北斗一體化運營服務平臺在電力系統(tǒng)中的運用

陳遠 劉佳 黃林超

摘 要：隨著科技的發(fā)展，北斗一體化系統(tǒng)的應用日趨廣泛。本文從項目背景和需求限制方面分析了北斗一體化運營服務平臺的應用背景，從建設思路、建設內(nèi)容、整體設計和安全運營管理方面介紹了項目方案，最終分析了實際運用中的風險和收益問題。

關鍵詞：北斗一體化;電力系統(tǒng);運用

0引言

近年來，公司人工智能業(yè)務飛速發(fā)展，智能設備保有量超過5000臺，預計到2020年將超過10000臺，2025年將超過80000臺。從2015年到2018年無人機巡視總里程超過30萬公里，但目前仍以人工操控的作業(yè)方式為主，未來要想實現(xiàn)無人機自動駕駛、自動巡檢，關鍵支撐條件是北斗高精度定位技術。

1北斗一體化運營服務平臺應用背景

1.1項目背景

2016年7月，國務院、中央軍委印發(fā)《關于經(jīng)濟建設和國防建設融合發(fā)展“十三五”規(guī)劃》的意見，明確將組織實施21個軍民融合重大示范項目。其中國家衛(wèi)星導航應用軍民融合工程是軍民融合重大示范項目，電力安全是重要領域之一。國務院和地方機構相繼發(fā)布相關的方案和要求。根據(jù)國家關于推進北斗系統(tǒng)深化應用的戰(zhàn)略部署，為推動“北斗+電力”資源共建共享，深化北斗系統(tǒng)在電網(wǎng)安全生產(chǎn)、應急搶險等各方面的應用。利用北斗短報文通訊功能，搭建北斗授時授頻服務系統(tǒng)，可實現(xiàn)以下功能：一是采集無4G網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域的生產(chǎn)信息，保障公司生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)安全[1];二是自動采集與傳輸偏遠山區(qū)無4G網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域的表計電量信息，提升數(shù)據(jù)采集效率;三是自動采集信息、傳輸數(shù)據(jù)、掌握偏遠山區(qū)無4G網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域配電自動化情況，確保用電安全可靠;四是當公網(wǎng)和專網(wǎng)無法通信時，通過北斗衛(wèi)星數(shù)據(jù)通道及時將災損信息、應急搶修等一線情況回傳至應急指揮中心，為應急指揮提供全天候、全時段的通信保障服務;五是為線路巡檢人員提供巡檢工作中數(shù)據(jù)通信、車輛定位功能，保證能夠及時回傳巡檢信息，保障巡檢人員生命安全;六是提供駐海外辦事機構及工程場地信息通信功能，保證指令順利下達及及時回傳現(xiàn)場信息。按照公司統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設計、統(tǒng)一建設、統(tǒng)一運營的原則，為統(tǒng)一北斗服務標準，急需開展北斗衛(wèi)星導航一體化運營服務系統(tǒng)建設，整合北斗相關應用平臺，為公司電力業(yè)務提供應用更直接、服務更廣泛的北斗服務。

1.2需求與現(xiàn)狀分析

從需求來看，我們需要做到：（1）保障國家戰(zhàn)略安全的發(fā)展需求;（2）滿足軍民融合高精度定位服務的需求;（3）現(xiàn)有衛(wèi)星定位地基增強系統(tǒng)無法滿足電網(wǎng)實際需求，包括覆蓋范圍、信息安全、時頻服務、可控性和服務質量;（4）提高經(jīng)濟效益和服務水平的需求;（5）電力應用領域的發(fā)展需求，具體包括：輸電線路三維設計與工程建設需求，輸電線路需求，基于北斗高精度定位的電力無人機巡檢及管控需求，現(xiàn)場作業(yè)人員高精度定位需求，變電站人員作業(yè)行為與安全管控需求等[2]。具體需求情況見表1。

從應用現(xiàn)狀來看，經(jīng)過近二十年的發(fā)展，北美、歐洲及日本衛(wèi)星導航應用市場逐漸走向成熟，民用市場的規(guī)模也早已遠遠超過了軍用市場。在市場發(fā)展方面，2017年國內(nèi)衛(wèi)星導航與位置服務市場需求總量持續(xù)提升。行業(yè)市場保持平穩(wěn)增速，交通運輸與車輛監(jiān)管等傳統(tǒng)行業(yè)市場需求穩(wěn)定，智慧城市、綜合安防、植保服務等領域的規(guī)?；瘧冒l(fā)展趨勢明顯，特別是在自動駕駛、精準農(nóng)業(yè)等領域，GNSS高精度應用需求確定、發(fā)展迅速。

上述分析可以發(fā)現(xiàn)，公司有迫切的北斗應用需求，而且公司有良好的基礎設施資源、信息化條件和應用基礎，公司具有豐富的基礎資源。在此基礎上，北斗一體化系統(tǒng)的應用場景不斷增加，急需統(tǒng)籌規(guī)劃建設來解決安全風險，這些都預示著項目建設的必要性。

2項目方案設計

2.1建設思路

公司北斗衛(wèi)星導航一體化運營服務系統(tǒng)是一個整體解決方案，系統(tǒng)的整體性對系統(tǒng)建設成果、運營效果起到至關重要的作用。因此，項目方案設計集中統(tǒng)一進行設計，總部及分子公司須嚴格按照設計成果開展建設。項目方案設計主要包含北斗一體化運營服務平臺與北斗一體化運營服務基礎設施的總體設計、詳細設計、標準編制、基站驗收、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)等工作。

2.2建設內(nèi)容

北斗衛(wèi)星導航一體化運營服務系統(tǒng)建設主要由北斗一體化運營服務平臺與北斗一體化運營服務基礎設施兩大部分組成。具體見圖1。

總體架構需要包括以下幾個模塊：高精度位置服務和實時位置管理模塊，主要用于處理原始數(shù)據(jù)并進行數(shù)據(jù)分發(fā)等;北斗短報文服務模塊，主要負責處理應急情況;北斗授時授頻服務模塊，主要功能是定時巡檢訪問路徑和數(shù)據(jù)。

2.3整體設計

南方電網(wǎng)北斗衛(wèi)星導航一體化運營服務系統(tǒng)總體設計主要包含北斗衛(wèi)星導航一體化運營服務平臺主要功能模塊設計和詳細功能設計，全網(wǎng)北斗定位基站的網(wǎng)型設計滿足基站建設要求。整體設計主要包括：功能架構、高精度位置服務模塊、實時位置管理模塊、北斗短報文服務模塊等。這些模塊間相互配合才能實現(xiàn)北斗一體化的建設要求。

2.4運維與安全管理

運維管理包括兩點：（1）基站運維：由基站監(jiān)控發(fā)起基站的運維申請，由平臺運維團隊制定基站運維計劃，由站點運維團隊提交運維報告。包括對運維的計劃的新增、修改、刪除等功能。（2）節(jié)點運維：由節(jié)點監(jiān)控模塊發(fā)起節(jié)點維護申請，由平臺運維團隊制定節(jié)點維護計劃，由機房維護人員提交節(jié)點維護報告，并進行報警規(guī)則的管理及報警歷史的查詢[3]。根據(jù)信息安全等級保護定級規(guī)范，建議本系統(tǒng)按照第三級系統(tǒng)的相關要求進行防護，具體包括物理安全、網(wǎng)絡安全、主機系統(tǒng)安全、應用安全、數(shù)據(jù)安全等技術要求，以及安全管理機構、安全管理制度、人員安全管理、系統(tǒng)建設管理、系統(tǒng)運維管理等安全措施，密碼技術應符合國家密碼管理部門的相關規(guī)定。

3運行過程

3.1實際運用

為確保本項目交付質量，初步擬定實施計劃從2020年1月開始，2021年6月結束。項目實施分為六個階段：前期準備階段、系統(tǒng)設計階段、開發(fā)及測試階段、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)及測試階段、實施階段、試運行階段。

3.2效益分析

隨著北斗衛(wèi)星導航一體化運營服務系統(tǒng)的建設，南方電網(wǎng)公司北斗服務與管理相關的業(yè)務將由分散模式過渡到集中模式，在管理水平上將邁上一個臺階。北斗衛(wèi)星導航一體化運營服務系統(tǒng)建設項目的成果將為南方電網(wǎng)公司帶來多方面效益，主要體現(xiàn)在社會、管理經(jīng)濟等三個方面。

3.3風險與保障措施

系統(tǒng)應用的風險主要體現(xiàn)在良好的用戶體驗及系統(tǒng)集成安全等方面。針對項目存在的應用風險，建議采取以下的防范對策：（1）設計合理的符合用戶使用習慣的功能模塊;（2）充分與業(yè)務部門以及領導層面溝通，做好系統(tǒng)集成工作;（3）充分與業(yè)務部門溝通，做好數(shù)據(jù)質量優(yōu)化工作。

4結語

在進行充分調(diào)研的基礎上，對項目現(xiàn)狀進行了分析;對項目開展的必要性進行了研究;對項目技術方案進行了研究，就建設內(nèi)容、技術路線、部署方式進行了說明，針對個別內(nèi)容給出了設計過程和要點;對項目實施方案進行了研究，對階段性項目建設進行了充分的分析，并研究了分階段實施過程中的目標、組織、計劃等內(nèi)容;給出了項目投資估算;進行了社會效益、管理效益和經(jīng)濟效益分析;對項目開展過程中的風險進行了識別，并給出了規(guī)避和管理基本措施?？傊瑥拈_展的可行性研究得出如下的結論：開展北斗衛(wèi)星導航一體化運營服務系統(tǒng)建設不僅是必要的，也是十分迫切的，其經(jīng)濟可行，值得推廣與應用。

參考文獻

[1] 崇毓華.一種微波光子下變頻器[J].信息技術與信息化，2017（09）：55-56.

[2] 王培章，邵尉，余同彬.S波段上下變頻器的設計[J].微波學報，2012，28（S2）：274-277.

[3] 王緒寧，孫書良，陳強.導航L波段多通道下變頻器的設計[J].無線電工程，2015，45（08）：69-72.