度臺構(gòu)成，調(diào)度臺和交換機(jī)之間采用模擬接口，交換的信息量很有限，只適用于語音信息的傳送，不能傳遞數(shù)據(jù)、視頻圖像等其他應(yīng)用信息。

隨著電力系統(tǒng)對應(yīng)急管理效率、應(yīng)用管理范圍等方面需求的不斷提升，傳統(tǒng)調(diào)度方式正在逐步轉(zhuǎn)向基于現(xiàn)代多媒體信息技術(shù)的指揮調(diào)度系統(tǒng)。目前，現(xiàn)有的多媒體調(diào)度系統(tǒng)雖然部分實現(xiàn)了數(shù)字多媒體調(diào)度，并且對遠(yuǎn)程調(diào)度做出了相應(yīng)設(shè)計，但是隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)，現(xiàn)有的多媒體調(diào)度技術(shù)存在著一些需要改進(jìn)的地方。譬如現(xiàn)有多媒體調(diào)度系統(tǒng)對數(shù)據(jù)協(xié)同功能支持不高，目前僅能實現(xiàn)一些簡單的文件傳輸和數(shù)據(jù)共享等功能，對共享的數(shù)據(jù)是只讀模式，不能進(jìn)行修改，無法達(dá)到實時性交互。傳統(tǒng)只聞其聲、不見其人的純語音調(diào)度，指揮者只能通過前方反饋的語音信息進(jìn)行判斷分析后，進(jìn)行決策、下達(dá)命令，而無法獲取前方的視頻信息，缺乏一定的準(zhǔn)確性，這給指揮者實施及時、有效的正確指揮帶來了一定的影響。因此研究多媒體調(diào)度系統(tǒng)越來越有必要。

2 多業(yè)務(wù)通信與交換平臺

本方案所涉及的多業(yè)務(wù)通信與交換平臺MSCXP（Multi-Service Communication and Exchange Platform）主要基于軟交換技術(shù)[2]，在此基礎(chǔ)上根據(jù)電力業(yè)務(wù)特點進(jìn)行開發(fā)，實現(xiàn)包括網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)在內(nèi)的多種融合解決方案，并支撐智能電網(wǎng)各環(huán)節(jié)的語音、數(shù)據(jù)及視頻等業(yè)務(wù)的融合，包括可視化調(diào)度通信、營銷互動服務(wù)、移動作業(yè)、智能巡檢、應(yīng)急搶修、智能辦公等，該平臺的實現(xiàn)可以滿足智能電網(wǎng)各環(huán)節(jié)融合業(yè)務(wù)對電力通信網(wǎng)的新需求，對國家電網(wǎng)公司“三集五大”管理方式的推進(jìn)具有重要的意義?；贛SCXP的系統(tǒng)框架圖如圖1所示。

多業(yè)務(wù)通信與交換平臺基于商用通信協(xié)議棧研發(fā)，用于語音、視頻、數(shù)據(jù)的呼叫管理與控制，完成數(shù)據(jù)交換，是構(gòu)建通信系統(tǒng)的核心處理與管理單元。平臺主要包括呼叫控制、互聯(lián)互通、業(yè)務(wù)交換、資源控制等功能。底層利用下一代傳輸網(wǎng)絡(luò)作為承載網(wǎng)絡(luò)，支持各種終端和多種通信方式接入。上層為業(yè)務(wù)應(yīng)用層提供豐富的、開放的API接口，應(yīng)用層利用該接口容易實現(xiàn)語音、視頻、數(shù)據(jù)的多媒體通信融合，快速生成多種電力業(yè)務(wù)，如：多媒體調(diào)度、移動巡檢、應(yīng)急搶修、互動營銷服務(wù)系統(tǒng)等。多媒體調(diào)度系統(tǒng)除提供基本語音通信功能外，還可以提供視頻通信、多方視頻會議、數(shù)據(jù)通信、協(xié)同辦公并支持移動性，能夠適合各種電力調(diào)度生產(chǎn)應(yīng)用場景?？蚣荏w現(xiàn)了軟交換技術(shù)的業(yè)務(wù)、控制和承載相分離的思想。

3 基于MSCXT的多媒體調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計

基于MSCXT的電力調(diào)度交換系統(tǒng)，其設(shè)計理念是借助軟交換的技術(shù)特點，將軟交換基本設(shè)計原理運用到電力調(diào)度交換系統(tǒng)中，借助軟交換技術(shù)的特點和優(yōu)勢，將現(xiàn)有基本語音調(diào)度業(yè)務(wù)進(jìn)一步擴(kuò)展到IP語音業(yè)務(wù)，實現(xiàn)現(xiàn)有語音業(yè)務(wù)的靈活高效運行；通過在系統(tǒng)設(shè)計中增加信息存儲與共享功能模塊，實現(xiàn)在安全保證前提下的調(diào)度信息共享，提高電力調(diào)度運行的效率；通過增加數(shù)據(jù)功能模塊和視頻功能模塊，實現(xiàn)視頻和數(shù)據(jù)調(diào)度；通過雙機(jī)運行模塊[3]，實現(xiàn)與現(xiàn)有調(diào)度系統(tǒng)的互通。

基于MSCXT的電力調(diào)度交換系統(tǒng)處理來自生產(chǎn)和運行等調(diào)度對象的數(shù)據(jù)信息，由業(yè)務(wù)開發(fā)接口模塊、軟交換調(diào)度模塊、IP語音調(diào)度模塊、視頻功能模塊、數(shù)據(jù)功能模塊、雙機(jī)運行接口模塊、信息存儲和共享功能模塊構(gòu)成，系統(tǒng)功能框圖如圖2所示。基于MSCXT的電力多媒體調(diào)度系統(tǒng)能同時實現(xiàn)IP調(diào)度語音功能、雙機(jī)備份運行和調(diào)度信息共享功能。

3.1 IP語音調(diào)度功能實現(xiàn)

IP調(diào)度語音功能由軟交換調(diào)度和IP語音調(diào)度兩個功能模塊共同實現(xiàn)?；玖鞒倘缦拢赫{(diào)度對象產(chǎn)生調(diào)度事件，調(diào)度事件觸發(fā)系統(tǒng)中軟交換調(diào)度模塊接收調(diào)度事件信息，系統(tǒng)通過IP語音調(diào)度模塊觸發(fā)IP語音調(diào)度業(yè)務(wù)；或通過現(xiàn)有程控交換PBX與現(xiàn)有電力系統(tǒng)調(diào)度電話網(wǎng)連接實現(xiàn)程控語音調(diào)度業(yè)務(wù)，實現(xiàn)電力調(diào)度中的基礎(chǔ)業(yè)務(wù)（包括來電顯示與應(yīng)答、席間熱線呼叫與并席、呼叫轉(zhuǎn)接與保持、調(diào)度臺組、呼叫多級優(yōu)先和強(qiáng)插強(qiáng)拆功能）。

3.2 數(shù)據(jù)功能實現(xiàn)

多媒體調(diào)度系統(tǒng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)主要分為文件傳輸、文件共享、即時信息、網(wǎng)頁推送、遠(yuǎn)程同步瀏覽和電子白板等，它將電力調(diào)度指令數(shù)字化、文件化。數(shù)據(jù)功能主要由數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)器完成，數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)器將過濾數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（SCADA系統(tǒng)）的實時數(shù)據(jù)信息，將調(diào)度系統(tǒng)所需要的信息通過IP網(wǎng)絡(luò)反映給調(diào)度人員，同時將調(diào)度指令和操作內(nèi)容上傳數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)器或直接發(fā)給調(diào)度對象。如圖3所示。

3.3 視頻功能實現(xiàn)

數(shù)字記錄系統(tǒng)對全部通信過程進(jìn)行錄音、錄像、保存、備份等，能及時紀(jì)錄調(diào)度臺發(fā)送過來的音頻/視頻/數(shù)據(jù)媒體流（IP包），視頻服務(wù)器主要完成視頻壓縮，數(shù)據(jù)則由多業(yè)務(wù)通信與交換平臺管理和存儲，存儲就在本地進(jìn)行，不受外部網(wǎng)絡(luò)影響，通過軟交換設(shè)備連接到IP網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)還可以采用單播的形式將會議一方媒體數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)服務(wù)器，數(shù)據(jù)服務(wù)器再根據(jù)MSCXT逐個轉(zhuǎn)發(fā)給會議的各方，從而實現(xiàn)多方會議功能。如圖4所示。

3.4 與現(xiàn)有調(diào)度系統(tǒng)的互通實現(xiàn)

基于MSCXP的電力多媒體調(diào)度交換系統(tǒng)，除完全支持現(xiàn)有電力調(diào)度程控交換網(wǎng)的基本調(diào)度功能，還通過雙機(jī)運行接口設(shè)計與現(xiàn)有電力調(diào)度交換系統(tǒng)有效融合，實現(xiàn)電力調(diào)度交換系統(tǒng)的1+1備份。互通功能主要由軟交換調(diào)度、IP語音調(diào)度和雙機(jī)運行接口三個功能模塊共同實現(xiàn)。

系統(tǒng)雙機(jī)運行接口設(shè)計連接示意如圖5所示。調(diào)度信息存儲在調(diào)度數(shù)據(jù)庫中，以備查看。在應(yīng)用層，通過應(yīng)用數(shù)據(jù)服務(wù)器連接軟交換設(shè)備和程控交換機(jī)，實現(xiàn)兩系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互備份；在控制層，軟交換設(shè)備通過其網(wǎng)絡(luò)接口直接接入現(xiàn)有的電力IP專網(wǎng)，原有調(diào)度程控交換機(jī)通過軟交換語音接入網(wǎng)關(guān)接入到電力IP專用網(wǎng)絡(luò)中，實現(xiàn)雙機(jī)并網(wǎng)運行；在網(wǎng)絡(luò)層，軟交換設(shè)備同時接入到IP網(wǎng)和PSTN網(wǎng)中；在接入層，各終端通過相應(yīng)接入設(shè)備接入到網(wǎng)絡(luò)中，IP調(diào)度電話接入IP網(wǎng)，普通調(diào)度電話接入PSTN網(wǎng)，兩個網(wǎng)絡(luò)之間可以實現(xiàn)互通。

本文提出的基于多業(yè)務(wù)通信與交換平臺的多媒體調(diào)度系統(tǒng)，除提供傳統(tǒng)基本語音調(diào)度業(yè)務(wù)之外，還可提供視頻和豐富的數(shù)據(jù)調(diào)度業(yè)務(wù)，可向各級調(diào)度員提供包括語音、圖像、視頻、數(shù)據(jù)、會議交互等全方位形式的調(diào)度方式，滿足各級調(diào)度員在實施調(diào)度工作中，能夠滿足現(xiàn)場感和交互感，使得他們能夠面對面般的交流，能夠隨手獲得需要的數(shù)據(jù)、信息、現(xiàn)場以及交流工作的平臺，從而比較完善、安全、精細(xì)化地完成每一項調(diào)度工作，確保電網(wǎng)運行的安全。

[1]趙高峰.多媒體電力調(diào)度通信系統(tǒng)[J].電力系統(tǒng)自動化，2001，25(18)：48-50.

[2]趙強(qiáng)，張成文，左榮國，等.基于軟交換的NGN技術(shù)與應(yīng)用開發(fā)實例[M].北京：人民郵電出版社，2009.

[3]賀琪.基于軟交換技術(shù)的電力調(diào)度交換系統(tǒng)設(shè)計研究[J].中國電力教育，2010，25(1)：285-287.