电力应急指挥系统平台构架及优化措施

电力应急指挥系统平台构架及优化措施

发表时间：2015-12-21T11:41:06.517Z 来源：《电力设备》2015年5期供稿作者：徐飞

[导读] 内蒙古电力（集团）有限责任公司信息通信中心为解决现有现场应急通信站点覆盖不足的问题，有必要对现场通信的接入和覆盖方式进行升级和改造。

徐飞

（内蒙古电力（集团）有限责任公司信息通信中心 010020）

摘要：随着电力应急指挥体系日趋成熟完善，国家也将出台相关标准、规程以指导工作。覆盖范围广、信息高度集成化的电力应急指挥平台作为电力公司提升应急处置能力和提高供电可靠性的集成化平台，在应急指挥决策上能够体现出巨大优势，是国家电网安全供电的可靠保证。本文通过电力应急系统的接入、数据集成及安全模型的研究与优化，提升了电力应急系统对所属供电区域全实时、全覆盖的接入能力，实现应急状态下的定点和区域网络快速组网，同时配合高清视频技术，有效解决了实时信息传输质量不高，电力应急指挥系统与各信息决策系统结合不强的问题.

关键词：电力应急通信：无线自组网；安全模型高清视频

引言

为解决现有现场应急通信站点覆盖不足的问题，有必要对现场通信的接入和覆盖方式进行升级和改造。电力应急抢险救援通常在野外或无人区作业，公共运营商网络无覆盖或覆盖不佳，必须建立独立的现场通信网络。为应对现有通信覆盖不足的问题，需要进一步研究和开发覆盖范围大、通信带宽高、移动性强、组网灵活、自愈性高、操作方便的现场应急通信覆盖和接入方法。

1应急现场指挥通信需求与特征分析

1.1应急现场通信业务需求

电力应急现场处置是综合性的业务，现场灾情的侦察、信息数据的上报、指挥命令的下达、现场环境的监控等对现场应急通信的需求可归纳如下。

1）音视频多媒体传输：将现场灾情相关的图像、视频发送给后方指挥部。

2）语音对讲通信：现场应急人员需与后方指挥部进行语音对讲交流。

3）数据传输：现场报表、文档等文件需传输至指挥部。

4）定位监控：指挥部需对现场环境、人员、物资等进行定位和监控。

为满足上述需求，且保证各类通信的兼容性和通用性，现场应急通信网络应是一个基于IP的宽带通信网络，各类视频、数据、语音、定位业务通过IP网络承载，并通过便携终端、笔记本电脑、PC、视频会商终端等以Wi-Fi或以太网方式接入，再通过卫星通信与后方指挥部建立连接。

1.2应急现场通信覆盖的特征

突发自然灾害的应急现场环境具有较强的不确定性，不同类型自然灾害应急现场的通信需求存在显著差异。例如地震时需对城市区域生命搜救和应急供电等业务进行网状覆盖，冰雪灾害时需对输电线路沿线进行线状覆盖，滑坡、泥石流导致现场难以进入时需对变电站或铁塔进行远距离覆盖等。随着应急处置进程的推进，应急工作的任务会发生变化，应急通信覆盖的需求也随之改变。总体来讲，在进行电力应急救援处置时，对现场通信覆盖的需求应满足以下几个条件。

1）通信覆盖距离：通常需覆盖数千米甚至数十千米。

2）通信覆盖范围及移动性：支持点区域、线状区域、面状区域覆盖，且覆盖位置可灵活变化，可自动优化网络路由。

3）通信网络容量：总体通信带宽应可支撑视频、数据和语音的传输。

4）网络鲁棒性：路由协议可自动更新，应急现场个别区域的次生灾害导致个别通信节点失效时不应影响网络覆盖的范围和性能。

5）终端接入容量：支持数十个至上百个终端的同时接入及通信。

6）操作便捷性：在现场无需任何设置，开机即可使用。

为满足以上条件，必须采用组网方式进行现场多点中继覆盖，点对点之间既要满足骨十网宽带通信，又要满足网络的灵活性和路由的鲁棒性。因此，需采用具有优化自组网协议的移动自组织网络（Mobile Ad Hoc Network，MANET）来进行覆盖。MANET是一种支持多跳、自愈、组网灵活的无线通信系统，现场适应能力强，无需复杂的网络设置即可自行建立起多种拓扑的多跳通信链路，且具有路由自愈能力，适用于覆盖范围大、接入终端数量多的现场广域通信。

传统的无线自组织网络在电力中已有一定的应用，如基于无线自组网的输电线路在线监测、远程抄表等。但这些应用场景通常较为固化，通信节点位置固定，通信带宽较小。而应急现场的通信由于以上特征，网络结构、路由协议、模块设计等方面都需要进行优化和重新设计。

2 应急指挥系统平台架构

电力应急指挥平台通过建立集通信、指挥和调度于一体，高度智能化的应急系统，以提高保障公共安全和处置突发事件的能力，最大程度地预防和减少突发事件及其造成的损害，保障公众的生命财产安全，为提高电力公司在处置重、特大电力突发事件方面的能力，在电网出现大面积、长时间停电以及发生重大危急公共安全的突发事件的情况下，能够迅速、高效、有序对灾害区域网络快速组网，有效整合通各个信息系统数据资源，实现全域范围内的电网监测、监控以及突发事件的预测预警，在应急处理时提供决策支持和应急指挥的手段，实现对突发事件的预防、预警、处置、恢复等各环节的有效的管理。

2.1 承载网络集成

针对应急抢修业务缺乏有效通信手段的问题，研究利用电力光纤骨干网 + 无线专网 +卫星通信网 + 互联网实现应急指挥中心与抢修现场之间视频、语音、数据多媒体通信，光纤骨干网实现应急指挥中心到变电站之间的数据传输，无线专网实现变电站到抢修现场之间的数据传输。

卫星通信平台：采用静中通卫星通信系统，该系统是专门针对应急移动卫星通信而设计的。系统由一个中心站（3.7m 固定站）和一个车载站（1.2m 静中通）组成。可实现两站之间双向的语音、图像及数据业务。

无线专网平台：基于 4G LTE 思想的无线宽带接入技术，本系统利用 LTE 核心技术，将国家电网使用的 223-235MHz 频段之间的40个离散 25KHz 载波进行载波聚合，提高系统传输速率，可以满足应急传输对数据带宽的要求；采用干扰协调技术解决小区间干扰问题，提高边缘的接入质量。

电力专用通信网：数据通信平台现在已建成基于以 SDH 10G 骨干环网为核心的综合数据网，网络交换涵盖整个供电区域，66KV 变电站覆盖率达 100%。通过电力光纤延伸实现数据通信全业务支撑。

互联网接口：通过单向隔离装置，实现与气象局、政府等相关部门实现网络互联，数据信息资源实时共享。该接入主要依靠有效的通信手段，实现应急状态下的定点和区域网络快速搭建，保证应急指挥的需要。采用车载卫星通信系统和 TD-LTE230 无线专网技术建设电力应急指挥网。

采用 PTN（分组化承载网络）与 IP/MPLS 相结合的方式组建应急通信网络。此外，该网络模型充分利用电力专用通信网及数据网已有网络通道，根据带宽需求和现有网络情况合理组织，优化配置。重要业务应设置迂回通道进行备份，以保证系统安全、可靠运行。同时根据需要，可采用公用网作为补充。

2.2 应急系统数据信息订制型显示及扩展性

应急指挥系统与各信息决策系统进行了紧密结合。同时，在机动应急通信系统方面，视频会议和视频监控技术得到了充分应用，支持语音、视频和数据业务的混合接入，集成GPS 监控管理系统、PMS 系统、GIS 系统、调度 D5000 实时监控系统、电缆线路实时在线三维监测等 11 个系统。是汇聚事故判断、指挥决策、故障抢修、灾后评估等功能于一体的应急抢修平台，并为电力应急指挥中心提供故障研判依据，提高应急处置电力事故效率。

2.3 高清视频业务接入方案

视频图像信息采集将各类厂家各种平台的视频监控图像做整合，

统一接入做资源调度。目前基于 IP 技术的视频监控方案已经比较成熟，对于应急视频接入这种跨域、跨系统、跨物理距离的需求而言，是最适合的解决方案。前端通过 IP 编码采集，后端通过 IP 解码呈现，中间通过IP网络承载，IP存储实现数据存放。整个系统控制管理是基于 NGN 架构的。采用高清系统传输实时画面，对高清显示技术与电力应急系统充分融合，采用高清视频系统相比于传统视频系统（标清系统），采用高清系统在压缩比例、图像控制、传输质量、画面效果等方面都有了明显的提高，真正达到了高清的标准。系统采用高性能嵌入式一体化企业级多点控制系统，该系统由集中控制主机、操作终端、接口单元等组成，实现对数据采集及显示系统、拾音及扩声系统、应急图像及应急电话系统等多个系统的集中控制。

该系统提供基于 IP 的视频会议网络服务支撑。可将音频、视频、数据等综合互动通讯服务融为一体，实现了一个设备完成多项互动多媒体通讯功能应用。配合高清视频终端，为应急指挥平台提供强大的语音、视频、数据融合一体的多媒体通讯，提供应急现场与指挥中心之间的可视化通讯保障。

3 总结

随着国家对供电可靠性要求越来越高，全国各地市公司对覆盖区域广、智能化、信息化高的应急指挥平台的需求也日趋加强，从而能够确保能快速准确的应对所辖区域内的电网突发事件。

参考文献：

[1] 杨鸿昌，邓创.基于物联网技术的电力应急救援智能通信系统[J].电力信息化，2011，9（10）：127-131.

[2] 王海涛，付鹰.基于无线自组网的应急通信网络组网技术研究[J].电力系统通信，2012，33（7）：1-5.