新型調(diào)度控制系統(tǒng)技術(shù)研究與應(yīng)用

秦寧麗 杜長宇 李達(dá) 吳鋒 王翔

摘? 要：為解決傳統(tǒng)調(diào)度電話與調(diào)度控制系統(tǒng)之間相互獨(dú)立、無法聯(lián)動問題，更好滿足調(diào)度指令的上傳與下達(dá)，以及調(diào)度事務(wù)的溝通與協(xié)作，實(shí)現(xiàn)調(diào)度電話業(yè)務(wù)與調(diào)度自動化業(yè)務(wù)的深度融合應(yīng)用，基于現(xiàn)有程控調(diào)度電話交換網(wǎng)技術(shù)體系，對新型調(diào)度控制系統(tǒng)深入研究，實(shí)現(xiàn)調(diào)度電話與人機(jī)工作站的融合，傳統(tǒng)調(diào)度電話在調(diào)度數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的IP化延伸，一是實(shí)現(xiàn)調(diào)度電話業(yè)務(wù)在人機(jī)工作站的安全延伸，二是提供調(diào)度自動化系統(tǒng)與調(diào)度電話的智能聯(lián)動應(yīng)用。目前，已完成國家電網(wǎng)有限公司的多地市全業(yè)務(wù)部署工作，包括信通公司、西南分部、河北省電力有限公司、遼寧省電力有限公司。該融合技術(shù)將促進(jìn)通信與調(diào)度自動化的跨專業(yè)協(xié)同，推動通信業(yè)務(wù)與調(diào)度自動化業(yè)務(wù)共同發(fā)展，提升調(diào)度自動化業(yè)務(wù)智能化水平，為推進(jìn)智能調(diào)度建設(shè)發(fā)揮重大作用。

關(guān)鍵詞：新型調(diào)度控制系統(tǒng)；調(diào)度電話；人機(jī)工作站；機(jī)器人；數(shù)字化

中圖分類號：TM734? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2024）06-0156-04

Abstract： In order to solve the problem of mutual independence and unlinkage between the traditional dispatching telephone and the dispatching control system， and to better meet the uploading and issuing of scheduling instructions， as well as the communication and cooperation of dispatching transactions， to realize the deep integration application of dispatching telephone service and dispatching automation service， based on the existing program-controlled dispatching telephone switching network technology system， the new dispatching control system is deeply studied， and the integration of dispatching telephone and man-machine workstation is realized. The IP extension of traditional dispatching telephone in dispatching data communication network， so as to realize the safe extension of dispatching telephone service in man-machine workstation， and provide intelligent linkage application of dispatching automation system and dispatching telephone. At present， it has completed the multi-city full-service deployment of State Grid Co.， Ltd.， including State Grid Information & Telecommunication Co.，Ltd.， Southwest Branch， Hebei Electric Power Co.， Ltd.， and Liaoning Electric Power Co.， Ltd. This integration technology will promote the cross-disciplinary coordination of communication and dispatching automation， promote the common development of communication business and dispatching automation business， enhance the intelligent level of dispatching automation business， and play an important role in promoting the construction of intelligent dispatching.

Keywords： new dispatching control system; dispatching telephone; man-machine workstation; robot; digitization

當(dāng)前電力調(diào)度電話系統(tǒng)主要采用程控交換技術(shù)，通過電路交換技術(shù)體制組成的獨(dú)立調(diào)度電話網(wǎng)絡(luò)，為調(diào)度員提供現(xiàn)有調(diào)度電話業(yè)務(wù)，調(diào)度終端主要為物理調(diào)度臺、調(diào)度話機(jī)，當(dāng)調(diào)度員需要接聽或撥打調(diào)度電話時(shí)，需要通過調(diào)度臺或調(diào)度話機(jī)完成。人機(jī)工作站系統(tǒng)主要部署在生產(chǎn)大區(qū)的系統(tǒng)，采用調(diào)度數(shù)據(jù)通信網(wǎng)（IP）承載，與電路體制的調(diào)度電話系統(tǒng)，采用的是不同的網(wǎng)絡(luò)承載制式，為調(diào)度員提供日常調(diào)度業(yè)務(wù)監(jiān)視和操作，當(dāng)需要接聽或撥打調(diào)度電話，需要切換到調(diào)度臺或調(diào)度話機(jī)終端，操作不方便，無法直接在人機(jī)工作站上直接完成。

1? 國內(nèi)外研究綜述

1.1? 國外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

AO（調(diào)度機(jī)器人）的概念是由國外科研人員提出的。所謂AO，即通過學(xué)習(xí)讓機(jī)器人掌握動力系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)規(guī)律。國外一些電力公司也利用WAMS（廣域相量測量系統(tǒng)）的原理，借助決策樹[1]實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測量電壓穩(wěn)定狀況。美國華盛頓大學(xué)開發(fā)了利用 logic-based system和knowledge-based system 原理的智能系統(tǒng)，用于實(shí)施故障排查和安全性能評估，維護(hù)電力系統(tǒng)。

Scottish and Southern Energy 則針對工程師和調(diào)度員的經(jīng)驗(yàn)，讓這些經(jīng)驗(yàn)知識形成有效溝通，推出相應(yīng)的知識解決方案。調(diào)度人員依托狹義智能調(diào)度的輔助實(shí)施運(yùn)作，此類方法的要點(diǎn)是依靠機(jī)器學(xué)習(xí)及樣本訓(xùn)練，是在電力系統(tǒng)的運(yùn)行中人工智能化的標(biāo)志，一定程度上實(shí)現(xiàn)了調(diào)度中心智能化。

1.2? 國內(nèi)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

國內(nèi)電力調(diào)度自動化系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)步較大，發(fā)展較快。同時(shí)，國內(nèi)電力調(diào)度自動化系統(tǒng)也必將在市場化背景下，在云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等各種先進(jìn)技術(shù)的支持下，掀起更大的發(fā)展浪潮。我們需要牢牢把握發(fā)展時(shí)間，全方位投入，多方探索，尋找電力調(diào)度自動化系統(tǒng)新的發(fā)展方向，為提高我國電力企業(yè)發(fā)展效率，滿足人們對電力需求的多樣化做出貢獻(xiàn)。

電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的功能主要包括：數(shù)據(jù)庫實(shí)時(shí)管理、數(shù)據(jù)采集、因特網(wǎng)瀏覽、數(shù)字統(tǒng)計(jì)與計(jì)算、遠(yuǎn)程控制、顯示并編輯畫面、事故申報(bào)及故障的處理、語音報(bào)警、歷史趨勢分析和模擬調(diào)度員培訓(xùn)等。調(diào)度總站可以保證整個(gè)系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)，重要節(jié)點(diǎn)的雙機(jī)熱備用可以避免因某一點(diǎn)的問題影響到整個(gè)系統(tǒng)等。總之，該系統(tǒng)穩(wěn)定而可靠。目前，我國的主要電力調(diào)度自動化系統(tǒng)有OPEN-3000，DF8003S，SD-6000[2]。這3種系統(tǒng)均處于國內(nèi)外自動化系統(tǒng)的前端，而每一種系統(tǒng)又具備其自身的特點(diǎn)。電力調(diào)動自動化系統(tǒng)發(fā)展趨勢包括以下幾個(gè)方面。

1）數(shù)字化發(fā)展趨勢。電力調(diào)度自動化系統(tǒng)數(shù)字化發(fā)展主要強(qiáng)調(diào)在大數(shù)據(jù)環(huán)境背景下，變電站數(shù)字化、電網(wǎng)數(shù)字化的研究與發(fā)展。電力調(diào)度自動化系統(tǒng)數(shù)字化包括4個(gè)方面：信息數(shù)字化、決策數(shù)字化、管理數(shù)字化和通信數(shù)字化。

信息數(shù)字化指的是資料的整合和共享，可以對電網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行數(shù)字化處理；決策數(shù)字化是指對經(jīng)濟(jì)調(diào)度、穩(wěn)控和應(yīng)急控制實(shí)行閉環(huán)式管理，確保電網(wǎng)分析預(yù)警功能； 管理數(shù)字化，是指從規(guī)劃到設(shè)計(jì)到運(yùn)行到維護(hù)，所有的流程都是數(shù)字化的管理模式，管理的數(shù)字化、數(shù)字化；通信數(shù)字化，主要是指以數(shù)字化的形式，對調(diào)度主站C變電站之間的聯(lián)系進(jìn)行的。

2）市場化發(fā)展趨勢。一切經(jīng)濟(jì)事務(wù)的發(fā)展，唯有市場化。這同樣適用于電力自動化市場。電力系統(tǒng)在市場化過程中必然面臨電網(wǎng)負(fù)荷過大、傳輸受阻等多方面沖擊；不能預(yù)測電網(wǎng)可能承載的能力；電網(wǎng)運(yùn)行正常，缺乏數(shù)據(jù)支持；很多方面，比如調(diào)度權(quán)限的控制。這些問題的出現(xiàn)，就要求在電調(diào)自動化系統(tǒng)的發(fā)展過程中，技術(shù)和運(yùn)行必須兩手抓、兩手都要硬，要實(shí)現(xiàn)電調(diào)自動化系統(tǒng)的市場運(yùn)行，就必須在市場化的浪潮中很好地融入技術(shù)。

3）智能化發(fā)展趨勢。智能化是電力調(diào)度自動化系統(tǒng)發(fā)展的最高境界。智能化依賴于新技術(shù)的不斷發(fā)展，通過智能調(diào)度技術(shù)等強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集能力，對電力系統(tǒng)內(nèi)部的各種信息和情報(bào)進(jìn)行科學(xué)整合，從而實(shí)現(xiàn)對電力系統(tǒng)的全面監(jiān)控和持續(xù)優(yōu)化，并在此基礎(chǔ)上模擬制定預(yù)警機(jī)制、智能故障處理機(jī)制等多個(gè)方面的功能，從而實(shí)現(xiàn)對電力系統(tǒng)內(nèi)部的各種信息和情報(bào)智能化是一個(gè)綜合性的要求，其涵蓋了整個(gè)電力系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，對所有的電力市場運(yùn)行工作都能夠做到有條不紊，高效科學(xué)的管理。

綜上所述，新型調(diào)度控制系統(tǒng)可用于解決上述調(diào)度電話和人機(jī)工作業(yè)務(wù)相互獨(dú)立、難以聯(lián)動問題，通過建立人機(jī)工作站多媒體調(diào)度通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)調(diào)度電話向調(diào)度數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的延伸，支撐在人機(jī)工作站上實(shí)現(xiàn)調(diào)度電話業(yè)務(wù)與調(diào)度業(yè)務(wù)系統(tǒng)的融合應(yīng)用。一方面為人機(jī)工作站建立調(diào)度電話軟件終端系統(tǒng)，在兼容傳統(tǒng)調(diào)度臺接聽調(diào)度電話的基礎(chǔ)上，增加在人機(jī)工作站上實(shí)現(xiàn)調(diào)度電話的代理接聽或撥打；另一方面，構(gòu)建人機(jī)工作站的調(diào)度通信平臺，提供開放接口，供調(diào)度業(yè)務(wù)系統(tǒng)集成調(diào)用，實(shí)現(xiàn)廠站圖中一鍵電話呼叫關(guān)系人員、來聽自動關(guān)聯(lián)廠站信息等更加廣泛的智能化調(diào)度通信應(yīng)用，使人機(jī)工作站更好地服務(wù)調(diào)度值班人員。

D5000[3]作為智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)一直把重心放在保護(hù)電網(wǎng)的高效、安全、穩(wěn)定運(yùn)行中，早期D5000系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研發(fā)并沒有涉及關(guān)于調(diào)度電話應(yīng)用及相關(guān)功能。但通過對調(diào)度員在日常辦公調(diào)研發(fā)現(xiàn)：調(diào)度員不能直接在D5000系統(tǒng)的人機(jī)工作站上完成調(diào)度電話的接聽和撥打操作，傳統(tǒng)調(diào)度電話業(yè)務(wù)與電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)間缺少信息融合。因此，國調(diào)中心提出將調(diào)度電話功能集成到D5000系統(tǒng)中，為調(diào)度員日常工作帶來便利。

2? 系統(tǒng)功能

本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)程控調(diào)度臺業(yè)務(wù)在“人機(jī)工作站”終端的延伸，支撐在“人機(jī)工作站”上實(shí)現(xiàn)調(diào)度電話的呼叫操作，同時(shí)構(gòu)建人機(jī)調(diào)度電話業(yè)務(wù)平臺，實(shí)現(xiàn)調(diào)度業(yè)務(wù)系統(tǒng)與調(diào)度電話的融合智能化聯(lián)動應(yīng)用提升。整體上由4個(gè)組件構(gòu)成，包括人機(jī)工作站[4]、調(diào)度程控交換系統(tǒng)[5]、調(diào)度業(yè)務(wù)融合后臺服務(wù)和D5000平臺系統(tǒng)，具體如圖1所示。

2.1? 人機(jī)工作站

調(diào)度電話客戶端與D5000人機(jī)操作界面進(jìn)行融合，為調(diào)度員提供人機(jī)工作站調(diào)度電話接聽、電話撥打、電話會議、通訊錄、轉(zhuǎn)接、并線、通話記錄、聯(lián)動廠站圖交互操作和展現(xiàn)功能。錄音系統(tǒng)客戶端部署在人機(jī)工作站，登錄需要輸入管理員用戶名、密碼，為有權(quán)限查看錄音的工作人員提供錄音查詢、錄音播放交互操作和展現(xiàn)功能。

2.2? 調(diào)度程控交換系統(tǒng)

調(diào)度程控交換系統(tǒng)同振組件主要提供傳統(tǒng)調(diào)度臺電話與人機(jī)工作站調(diào)度電話的來電同組共振和去電同組顯號功能。主要包括：2 M中繼板卡、調(diào)度同振處理單元。2 M中繼板卡提供調(diào)度數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的電話業(yè)務(wù)，提供電話中繼通道接入，實(shí)現(xiàn)與語音中繼網(wǎng)關(guān)對接。調(diào)度同振處理單元提供程控調(diào)度交換機(jī)域的“調(diào)度臺/調(diào)度電話”與“調(diào)度電話客戶端”的來電同組共振和同組顯號功能。

2.3? 后臺服務(wù)

調(diào)度業(yè)務(wù)融合后臺服務(wù)簡稱“后臺服務(wù)”，其組件包括調(diào)度電話后臺服務(wù)、IP接入網(wǎng)關(guān)、錄音系統(tǒng)和語音中繼網(wǎng)關(guān)，后臺服務(wù)部署在已部署D5000平臺的服務(wù)器內(nèi)。其中，調(diào)度電話后臺服務(wù)為人機(jī)工作站調(diào)度電話客戶端提供功能服務(wù)支撐。IP接入網(wǎng)關(guān)作為IP分組交換核心單元。錄音系統(tǒng)為錄音系統(tǒng)客戶端提供功能服務(wù)支撐。其中，錄音文件同時(shí)包含程控調(diào)度臺和調(diào)度電話客戶端兩側(cè)的錄音文件。

2.4? D5000平臺

D5000平臺主要提供基礎(chǔ)平臺支撐和人機(jī)工作站人機(jī)界面融合應(yīng)用功能。D5000基礎(chǔ)平臺提供進(jìn)程管理功能、應(yīng)用管理功能、用戶權(quán)限管理、模型服務(wù)、商用庫服務(wù)和文件服務(wù)等功能?；贒5000平臺進(jìn)程管理功能，后臺服務(wù)中調(diào)度電話后臺服務(wù)、IP接入網(wǎng)關(guān)、錄音系統(tǒng)等相關(guān)進(jìn)程，通過D5000平臺進(jìn)行進(jìn)程管理。融合D5000平臺總線服務(wù)框架，實(shí)現(xiàn)通訊錄信息、廠站信息、調(diào)度業(yè)務(wù)信息在安全可靠的環(huán)境下通信。

3? 安全防護(hù)

系統(tǒng)安全防護(hù)示意圖如圖2所示。

一機(jī)一號。調(diào)度電話后的人機(jī)工作站，需要做到一機(jī)一號，并與調(diào)度員賬號進(jìn)行關(guān)聯(lián)認(rèn)證，認(rèn)證通過后，調(diào)度人員方可通過指定人機(jī)撥打電話。

語音網(wǎng)關(guān)的安全加固。對語音網(wǎng)關(guān)的安全要求應(yīng)包括限制語音網(wǎng)關(guān)僅可以通過console口[6]或者SSH遠(yuǎn)程連接的方式進(jìn)行訪問，關(guān)閉不要的監(jiān)聽端口及Web配置頁面等。

防火墻報(bào)文過濾。語音網(wǎng)關(guān)與IP接入網(wǎng)關(guān)之間應(yīng)通過串聯(lián)防火墻來保證程控部分與內(nèi)部局域網(wǎng)之間的安全間隔。防火墻設(shè)置報(bào)文過濾規(guī)則應(yīng)為只允許通話需要的UDP報(bào)文[7]，以及測試用的ping命令報(bào)文通過。

IP接入網(wǎng)關(guān)注冊認(rèn)證。任何軟電話客戶端應(yīng)使用IP接入網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通話，必須要首先進(jìn)行賬號注冊認(rèn)證，認(rèn)證成功之后方可進(jìn)行語音通話和語音會議。

人機(jī)調(diào)度客戶端集成D5000認(rèn)證。用戶使用人機(jī)調(diào)度客戶端之前，必須進(jìn)行登錄認(rèn)證。通過集成D5000平臺的認(rèn)證界面，使用D5000的認(rèn)證模型，保證合法用戶的登錄操作。

人機(jī)調(diào)度客戶端與人機(jī)調(diào)度后臺服務(wù)安全傳輸控制。人機(jī)調(diào)度客戶端和人機(jī)調(diào)度后臺服務(wù)之間應(yīng)通過自定義TCP專用報(bào)文進(jìn)行業(yè)務(wù)的安全交互。

用戶登錄支持多種身份驗(yàn)證方式。

包括基于口令和操作系統(tǒng)身份等驗(yàn)證方式。

支持對用戶的安全屬性與可訪問資源進(jìn)行限制，并提供對表的空間配額限制，防范各類惡意搶占資源的攻擊。

支持對數(shù)據(jù)庫對象訪問權(quán)限進(jìn)行設(shè)置與控制，并支持對權(quán)限的擴(kuò)散進(jìn)行控制。

提供行級粒度的強(qiáng)制訪問控制，支持對不同安全等級的用戶設(shè)置不同的安全策略。

4? 系統(tǒng)應(yīng)用

本系統(tǒng)部署（圖3）分為硬件和軟件兩部分：①2 M中繼板[8]和同振處理單元安裝在通信機(jī)房交換機(jī)中；調(diào)度電話服務(wù)器安裝在自動化服務(wù)器機(jī)房；錄音系統(tǒng)主機(jī)、語音中繼網(wǎng)關(guān)、交換機(jī)和防火墻安裝在自動工作站機(jī)房。通信機(jī)房和自動化工作站機(jī)房通過PDH設(shè)備進(jìn)行互聯(lián)。②調(diào)度電話服務(wù)器部署D5000系統(tǒng)平臺、IP接入網(wǎng)關(guān)和調(diào)度電話服務(wù)程序；現(xiàn)有人機(jī)工作站升級D5000人機(jī)客戶端，同時(shí)部署調(diào)度電話客戶端。按照該部署方案實(shí)施后，實(shí)現(xiàn)了以下新的調(diào)度電話操作方式。

4.1? 人機(jī)工作站調(diào)度電話操作

在調(diào)度席位上，為人機(jī)工作站上部署“調(diào)度電話APP”軟件終端，并配套部署語音輸入輸出設(shè)備（例如“八爪魚”外設(shè)），為電力調(diào)度員在利用傳統(tǒng)“調(diào)度臺/調(diào)度話機(jī)”撥打和接聽調(diào)度電話的基礎(chǔ)上，增加在人機(jī)工作站上直接對調(diào)度電話的操作。當(dāng)調(diào)度電話來電時(shí)，電力調(diào)度員可選擇傳統(tǒng)“調(diào)度臺/調(diào)度話機(jī)”接聽或者人機(jī)工作站的“調(diào)度電話APP”接聽；同樣撥打調(diào)度電話時(shí)，電力調(diào)度員可選擇以上兩種方式之一。

4.2? 調(diào)度自動化系統(tǒng)關(guān)聯(lián)調(diào)度電話操作

可在廠站圖或者告警窗口中，直接一鍵發(fā)起電話呼叫，無需切換到傳統(tǒng)“調(diào)度臺/調(diào)度話機(jī)”操作。同時(shí)，調(diào)度電話來電時(shí)，可自動呈現(xiàn)到來電號碼關(guān)聯(lián)的廠站圖及相關(guān)信息。

5? 結(jié)束語

隨著科技進(jìn)步，智能化的深入拓展，調(diào)度電話業(yè)務(wù)與調(diào)度自動化業(yè)務(wù)的壁壘必將被打破，為了提高調(diào)度員的工作效率，使調(diào)度員操作更加便捷準(zhǔn)確高效，兩者的融合已經(jīng)是必然的選擇。新型調(diào)度控制系統(tǒng)的研究與實(shí)施部署可以實(shí)現(xiàn)調(diào)度電話業(yè)務(wù)向人機(jī)工作站的安全延伸、調(diào)度電話與調(diào)度自動化系統(tǒng)的智能聯(lián)動應(yīng)用，促進(jìn)調(diào)度員與調(diào)度系統(tǒng)的友好互動，增強(qiáng)調(diào)度員工作的精確管控，維護(hù)了電網(wǎng)安全。促進(jìn)通信與自動化的跨專業(yè)協(xié)同，推動通信業(yè)務(wù)與自動化業(yè)務(wù)共同發(fā)展，利用融合通信技術(shù)手段，提升自動化業(yè)務(wù)智能化水平。在新型電力系統(tǒng)的背景下，該成果可得到行業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注，可在國網(wǎng)各省及地市公司全面推廣使用。

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