淺談電力應(yīng)急通信系統(tǒng)規(guī)劃

吳啟明（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司佛山供電局）

淺談電力應(yīng)急通信系統(tǒng)規(guī)劃

吳啟明（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司佛山供電局）

通過分析自然災(zāi)害對電力通信系統(tǒng)的影響，分析了電力應(yīng)急通信系統(tǒng)的應(yīng)用需求，引入了移動應(yīng)急通信技術(shù)的主要應(yīng)用。介紹了VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)，短波通信系統(tǒng)和應(yīng)急通信車輛的應(yīng)用的要點(diǎn)。提出了高清視頻的應(yīng)用業(yè)務(wù)需求，差異化配置系統(tǒng)和增強(qiáng)應(yīng)急支持能力。

電力；應(yīng)急通信；系統(tǒng)；規(guī)劃

前言

針對當(dāng)前國內(nèi)緊急情況頻繁發(fā)生、電廠遭受重大破壞的極端情況，暫停供電，常規(guī)通信手段處于癱瘓狀態(tài)，需要建設(shè)強(qiáng)大，綜合的電力緊急綜合通信系統(tǒng)。當(dāng)前應(yīng)急通信系統(tǒng)建設(shè)水平以及智能電網(wǎng)強(qiáng)大戰(zhàn)略目標(biāo)和要求的實(shí)現(xiàn)仍然十分迫切，需要利用新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)改善應(yīng)急通信集成通信系統(tǒng)之間的巨大差距，網(wǎng)絡(luò)多元化水平，以滿足智能電網(wǎng)的要求，為智能電網(wǎng)提供必要的后備保障。

1 應(yīng)急通信系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

電力系統(tǒng)20世紀(jì)90年代開始配置的海上衛(wèi)星電話主要用于線路巡邏而不是通信系統(tǒng)。從20世紀(jì)80年代開始，短波通信開始用于水文數(shù)據(jù)傳輸。2000年左右，少數(shù)VSAT（Very Small Aperture Terminal，甚小孔徑終端）衛(wèi)星通信系統(tǒng)被投入使用，以解決遠(yuǎn)程電廠的生產(chǎn)通信問題?！笆晃濉逼陂g，各個省網(wǎng)公司開展應(yīng)急通信系統(tǒng)建設(shè)研究，并開始小規(guī)模建設(shè)VSAT衛(wèi)星系統(tǒng)。同時(shí)，超短波和無線集群通信系統(tǒng)開始在一些省份應(yīng)用。2008年，國家電網(wǎng)公司將基于VSAT的衛(wèi)星通信建設(shè)應(yīng)急車輛作為攜帶應(yīng)急通信系統(tǒng)的主要手段，標(biāo)志著電力移動應(yīng)急通信系統(tǒng)的正式建立。網(wǎng)絡(luò)公司還發(fā)起了應(yīng)急通信系統(tǒng)的積極研究和應(yīng)用。充分利用現(xiàn)有光纖和微波系統(tǒng)提供緊急通信支持的工作特別有效，擴(kuò)大了應(yīng)急通信系統(tǒng)的范圍，有效地整合了資源，而且與生產(chǎn)系統(tǒng)緊密結(jié)合。同時(shí)，在移動應(yīng)急通信系統(tǒng)、視頻會議和視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)得到了廣泛的運(yùn)用。2010年，在玉樹地震救災(zāi)工作中，對應(yīng)急通信車的配置及應(yīng)用又提出了思考和進(jìn)一步的改善。

2 應(yīng)急通信系統(tǒng)應(yīng)用需求分析

在自然災(zāi)害的情況下，需要通過緊急通信裝置恢復(fù)緊急通信系統(tǒng)生產(chǎn)調(diào)度信息的發(fā)送?？傊饕鉀Q了調(diào)度電話，調(diào)度自動化和部分繼電保護(hù)和安全控制信息（如果電源中斷，保護(hù)和安全控制信息傳輸有其嚴(yán)格要求）傳輸?shù)膯栴}。隨著電力系統(tǒng)生產(chǎn)日益復(fù)雜，集中管理和管理信息的變化，以及視頻技術(shù)在通信行業(yè)的廣泛應(yīng)用，應(yīng)急通信系統(tǒng)的需求也在逐漸改變。

（1）分析緊急通信裝置。中國有廣闊的領(lǐng)土，地理?xiàng)l件的巨大變化，自然災(zāi)害，電力系統(tǒng)通信的影響是不一樣的。根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，當(dāng)省級干線光纖路由（國家網(wǎng)絡(luò)干線路由經(jīng)常疊加在其上）由于受到凍結(jié)災(zāi)害的損害時(shí)，區(qū)域光纖路有的低電壓電平也具有很大的提供備用路由的能力。其他緊急通信手段主要有衛(wèi)星，短波，超短波，無線群等等。衛(wèi)星因其比較方便，具有一定的帶寬和應(yīng)用優(yōu)勢。除了手持衛(wèi)星終端電話，VSAT衛(wèi)星系統(tǒng)可以提供標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)接口，使得應(yīng)用特別方便，可以連接VoIP語音，高清視頻會議，視頻監(jiān)控等多種系統(tǒng)，并可以加載到緊急通信車輛以增加移動性，同時(shí)通過無線集群擴(kuò)展其覆蓋范圍。

（2）應(yīng)急通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)分析，除了調(diào)度電話，自動化信息，繼電保護(hù)和安全控制信息，生產(chǎn)管理和管理信息也可以逐步進(jìn)入應(yīng)急通信服務(wù)范圍。這些服務(wù)還包括非災(zāi)害情況下的緊急支持任務(wù)，通常需要應(yīng)急通信車輛到現(xiàn)場，將各種系統(tǒng)連接到后方應(yīng)急指揮中心。這種類型服務(wù)的一個要求就是緊急指揮車輛，其不僅配備有應(yīng)急通信設(shè)備，而且還具有在車輛中進(jìn)行直接會議的能力。這兩種類型的需求有時(shí)不是嚴(yán)格區(qū)分，如應(yīng)急通信車輛到現(xiàn)場指揮，而救援人員從其延伸，執(zhí)行救災(zāi)任務(wù)。緊急通信還包括形成前后兩個臨時(shí)固定地址的救災(zāi)總部，如汶川地震，四川公司在都江堰，成都等地設(shè)置了幾個地震救援總部，采用手段通信，包括光纖，微波等。

3 應(yīng)急通信系統(tǒng)的技術(shù)手段

在此不描述傳統(tǒng)的光纖和微波通信系統(tǒng)，集中于相對少量的移動應(yīng)急通信裝置的應(yīng)用。VSAT系統(tǒng)是一種基于非常小孔徑衛(wèi)星終端站的衛(wèi)星通信系統(tǒng)。它具有高柔性，高可靠性和易于使用的特點(diǎn)。它可以直接與計(jì)算機(jī)連接，完成數(shù)據(jù)傳輸，文件交換和圖像傳輸?shù)韧ㄓ嵢蝿?wù)。VSAT系統(tǒng)一般使用地球靜止軌道通信衛(wèi)星，可以在C和Ku波段工作。其地面站部分由中心站，終端站和網(wǎng)絡(luò)控制單元組成。主要的接入方式是TDMA和SCPC（單載波單載波，單載波）等。終端站天線直徑為1.2～1.8m（個人便攜式背包天線的直徑可小至0.3m），發(fā)射功率在1～3W。Ku波段的優(yōu)點(diǎn)如下：VSAT終端天線尺寸小，攜帶方便，但雨衰較差。C波段的優(yōu)點(diǎn)是雨衰優(yōu)于Ku波段，但天線直徑較大，攜帶不方便。如果選擇使用固定帶C波段，以及便攜式和車站選擇Ku波段（即非波段，網(wǎng)絡(luò)平臺情況），將大大增加站間通信的各種困難降低質(zhì)量。

短波通信波長為10～100m，頻率范圍為3～30MHz，發(fā)射的無線電波經(jīng)過電離層反射到達(dá)接收設(shè)備的通信距離。由于電離層的高度和密度易受日夜，季節(jié)，氣候等因素的影響，所以穩(wěn)定性差、噪音大。

無線集群系統(tǒng)是指大量無線用戶自動共享少量無線信道系統(tǒng)，主頻段為800MHz，采用大面積無線移動通信技術(shù)系統(tǒng)，雖然有效傳輸距離小，但易于在通信盲區(qū)的地區(qū)使用，主要為系統(tǒng)內(nèi)用戶之間的通信提供便利，形成短距離無線接入系統(tǒng)。超短波通信采用 30～300MHz的頻段通信，頻率帶寬為270MHz，具有天線尺寸小，結(jié)構(gòu)簡單，除了形成短距離無線接入系統(tǒng)外，還獨(dú)立形成小面積無線通信網(wǎng)絡(luò)。短距離無線通信技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)近年來一直在迅速發(fā)展。當(dāng)前的熱點(diǎn)技術(shù)是Wi-Fi，藍(lán)牙，ZigBee等 （WiMax技術(shù)使用頻段和商業(yè)頻段沖突，目前不開放）。其中一種基于802.11n協(xié)議的Wi-Fi技術(shù)，在使用大功率放大器和定向平板天線等方面，可以提供高達(dá)300Mbit/s的帶寬和20km的傳輸距離。

4 應(yīng)急通信系統(tǒng)功能與應(yīng)用

4.1 應(yīng)急指揮智能調(diào)度系統(tǒng)

4.1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

應(yīng)急智能調(diào)度系統(tǒng)包括主控制部分，視頻處理部分和存儲部分三部分。這三個部分有一定的相關(guān)性，但也有一定的獨(dú)立性。主處理部分是系統(tǒng)的核心，視頻處理部分和存儲處理部分是主控制部分的強(qiáng)大補(bǔ)充。這三個部分使得多媒體協(xié)作通信系統(tǒng)具有更好的多媒體協(xié)作通信能力和優(yōu)良的多媒體協(xié)作通信性能。

4.1.2 系統(tǒng)功能

本系統(tǒng)由智能調(diào)度，視頻調(diào)度，協(xié)同管理，數(shù)據(jù)中心等6個輔助功能模塊組成，是撥號，通訊錄，呼叫記錄，信息記錄，系統(tǒng)設(shè)置和系統(tǒng)日志的功能模塊。

4.2 應(yīng)急指揮態(tài)勢標(biāo)繪系統(tǒng)

4.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

應(yīng)急指揮情況繪圖系統(tǒng)由三部分組成：主控制部分的視頻處理部分地理信息系統(tǒng)。

主控制部分是系統(tǒng)的邏輯核心，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的整體邏輯和管理功能。

視頻處理部分負(fù)責(zé)視頻數(shù)據(jù)分發(fā)和顯示處理。

地理信息系統(tǒng)負(fù)責(zé)GPS定位和態(tài)勢管理相關(guān)功能。

4.2.2 系統(tǒng)功能

本系統(tǒng)由新繪圖標(biāo)準(zhǔn)，繪圖標(biāo)準(zhǔn)提交，協(xié)同繪圖，分析判斷，命令分發(fā)，情境專題，符號屬性和地圖查詢等新功能組成。

4.3 遠(yuǎn)程交互呈現(xiàn)系統(tǒng)

4.3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

遠(yuǎn)程交互式渲染系統(tǒng)由三部分組成：會議中心，移動客戶端，桌面客戶端。會議中心是系統(tǒng)的核心。它用于設(shè)置和管理視頻會議，以及管理和維護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。移動客戶端正在個人移動終端上運(yùn)行iPad，蘋果手機(jī)，安卓手機(jī)系統(tǒng)等客戶端系統(tǒng)，用戶通過這個客戶端使用個人移動電子設(shè)備參與視頻會議。桌面客戶端是運(yùn)行帶有個人計(jì)算機(jī)的計(jì)算機(jī)的客戶端系統(tǒng)。客戶端使用臺式PC和微型計(jì)算機(jī)參與視頻會議。

4.3.2 系統(tǒng)功能

遠(yuǎn)程交互呈現(xiàn)系統(tǒng)具備以下功能：聯(lián)系人管理、會議管理、視頻呼叫、系統(tǒng)設(shè)置。

5 結(jié)束語

應(yīng)急通信系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛，其中救災(zāi)指揮和應(yīng)急支持任務(wù)應(yīng)當(dāng)充分關(guān)注高清視頻業(yè)務(wù)需求的應(yīng)用。在電網(wǎng)建設(shè)中應(yīng)充分考慮應(yīng)急通信系統(tǒng)的功能，從規(guī)劃到項(xiàng)目實(shí)施都需要對系統(tǒng)進(jìn)行充分考慮和設(shè)計(jì)；由于區(qū)域自然災(zāi)害情況和危害情況相差很大。

應(yīng)急通信系統(tǒng)的規(guī)劃和配置也應(yīng)反映這種差異。應(yīng)急通信系統(tǒng)的有效功能必須依靠一支具有完善的思想技術(shù)能力的應(yīng)急通信支持。應(yīng)平衡，建立和完善應(yīng)急通信安全責(zé)任制，條件應(yīng)設(shè)立專項(xiàng)應(yīng)急通信支持組。加強(qiáng)應(yīng)急響應(yīng)隊(duì)伍，確保應(yīng)急通信設(shè)備狀況良好，提高應(yīng)急反應(yīng)能力和全面支撐能力。此外，還應(yīng)該及時(shí)制定和修訂應(yīng)急通信支持系統(tǒng)。

[1]付 重.電力應(yīng)急系統(tǒng)應(yīng)用研究[J].電力系統(tǒng)通信，2011，32（223）：111～115.

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2016-11-12