电力应急通信指挥系统的建设方案.pdf

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1、第 3 0替 第 2 0 0期 2 0 0 9年 6月 l 0 日 电 力 系 统通 信 Tel e(、()l f l n L mi ca t j o ns f 0 r El e c t r i c P o wer Sy s t e m Vol 30 No 20 0 J u n 1 O 2 0 0 9 3 3 电力应急通信指挥 系统的建设方案 崔燕明 ，刘孝先，吴维农，谈宏量 f 1 重庆市电力调度通信中心，重庆 4 0 0 0 1 4；2 深圳市邦彦信息技术有限公 司，深圳 5 1 8 0 5 7)摘要：针对 电 力应 急通信 的 需求和 重庆 的 实际地 理情 况，重庆 市电 力公 司建立

2、 了一套 有效 的 应急通信指挥系统。文章介绍了该 系统的规划情况、网络结构和采用的设备，并分析 了该应 急通信 指挥 系统 的特点。关键词：应 急通信指 挥；W i F i；远 程 可视 指挥 中图分类号：T N 9 1 5 8 5 文献标志码：B 文章 编号：1 0 0 5 7 6 4 1(2 0 0 9)0 6 0 0 3 3 0 4 0 引言 随着我 国现代 化进程 的加 快，经济 建设 对 电 力 的需 求越来越 大。一旦 电力供 应 出现 中断，将会 给国民经济带来 巨大的损失。建立一套快速的电 力设施修 复机制 将 供 电系统 因故 障 中断带来 的 损失降至最低，成为 目前亟待

3、解决的问题 目前国内大多数应急抢险通信系统采用卫星 通信技术、或者超短波技术等单一的通信方式。与 传统的通信和传输方式相 比，卫星通信可确保在 任何情况，包括地面网络无法覆盖或无线通信网 络 基站 遭 到破 坏 的情 况下，及 时、快 速、可 靠 地提 供宽带 多媒 体通 信服务，实施 快 速救援 及应 急指 挥。但 该 系统 的建 设和 运营成 本较 高 因此，应急 通信系统在应急抢险救灾中也可采用多种实用的 通信系统，包括向运营商租赁高速率的话音、图像 和数据传输链路，以及多系统组成的通信链路等。也可根据实 际情况来及时建立必需 的应急通信 网，将之迅速转变为应急战备状态 保证各种通信 指

4、 挥系统 畅通无 阻 早期的应急指挥通信系统沿用的技术体制基 本上只实现了点对点、单一业务通信。随着通信技 术的快速发展，上述方式提供的图像和语音信息 已经无法适应 当前应急抢险通信指挥的需求，也 不符合未来通信发展的趋势 因此，为了适 应新 形势下 应急 抢险、多点 通信 指挥系统的需求，重庆市电力公司携手深圳市邦 彦信息技术有 限公司共 同开展了电力应急指挥通 信 系统 的研发。并根 据重 庆地 区地理 位置 和特 点，建立了一套集多种通信手段于一体的应急指挥通 信 系统。1 业务 需求 重庆市 电力 公 司为满 足在 自然灾 害情 况下抢 险救灾 的需求，计划建立一套有效的应急通信指 挥

5、系统，实现指挥 中心与现场的可视通信指挥，以 及灾害现场视频监控和调度一体化、多点协同指 挥(视频会议)功能，确保在灾害 中实现对电力设 施 的快速抢修。系 统建设 之初，重庆 市 电力公 司便 以高性 能、高标准、开放性以及适应未来通信技术发展方 向 作为系统建设的指导方针。要求将可视化调度、视 频监控、视频会议、文本(字幕)通信等技术手段有 效整合在一起，通过上传视频信息到指挥 中心和 领导 办公 室，为 上级 调度决 策机 构提供 一种“身 临 其境、现场 指 挥”的环 境，以图像 和 文本(字幕)作 为双方调度沟通的依据 以利于准确、快速决策 考虑到 指挥 决策 者可 能不能 及时 出

6、现 在抢 险 指挥中心，要求系统支持通过电力调度数据网或 者 I n t e me t 远程登录，实现远程可视指挥 2 系统规划 结合电力系统应急抢险的特点以及各种应急 3 4 电 力 系 饶 c 童 僧 抢 险情况 的差异，项 目组 对 当前 电力 系统 事故 的原 因、现场环境、指挥关系、抢修经过等进行了系统分 析，对 目前 各种通信手段 和各种 指挥调度 系统进 行 了深入研究，并对各种技术体制、各类产 品进行了 充分的比较，最后结合电力系统现有的接入和传输 设备，制定了一套采用多种通信方式和手段，具有 高适应性、高性能 的应 急指挥通 信系统。考虑在应急指挥通信中，现场人员需要在一 定

7、范 围 内(5 0 0 m)实现空 间移 动，而现 场所 处 的地 理位置可能是森林、山地、河流等各种复杂的地理 环境，因此，现场终端设备要求必须采用无线终端 设 备实现 接入，并 且要 求终 端设 备 可 以实现 语音 和 视频 图像 的传输。要保障现场的图像和声音信息可靠传输到指 挥中心，结合重庆地区多山的地理特征 以及各布 放 光 纤 的站 点 距离 最 远 在 十 多千 米 内的 特点 系 统采用 背负 式光 纤综 合业 务接 人设 备 实现 现场 视 频和语音信息的接入 由开闭所或变电站将数据 传 输 到指挥 中心 为 了增加 系统 在实际抢险工程 中的可操作 性，系统 引 入 F

8、S O(F r e e S p a c e O p t i c a l，自由空 间 光)传输技术和设 备，以便在无法布放背负式光 缆的情况下，通过 F S O设备实现数据 的中继透明 传输。考 虑到应 急抢 险通 信 系统 中必 须采 用便 携 式 电池供电，冈而，整个系统设计基于 自供电技术。最后，为了保障系统在各种情况下，都能实现 现场和指挥 中心通信通道的通畅、实现现场数据 的接入，系统 还预 留了卫星通 信、短波通 信、C D MA通信 和 G S M 通 信 的接 口，以确保 在 最 差环 境下。可 以实现 最基 本 的语 音通 话。3现场应 急网络组建 经过重庆市电力公 司专家小组

9、和深圳市邦彦 信息技术有限公司的技术人员一年多的研究分析 和系统 开发 调试 按 照 系统 的规划 建 立 了一 套完 善、高效能的应急指挥通信系统，如图 1 所示。系统 主要 由指 挥 中心、领导 办公 室、户 外现 场、户内现场等几个部分组成。在指挥中心 系统 由指挥调度软件、视频服务 指挥中心 ：领导办 公室 图 1 系统 组 网 图 F i g 1 S y s t e m n e t wor k i ng 器、录像服 务器 等几 个部 分组 成，其 中指挥 调 度软 件 可 以与远 端终 端设 备实 现 视频 通话 功能，并能 对 部分 站点 进行 可 视监控：视频 服 务器 和录 音

10、服 务器 主要 实现 基 于 S I P的视 频 通信 和 视频 会 议功 能，并对语音和图像进行实时记录存储。为 了实现 远程 指挥 并 保 障省 电力 公 司与 国 家 电 网协 同指 挥，在 国家 电 网领导 办公 室设 立 软 指挥 终端，保 障 上级 总指 挥对 指挥 中心和 现场 进 行 远程 调度。4 网络方案的实际应用 为了保证现场信息到指挥中心的可靠传输，系统 采用 了多种 传输 接 入技 术，包 括 MS T P多业 务光传输通信、以太网数据通信、无线 Wi F i 通信、短波通信、卫星通信、无线红外激光通信等多种通 信手段。采用的设备主要包括综合业务接人传输 设备、无线

11、自由光通信设备、无线接入设备和背负 式 远端设 备。4 1 背 负式远端 设 备及 无线接 入设 备 为了保证现场 图像信息上传到指挥 中心，背 负式远端设备采用基于 Wi F i+U HF的无线通信方 式接入无线接入设备；无线接入设备则采用 以太 网数据通信接 口与综合业务接入通信设备互连，专题聚焦 崔燕明 等 电力应急通信指挥系统的建设方案 3 5 扮演 背负式 远端设 备 及有线 网络 的桥 梁，实现 数 据传输。无线终端 设备 的无线部 分采 用最 新研制 的无 线模块，由进 口全 向天线组 成，使用功 率 可达 l W 的 2 4 G功率放大器。根据实测数据，背负式远端 设备 和无线

12、接 入设 备之 间可 以在 7 0 0 m范 围 内实 现高清图像数据的可靠传输。背负 式远 端设 备 支持 C a m e r a和 D V输 入，最 高支持 1 0 8 0 i 高清视频图像信息 的处理和传输，并能够根据传输通道信号质量，动态调整视频图 像 的分 辨率。系统 向下兼容 支持 7 2 0 P标清 图像标 准、4 C I F高清 监控 图像 标 准等 多种 图像 标 准。由 于背负式终端设备采用外接摄像头 增加了视频 采集点 的机动性 能 可 以避免 因树 木等 障碍 物阻 挡引起 的通信 中断，保 障无线 通信 的可靠 性 和稳 定 性。系统采用外置供电技术，采用 1 2 v

13、，7 AH的 免维护蓄 电池供 电，由于 远端设 备 采用低 功耗 设 计，系统 的平均功 耗低 于 1 5 W。因此 单 电池 可以 保 障 系统 持续 T作 4 h以上，并可 通过 更换 电池 保 障更长 的 1 一 作 时问 4-2综合业务 接入通 信设 备 综合业务接入传输设备是一套基于 MS T P的 多业务传输接人设备，能以多种方式实现数据的 接入 和传输。综 合业 务接入 传输设 备 与无线 接人 设备 之 间 通过以太网数据接 L I 通信，实现远端数据接人，设 备支持通 过光纤 接 口实现 的数 据传输。在实 际抢 险工作 中，通过 布放 背负式 光纤，可 以将综 合业 务

14、接 入设备 接人 到最近 的开 闭所、变 电站 然 后通 过 支线光缆实现数据到指挥中心的传输。综 合业 务接 入 设 备采 用 军 工级 芯 片设 计 可 以适 应一 4 0+7 5的 环境 温度，系统 采 用 全密 闭 结构，防尘 防水，适用于任何恶 劣的户外气候 条 件。设 备 支持多 种供 电方 式，支 持 1 2 V直 流供 电 和 2 2 0 V交流供电，系统功耗小于 3 5 W 可以利 用 电池 和汽车 供 电。为了保障系统在无法通过光纤进行传输的情 况下，仍能保持与指挥中心的通信连接，系统预留 了卫星终端设备接 口，可以在能利用卫星的条件 下，通过卫星实现通信，保障图像 和语音

15、信息的传 输。除此之外，系统还支持与短波 电台、C D MA终 端设 备、G S M 终 端 设备 相 连，保 障在 任何 情 况下 实现语音和文字信息的传输。4 3 F SO 设 备 考 虑到 重庆 山城 的特殊 环境，为 了增加 系统 在实际抢险救灾情况下丁程施丁 巾的灵活性，系 统引入 了 自由空 间光交换 设 备，该 设备 可 以实现 各种帧结构数据的透明传输，保障在无法或不利 于背负式光纤布放时，利用 F S O设备实现数据 中 继 传输。F S O设备采用红外激光实现数据传输，最高 传输带宽可达 1 2 5 G b i t s。考虑到天气情况，根据 实 际测试，在 晴朗或 中小 雨

16、天气 巾可保 障 3 5 k m 的可靠传输。4 4指挥调 度软件 系统 根据 系统 的要求，专 门 为指挥 调度 系统开 发 了一套可视指挥调度系统软件，安装于基于 Wi n d o w s 操 作 系统 的计 算机上。可视指 挥调 度 系统分 为指挥 调度 软件 和桌 面 终端 软 件 指 挥调 度 软 件可 以实 现对 6 4个 终端 的语 音通 信，并 能 保 障最 大 6个 终 端视 频 通 信或 视频监 控。系统 除 了能够 显示 现场 D V或 C a m e r a 采集的图像信息外，还能显示 同定点的图像监控 信息，并可以实现对监控点的远程控制。桌面级 指 挥 终端 软 件可

17、 以通过 电力调 度数 据 网 或者 I n t e r n e t 登 录到 可视 指 挥 调度 系统，实 现 远 程协 同 指挥通信。5 系统特点 系统有线传输部分主要采用光纤接口进行业 务传输，在应急情况下，可以利用背负式光缆将设 备延伸 到就 近的接 人点 系统采用综合业务接入没备，除了提供光纤 接 L I 之外，还提 供 了 2 M接 口，便 于未来 利用 卫星 拓展业务。采用 Wi F i+U HF无线通信体制进行数 据传输，可以保障系统的传输带宽，提供高清晰的 视频信号，以便指挥中心对细节进行分析。采用高 清图像标准进行 图像处理和数据传输 为上级指 挥决策提供 了丰富的信息，有

18、利于上级快速决策，有效 指挥 F S O 系统 的应用，增加 了系 统 的灵 活性，在不 利 于光纤 布 放 的情况 下，可 以利 用 F S O设备 实 现 3 6 电 力 系 镥 通 俺 2 0 0 9，3 0(2 0 0)近 4 k m的距离延伸。多种通信方式保障了应急通 信的可靠性和实用性，在光纤通信和卫星通信无 法实施的情况下，系统仍可 以利用电信运营商的 G S M和 C D MA通道，或者采用 1 2 5 W 短波电台实 现现场与指挥 中心的直接通信。系统采用 了多种新技术，光纤通信、卫星通 信、多业务传输均符合未来通信系统建设发展的 趋势。系统除了可以用于电力应急指挥通信之外

19、还可以广泛应用于公安刑侦、智能交通、火灾现 场、森林防火、各种监控、警戒保卫、军事演 习、武 装侦察、紧急救援等场合。6 结束语 经过长期的研究分析、开发调试、现场验证，重庆市电力公司和深圳市邦彦信息技术有限公司 顺利完成 了可视应急指挥通信 系统 的研 发和建 设。实践证明，可视应急指挥通信系统可有效应用 于重 庆复 杂 的地理 环境 中，为 重庆 电力 系统 的抢 险救灾工作提供一种全新、高效的通信方式。参考文献：【1】B E N E S T Y J，G A N S L E R R R T，MO R G A N D R，e t a 1 A d v a n c e s i n n e t w

20、 o r k a n d a c o u s t i c e c h o c a n c e l l a t i o n 【M】B e r l i n：S p r i n g e r V e r l a g，2 0 0 1 【2】雷 震 洲宽带 接人 新技 术 自由空 间光通 信 系统【M】北京：现代电信科技，2 0 0 1 (W)崔燕明(1 9 6 O 一)，男，四川 南充人，高级 工程 师，从事 电 力 系统 通 信 管 理 工作 刘孝先(1 9 6 2 一)，男，四川古 蔺人，高级 工程师，从 事 电力系统通信及 自动化 管理工作 吴维农(1 9 6 5 一)，男，四川成 都人，高级 工

21、程 师，从 事 电 力 系统 通 信 管 理 工 作 谈 宏量(1 9 7 7 一)，男，湖北松 滋人，高级 工程 师，从 事 有线、无线通信 系统 的理论研 究和产品设计工作。(收稿 日期：2 0 0 9-0 4-0 1)Co n s t r uc t i o n o f p o we r e me r g e n c y c o mmun i c a tio n c o mma nd s y s t e m C U Y o n m i，L I U X i a o X i a n ，u W e i n o n e，T A N H o n g-l i a n f (1 C h o n g q

22、i n g E l e c t r i c P o w e r D i s p a t c h i n g a n d C o m mu n i c a t i o n C e n t e r，C h o n g q i n g 4 0 0 0 1 4，C h i n a；2 Ba n g y a n I n f o r ma t i o n T e c h n o l o g i e s C o，L t d ，S h e n z h e n 5 1 8 0 5 7，C h i n a)Ab s t r a c t：Ba s e d o n t h e c u r r e n t s i t

23、u a t i o n o f p o we r e me r g e n c y c o mmu n i c a t i o n，a n e ff e c t i v e e me r g e n c y c o mmu n i c a t i o n c o mma n d s y s t e m w a s s e t u p b y Ch o n g q i n g E l e c t ri c P o we r C o mp a n y T h i s p a p e r i n t r o d u c e s t h e s y s t e m p l a n n i n g，n

24、e t wo r k c o n fi g u r a t i o n a n d e q u i p me n t u s e d，a n d a n a l y s e s t h e c h a r a c t e ris t i c s o f t h e s y s t e m Ke y wo r d s：e me r g e n c y c o mmu n i c a t i o n s c o mma n d；W i F i；r e mo t e v i s u al c o mma n d 甘肃电力完成对下属 4个地市级公司信息网络系统的升级改造 近 13，思科公司与甘肃省电力

25、公司开展合作，对其下属 4个地 市级 电力公司现有信息网络系统进行升级改造，以 从数据转发能力、网络带宽、业务支持上满 足现代 电力企业对信息网络 发展 的需要。结合甘肃 电力 的实际情况，思科以国家电网公司的规范和标准为蓝图，在甘肃 每个地市级 电力公 司采 用了 2台 C i s c o C a t a l y s t 6 5 0 9 一 E交换机作为核心交换机，并 配置业界领先的 V S S虚拟交换 引擎，将 2台交换机通过虚拟化技 术组合为单一虚拟交换机，从而提 高运 营效率、增强不问断通信能力，并将系统带宽容量扩展 到 1 4 T b i t s。为了满足 服务器负载均衡性需求，提高应用系统可靠性和安全性，甘肃 电力下属 4个地市级 电力公 司还采 用了基于思科 新一 代 A C E应用控制引擎模块的数据中心解决方案。近年来，思科一直非常重视中 国电力行业市场的发展，先后 在电力行 业成功实施了一些 省级以上的电力调度数 据网、综合业务数据 网、广域 网改造等项 目，并取得 了非常好的业绩。未来，思科 还将继续关注 电力行业市场的发展，加大同中国电力行业的合作，通过更加完备 的解决方案为 中国电力行 业提供更大的帮助。(思科 系统公 司)