移動(dòng)通信技術(shù)在電力現(xiàn)場(chǎng)管理的創(chuàng)新應(yīng)用

◎ 國(guó)家電網(wǎng)湖南電力公司湘潭電業(yè)局信息中心 賴又新

智能電網(wǎng)是當(dāng)今世界電力系統(tǒng)發(fā)展變革的最新動(dòng)向，是新形勢(shì)下電網(wǎng)企業(yè)有效應(yīng)對(duì)各種挑戰(zhàn)的必然選擇。將移動(dòng)通信技術(shù)與智能電網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，建立統(tǒng)一通訊模式，可應(yīng)用于多種產(chǎn)業(yè)模式，并將帶動(dòng)其發(fā)展。

隨著近年來(lái)突發(fā)事件的增多，全社會(huì)對(duì)應(yīng)急響應(yīng)速度提出了更高的要求，應(yīng)急響應(yīng)部門在處理突發(fā)事件上的多體系協(xié)同調(diào)度的需求也與日俱增，通信在應(yīng)急響應(yīng)中也愈加重要，只有多種通信方式的取長(zhǎng)補(bǔ)短才能更好地保證應(yīng)急響應(yīng)過(guò)程中信息的有效傳遞。

移動(dòng)通訊站（DDT）系統(tǒng)系列移動(dòng)多媒體傳輸設(shè)備采用了多項(xiàng)第三代（3G）和超三代（B3G）移動(dòng)通信和移動(dòng)通信系統(tǒng)的技術(shù)，包括單載波頻域均衡技術(shù)（SC-FDE）和TPC編譯碼技術(shù)以及多種空間分集和時(shí)間分集技術(shù)。移動(dòng)通訊站系統(tǒng)與內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，建立一個(gè)信息、通訊一體化的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，解決無(wú)信息內(nèi)網(wǎng)及電話的場(chǎng)所運(yùn)用辦公業(yè)務(wù)系統(tǒng)等困難，并方便、快速地建立工作地點(diǎn)與信息內(nèi)網(wǎng)之間的信息交換和電話通訊體系。

整個(gè)系統(tǒng)具有機(jī)動(dòng)靈活、快速反應(yīng)的特點(diǎn)，真正實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)中數(shù)據(jù)、語(yǔ)音的實(shí)時(shí)、同步通信傳輸，可擔(dān)負(fù)各個(gè)變電站遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)施工場(chǎng)地監(jiān)控、移動(dòng)收費(fèi)及應(yīng)急搶險(xiǎn)救災(zāi)等遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)信息實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的收集處理傳遞的重要任務(wù)，是無(wú)線通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和微電子技術(shù)等技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。

1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1.1 系統(tǒng)功能

整個(gè)系統(tǒng)包括現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集及處理部分、便攜PC、IP話機(jī)、語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)及相應(yīng)的輔助配件等，每套系統(tǒng)能提供1路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路，1路IP電話，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員與中心實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)調(diào)度，IP電話實(shí)現(xiàn)任意的撥打，最終實(shí)現(xiàn)移動(dòng)辦公。

1.2 系統(tǒng)原理

移動(dòng)通訊站（DDT）系統(tǒng)系列移動(dòng)多媒體傳輸設(shè)備采用了多項(xiàng)第三代（3G）和超三代（B3G）移動(dòng)通信和移動(dòng)通信系統(tǒng)的技術(shù)，包括單載波頻域均衡技術(shù)（SC-FDE）和TPC編譯碼技術(shù)以及多種空間分集和時(shí)間分集技術(shù)，與內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，建立一個(gè)信息網(wǎng)絡(luò)、通訊一體化平臺(tái)，解決無(wú)信息內(nèi)網(wǎng)及電話的場(chǎng)所臨時(shí)運(yùn)用OA、業(yè)務(wù)系統(tǒng)等困難，方便、快速地解決工作地點(diǎn)與信息內(nèi)網(wǎng)的信息交換和電話通訊。湘潭電業(yè)局移動(dòng)通訊站（DDT）系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖1所示。

圖1 湘潭電業(yè)局移動(dòng)通訊站（DDT）系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

2 系統(tǒng)應(yīng)用

2.1 系統(tǒng)組成

整個(gè)系統(tǒng)由1臺(tái)移動(dòng)通訊站（DDT）系統(tǒng)移動(dòng)接收基站設(shè)備，1臺(tái)移動(dòng)通訊站（DDT）系統(tǒng)便攜移動(dòng)臺(tái)設(shè)備組成。將要建設(shè)1個(gè)固定中心站，一個(gè)便攜式可移動(dòng)外圍站，其中包括數(shù)據(jù)、話音處理部分及其它輔助設(shè)備等。

(1) 固定中心站和便攜移動(dòng)臺(tái)采用頻點(diǎn)F0（F0=340MHz）進(jìn)行通信。實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音及數(shù)據(jù)的傳輸。

(2) 固定中心站和便攜移動(dòng)臺(tái)分別通過(guò)RJ45接口鏈接語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)及模擬電話，實(shí)現(xiàn)無(wú)線遠(yuǎn)程話音業(yè)務(wù)。

通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)中心站和移動(dòng)外圍站的數(shù)據(jù)互傳。

2.2 系統(tǒng)技術(shù)框圖

系統(tǒng)分為發(fā)射支路和接收支路兩部分組成：

(1) 發(fā)射支路中的基帶處理功能將視頻、語(yǔ)音和數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行復(fù)接，合成一路信號(hào)后進(jìn)行糾錯(cuò)編碼，形成發(fā)基帶信號(hào)；而發(fā)射功能則是將發(fā)基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，經(jīng)功率放大器和T/R開關(guān)，通過(guò)天線發(fā)射。

(2) 接收支路中的基帶處理功能將基帶信號(hào)進(jìn)行均衡處理、糾錯(cuò)譯碼等操作，最后分離出語(yǔ)音、數(shù)據(jù)信號(hào)；而接收功能則是將收到的信號(hào)進(jìn)行濾波、放大和解調(diào)，恢復(fù)成基帶信號(hào)。

圖2 系統(tǒng)技術(shù)框圖

圖3 系統(tǒng)硬件實(shí)物圖

2.3 系統(tǒng)難點(diǎn)與創(chuàng)新點(diǎn)

2.3.1 系統(tǒng)難點(diǎn)

(3) 傳輸能力強(qiáng)：在典型的城市環(huán)境下單個(gè)中心站的覆蓋范圍可達(dá)到20-30km；

(4) 繞射能力強(qiáng)：采用300MHz～400MHz頻段，具有更強(qiáng)的繞射能力；

(5) 抗衰落能力強(qiáng)：RAKE接收技術(shù)，具有更強(qiáng)的多徑分集作用；

(6) 接收能力強(qiáng)：接收電平－100dBm時(shí)仍能保證誤碼率＜10E-5，誤幀率＜1%；

(7) 抗干擾能力強(qiáng)：載噪比低于0dB時(shí)仍然可以正常工作；

(8) 優(yōu)異的移動(dòng)性能：實(shí)際測(cè)試速度＞500km/h，特別適應(yīng)在機(jī)載、車載、艦載等高速移動(dòng)環(huán)境下的工作要求。

2.3.2 系統(tǒng)創(chuàng)新點(diǎn)

在本系統(tǒng)中采用了雙向高速數(shù)據(jù)傳輸模式，即使用TDD雙工模式，雙向峰值傳輸帶寬為2Mbps，上下行傳輸帶寬則可用戶設(shè)置。

系統(tǒng)硬件實(shí)物圖如圖3所示。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)規(guī)格

(1) 在電業(yè)局指揮中心建立1個(gè)移動(dòng)通訊站（DDT）系統(tǒng)固定中心站，完成對(duì)指定區(qū)域的覆蓋要求；

(2) 配備1個(gè)移動(dòng)通訊站（DDT）系統(tǒng)便攜移動(dòng)臺(tái)，可隨時(shí)安置在各個(gè)事件現(xiàn)場(chǎng)；完成現(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音、數(shù)據(jù)信號(hào)到電業(yè)局指揮中心的傳輸；

(3) 移動(dòng)通訊站（DDT）系統(tǒng)便攜移動(dòng)臺(tái)自身可集成PC及相應(yīng)的操作系統(tǒng)，電話網(wǎng)絡(luò)通信；

(4) 電業(yè)局中心通過(guò)移動(dòng)通訊站（DDT）系統(tǒng)固定中心站設(shè)備和模擬電話路由器的鏈接，實(shí)現(xiàn)中心站和事件現(xiàn)場(chǎng)的通話業(yè)務(wù)，從而做到對(duì)各個(gè)事件現(xiàn)場(chǎng)地區(qū)的實(shí)時(shí)監(jiān)控；

(5) 電業(yè)局指揮中心通過(guò)移動(dòng)通訊站（DDT）系統(tǒng)固定中心站設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)路由的鏈接，實(shí)現(xiàn)中心站和事件現(xiàn)場(chǎng)的IP數(shù)據(jù)互傳；

(6) 整個(gè)傳輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步傳輸，頻率資源的有效利用、合理分配。

3.2 系統(tǒng)功能測(cè)試

系統(tǒng)功能測(cè)試表如表1所示。

3.3 系統(tǒng)推廣使用

本系統(tǒng)已在岳陽(yáng)、株洲、邵陽(yáng)、湘潭電業(yè)局進(jìn)行了推廣使用，運(yùn)行情況良好，傳輸速度達(dá)到2Mbps，傳輸直線距離達(dá)10-15公里，具有高集成、安全可靠、體積小攜帶方便、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。

系統(tǒng)使用場(chǎng)景圖如圖4所示。

3.4 系統(tǒng)實(shí)施效益

3.4.1 安全效益：

(1) 通過(guò)無(wú)線專用通道通訊方式，與內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，建立一個(gè)信息網(wǎng)絡(luò)、通訊一體化平臺(tái)，解決無(wú)信息內(nèi)網(wǎng)及電話的場(chǎng)所臨時(shí)運(yùn)用OA、業(yè)務(wù)系統(tǒng)、移動(dòng)收費(fèi)等困難，方便、快速地解決工作地點(diǎn)與信息內(nèi)網(wǎng)的信息交換和電話通訊。

圖4 系統(tǒng)使用場(chǎng)景圖

(2) 采用無(wú)線專用通道通訊方式，無(wú)需通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，采用多種加密手段和硬件握手策越，確保接入內(nèi)網(wǎng)設(shè)備可靠準(zhǔn)確，保障了信息內(nèi)網(wǎng)安全。

3.4.2 經(jīng)濟(jì)效益：

(7) 可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)收費(fèi)、辦理業(yè)務(wù)等功能，極大拓寬收費(fèi)方式和渠道；按照每天收電費(fèi)1.5萬(wàn)元×22天×12月=396萬(wàn)元；預(yù)付費(fèi)售電收入8000元×22天×12月=211萬(wàn)元，設(shè)備使用5年×(396+211)萬(wàn)=3035萬(wàn)元，效益顯著；

(8) 極大提高服務(wù)質(zhì)量、服務(wù)方式，可以提供上門優(yōu)質(zhì)服務(wù)，改變服務(wù)形象，縮短報(bào)裝時(shí)間，按減少2天工作時(shí)間計(jì)算，多送2天×5000度電/次×50次/年×0.588元/度=30萬(wàn)元×5年=150萬(wàn)；

(9) 可以作為無(wú)信息內(nèi)網(wǎng)變電站接入信息內(nèi)網(wǎng)使用，運(yùn)行PMS、OA等業(yè)務(wù)系統(tǒng)，提高效率，縮短檢修工作時(shí)間，按多送10000度電/次×30次/年×0.588元/度=17.6萬(wàn)元×5年=88萬(wàn)；

(10) 用于應(yīng)急、搶修、大型活動(dòng)使用，按每次應(yīng)急減少費(fèi)用及材料2萬(wàn)×10次/年=20萬(wàn)，設(shè)備使用5年×20萬(wàn)=100萬(wàn)；

(11) 作為農(nóng)村供電所在農(nóng)村趕集場(chǎng)所移動(dòng)收費(fèi)，接入信息內(nèi)網(wǎng)使用，按3000元次×20場(chǎng)次=6萬(wàn)，設(shè)備使用5年×6萬(wàn)=30萬(wàn)；

(12) 減少通道租用費(fèi)用開支1200元月×12月=1.4萬(wàn)元，減少電話費(fèi)100元×12月=0.12萬(wàn)元，5年×（1.4+0.12）=7.6萬(wàn)；

(13) 合計(jì)：3035+150+88+100+30+7.6=3410.6萬(wàn)元

3.4.3 社會(huì)效益：

(1) 方便、快速地解決收費(fèi)難等問(wèn)題。

(2) 極大提高服務(wù)質(zhì)量、服務(wù)方式，可以提供上門優(yōu)質(zhì)服務(wù)，改變服務(wù)形象及服務(wù)質(zhì)量。

4 結(jié)論

本系統(tǒng)由自主研制，具有國(guó)內(nèi)首創(chuàng)的先進(jìn)技術(shù)水平。系統(tǒng)采用無(wú)線通訊方式，通過(guò)加密傳輸，具有傳輸數(shù)據(jù)和語(yǔ)音功能，安全接入信息內(nèi)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)辦公，并與行政電話實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接，為日常工作以及應(yīng)急響應(yīng)業(yè)務(wù)提供了極大便利。

本系統(tǒng)現(xiàn)已通過(guò)驗(yàn)收，并進(jìn)入國(guó)家電網(wǎng)湖南省公司業(yè)務(wù)化應(yīng)用，產(chǎn)生了較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

表1 功能測(cè)試情況表