建設山西電力應急通信系統方案探討

樓穎稚,張肖寧

(山西省電力公司通信中心,山西太原 030001)

建設山西電力應急通信系統方案探討

樓穎稚,張肖寧

(山西省電力公司通信中心,山西太原 030001)

針對山西電力通信網的現狀,論述了建設電力應急通信系統的必要性,對目前通信技術進行了比較分析,根據電網對應急通信的需求,提出了山西電力應急通信系統的建設方案。

應急通信;衛星通信;數字超短波;集群通信

0 引言

近年來,各種自然災害、大型活動、反事故演習等應急事件不斷地考驗著電力部門的應變能力和反應速度。為了實現救災搶險的現場指揮、重大活動現場的通信保障、反事故演練的控制指揮,改善應急事件過程中的信息溝通情況,使電網應急工作高效、有序地進行,提高電力系統應急工作中現場指揮的機動能力,建設機動靈活、安全可靠、布局合理、規模適度的電力應急指揮通信系統,將最前沿的語音、文字、圖像及時反饋到指揮中心,是十分必要的。

1 電網應急事件中通信的主要問題

目前,電力通信網主要以電網站點作為通信站,利用電網線路架設光纜形成的光纖通信網,在應急情況時存在以下問題。

a)由于光纖通信移動性差、受地理條件限制等原因,電力系統通信網絡存在較多的盲點,往往覆蓋不到事件的現場。

b)突發事件具有隨機性,無法提前進行事件現場的通信系統建設,一旦遇到現場通信不暢或通信盲區時,會給現場的搶險工作帶來極大的困難。

c)事件現場情況多變且復雜,傳統的以話音為主的模式已不能滿足應急搶險要求,后方應急指揮中心需要現場實時的視頻信號以準確及時掌握現場的實際狀況。

d)事件現場如不能接入省公司局域網或相關應用系統,將影響搶險效率。

2 電力系統對應急通信的需求

在建立應急通信系統時,應充分利用現有的光通信網絡,融合現有的通信監控系統、資源管理系統、電視電話會議系統等資源,建設具備監測監控、動態決策、預案生成、綜合協調、應急聯動等功能的應急通信系統,從而大大提高電力通信網絡的應急能力,并應具有以下的技術特征。

a)多業務。在重大事件或突發事件的情況下,能夠在較短時間內實現事件現場至指揮中心的通信接入,保證將事件現場的圖像、語音、數據傳送給指揮中心,使指揮中心能夠在最短的時間內掌握現場情況,滿足電網搶險指揮快速、安全、可靠、靈活的要求;提供本地現場的無線語音通信;建立應急現場的局域網絡,使現場指揮部的計算機能訪問指揮中心的相關資料,以取得指揮中心的信息支持;現場與指揮中心可召開視頻會議,進行問題研究、視頻指揮等。

b)可擴展。系統可從小容量、小范圍擴至大容量、大覆蓋,系統設備標準化、模塊化,能快速組合和擴展。

c)可互通。能夠與其他應急通信手段互聯互通。

d)組網靈活。組網機動靈活,快速組網,點對點,點對多點,保證指揮人員指令快速下達。

e)多頻段工作。適合各種復雜電磁環境,保證可靠通信。

f)設備多樣。設備、終端多樣化和系列化,便攜、可移動,最好是低功耗個人手持終端,提供不同的接入方式,保證在事發現場能夠接入至少一種通信網絡。

g)節能型。由于某些應急場合電力無法供應,完全依靠電池供電。因此,系統應盡可能地節省電源,滿足系統長時間、穩定地工作。

3 幾種應急通信技術的比較

3.1 有線應急通信

這里的有線應急通信主要是指光纖通信,光纖通信具有通達范圍廣、費用低、高帶寬等優點,但移動性、抗毀能力差。

3.2 無線應急通信

3.2.1 衛星通信

衛星通信是利用人造衛星作為中繼站,在兩個或多個地球站之間進行無線通信的技術。它的主要特點是通信距離遠,且不受地面條件的限制,缺點是信道租用費較高。

目前,常用于應急通信的衛星通信系統主要是VSAT(Very Small Aperture Term inal)衛星通信網。所謂VAST,是指具有甚小口徑天線的智能化小型或微型地面站。其網絡結構主要可分為點對點、星狀網、網狀網三大類,最主要的特點是建造成本低、體積小,容易在現場進行安裝調試[1]。

3.2.2 數字超短波技術

數字超短波技術是近年來出現的地面寬帶無線通信的實用技術,用于解決數百米至數十千米的寬帶多媒體數據通信,適合點對點的通信場合[2]。具有繞射能力強,抗干擾及抗衰落能力強,接收靈敏度高,移動性及安全性好的特點。在實際應用中,主要解決遠端移動圖像回傳,多采用車載、背負等模式。數字超短波的傳輸受地形地貌的影響比較大,傳輸距離有限,一般是在50 km以內,對天線架設的地點和高度有一定要求。

3.2.3 集群通信技術

集群通信是一種多用戶共用一組通信通道而不互相影響的技術。該系統能使大量的用戶共享相對有限的頻率資源,具有自動識別用戶,自動并動態地分配無線信道的功能,是一種多用途、高效率的移動調度通信系統。

集群通信中一個基站的覆蓋范圍可達數千米,其最大的特點是使用簡單,接續速度較快,工作方式以單工、半雙工為主,能支持群呼、組呼功能,適合于為移動用戶提供生產調度和指揮控制等語音通信業務。

3.2.4 無線局域網技術

無線局域網是使用無線進行數百米距離數據傳輸的點對多點互聯技術,具備移動性和保密性好等優勢,但覆蓋范圍小。

4 電力應急通信系統建設方案

對上述同種應急通信技術的分析比較,結合電力系統的實際情況,建設電力應急通信系統應以解決指揮中心與現場間的音視頻互動和數據傳輸為出發點,提供靈活機動、可快速部署的通信接入設備和手段。考慮到電力通信網絡經過多年的建設所形成的規模和成效,電力應急通信系統應充分利用好現有的光纖網絡等多種通信資源,建設以衛星通信為主要手段,超短波、集群通信、無線局域網技術相結合,以及有條件時采用光通信方式的電力應急通信系統,如圖1所示。

圖1 山西電力應急通信系統整體結構

4.1 指揮中心與通信保障車間的通信方案

以衛星通信技術和光通信技術解決指揮中心與應急現場間的寬帶主鏈路。在調度大樓設置衛星通信主站(中心站),配備一輛應急通信車做為衛星通信從站,主從站之間通過衛星建立中心站與搶險現場的通信鏈路,支持圖像、話音、數據的互聯互通。若搶險(事件)現場距離任一變電站或供電所較近 (2 km內),可采用野戰光纜連接至變電站,通過變電站溝通現場與中心站間的通信鏈路,如圖2所示。

圖2 指揮中心與通信保障車連接主通道

4.1.1 視頻連接

通過攝像機直接采集圖像信息或與超短波技術結合,配置超短波基站和單兵臺,采集搶險作業點的語音、圖像傳送至通信車。同時,在通信車內配置視頻終端,通過衛星或光纖通信鏈路與省公司會議電視系統連接,將通信車作為省公司會議電視系統的分會場,把現場語音、圖像傳回后方指揮中心,如圖3所示。

圖3 指揮中心與通信保障車視頻連接

4.1.2 數據網絡和語音連接

通信保障車內配置路由器、無線局域網接入設備,通過主鏈路實現現場與省公司的數據連接,中心站與通信車內配置下一代網絡 NGN(Next Generation Netw ork)系統的綜合接入設備IAD(Integorated Access Device),通過數據網實現省公司應急中心與現場的IP電話連接,如圖4所示。

圖4 指揮中心與通信保障車數據網絡和語音連接

4.2 通信保障車與應急作業點間的通信方案

利用集群通信技術,配置無線對講基站和無線對講臺,實現通信車至現場作業點及現場各作業點間的語音通信,如圖5所示。

圖5 通信保障車與現場作業點的語音連接

5 結束語

隨著衛星通信、超短波通信、集群通信等無線通信技術發展趨于成熟,無線通信具有可移動性、組網靈活、不受自然災害的影響等特點,采用以衛星通信為主要手段的電力應急指揮通信系統將極大地提高電網應急應變能力和反應速度,為電網安全、穩定、可靠運行提供強有力的支撐。

[1] 李文峰.現代應急通信技術 [M].西安電科技大學出版社,2007,12:35-37.

[2] 黨梅梅.超寬帶無線通信技術發展現狀[J].中國多媒體通信,2006(11):34-36.

Discussion on Construction of Emergency Communication System in Shanxi Electric power Grid

LOU Ying-zhi,ZHANG Xiao-ning
(Communications Cen ter of Shanxi Eiectric Power Comporation,Taiyuan,Shanxi 030001,China)

The necessity to build the emergency communication system in pow er grid is elaborated based on the present situation in shanxip rovince.The constructional schemeon emergency communication system o f Shanxielectric pow er grid is p roposed based on the comparison of the present communication technology and the demand of emergency communication in powergrid.

emergency communication;satellite communications;numeral super-short w ave;collected communications

TM 73

A

1671-0320(2010)01-0044-03

2009-11-11,

2009-12-12

樓穎稚 (1972-),女,浙江縉云人,1995年畢業于華北電力學院通信工程專業,高級工程師,從事通信網絡管理、運維工作;

張肖寧 (1962-),男,山西汾陽人,1980年畢業于大同電力技校通信專業,技師,從事通信網管理、運維工作。