應急通信與網絡保護系統在川氣東送管道的應用

許磊

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應急通信與網絡保護系統在川氣東送管道的應用

許磊

中原石油勘探局通信管理處天然氣管道項目部，河南 濮陽 457001

川氣東送管道的調度控制以及運行維護，是依托于隨管道同期建設的通信系統和自動化控制系統，管道站場的SCADA數據、語音信號、視頻信號、辦公網絡數據等均依賴于通信系統傳送至本部調度控制中心。管道在其運行的過程中，面臨著洪災、地震、山體滑坡、地面沉降等自然災害和基礎建設施工、農業耕種、河道清淤等人為的破壞。這些針對管道的危害一旦發生，不僅會造成資源的損失，而且還會造成較大的環境污染以及社會安全事件。為保障企業站場的正常運行以及在險情發生的第一時間進行控制和搶修，建設統一的應急通信系統和網絡保護系統是非常必要的。

應急通信系統；衛星通信系統；網絡保護

1 長輸管道運維現狀及面臨的問題

長輸管道的調度、控制以及運行維護，是依托于隨管道同期建設的通信系統和自動化控制系統，管道站場的SCADA數據、語音信號、視頻信號、辦公網絡數據等均依賴于通信系統傳送至本部調度控制中心。管道在其運行的過程中，面臨著洪災、地震、山體滑坡、地面沉降等自然災害和基礎建設施工、農業耕種、河道清淤等人為的破壞。這些針對管道的危害一旦發生，不僅會造成資源的損失，而且還會造成較大的環境污染以及社會安全事件。因此，建設一個統一的應急通信系統和網絡保護系統，消除信息孤島，為管道災害發生后的站場的備用通信接入、現場的應急通信保障，能夠提供視頻、語音等信號傳輸，以保證站場的正常運行。在災害發生后的第一時間到達現場，在控制災害影響范圍，保護環境并減少企業損失的同時，將現場實時情況以及維搶修的進度等情況傳送至公司本部、調控中心以及維搶修中心，及時跟蹤現場搶修進度，評估災害影響，為領導做決策提供依據。

2 應急通信與網絡保護系統

2.1 網絡保護系統

當前國內大部分企業采用的保護方式有以下幾種：一是SDH自愈環保護，二是人工調度保護，三是光路自動切換保護等。SDH自愈環保護技術是目前提高光網絡安全性的有效手段之一。所謂自愈，就是不需要人為干預，光網絡能夠在極短的時間內，從故障中自動恢復業務。在自愈的過程中各種業務不會中斷，用戶甚至感覺不到網絡發生了變化。SDH自愈環保護網采用多條路由的拓撲方式進行組網，備用路由可以采用備用設備或者是利用現有設備中的冗余能力，以滿足業務恢復，或使高優先級別的業務不受影響。通過這種組網結構，自愈環上的各節點能夠根據需要進行靈活切換，同時在網電路可以得到百分百的保護，無需人為干預。但是SDH自愈環保護技術在網絡拓撲結構上要求形成環網，投資巨大。光纖鏈路自動切換保護系統是一種應用于光纖通信領域的主備光路切換的系統。它能夠自動識別主備系統光路的信號狀態，在主用光纖線路發生障礙的時候，將光路實時切換到備用線路，從而保護光纜線路的通暢運行。就是通過對光纜線路中光功率的變化進行實時監測，一旦發現故障，可以實現自動將工作光路快速切換到備用光路上，在極短時間內恢復業務，完成對故障的快速反應以及恢復機制。光纖自動切換保護系統是一種對物理層的保護，原理比較簡單，只是要求有多條路由物理鏈路。上述兩種保護方式對現階段大多數管道運行企業來說存在一定難度，主要體現在國內管道通信網多為單路由鏈式結構，難以形成環網，同時管道光纜多為同溝敷設模式，沒有多路由物理鏈路用以實現物理保護。一旦發生單路由傳輸的光纜故障和設備故障，鏈型網絡所帶的業務將中斷，存在一個極大的網絡安全隱患[1]。

為了實現管道光纜路由在遭到破壞后，遠端站場的SCADA數據、語音、視頻信號、辦公網絡數據等能夠傳送到調控中心，不影響正常的生產運行。除了在SDH網絡上將所有通信業務傳輸到調控中心，同時將重點業務（如SCADA業務、視頻會議業務等）通過SDH網絡反向傳輸到末端站場，在末端站場租用電信運營商已具有的跨省電路將業務傳送到調控中心，這樣形成正常狀態下的管道專網運行，以及發生故障時期的業務反向傳輸結合電信跨省電路對重點業務進行不間斷傳輸。

2.2 應急通信系統

應急通信系統是由衛星通信系統、應急指揮系統以及車載通信系統幾部分構成。其中應急指揮系統是整個系統的核心，通過衛星鏈路與通信車連接，實現數據、語音、視頻等各種業務的傳輸。通信車通過衛星鏈路與本部的應急指揮系統進行連接，布置于現場的通信系統包括高清攝像機、對講系統等通過有線或無線方式將數據傳輸至通信車，實現與指揮中心雙向通信。應急指揮系統綜合無線通信、有線通信、衛星通信等多種技術手段，可以保障各級應急指揮的通信需要，保障數據、語音、視頻等業務的實時傳輸需求。衛星通信系統由主站系統和移動端站部分組成星形網絡。車載通信系統主要由移動視頻通信系統、天線、衛星通信設備、車載固定攝像機設備、綜合接入平臺軟件、視頻會議設備、電源設備等組成。應急通信系統綜合了多種技術手段保障各級應急指揮的通信需要，保障數據、語音、視頻等業務的實時傳輸需求，保證業務全天候暢通；保障現場圖像、語音、視頻等通信暢通；在山地、沙漠、丘陵等自然環境下，保障應急通信聯絡不中斷；提供災害等特殊情況下的應急通信保障，各種應急通信方式能夠互為備份。

3 系統優勢

（1）提供業務級保護，規劃靈活：反向傳輸僅提供業務保護，不用增加設備，可隨時上下業務，租用的電信電路透明，不會對業務產生額外影響。（2）分布式調度：應急指揮中心和應急通信車分別配備有獨立的調度系統，視頻服務器和調度機可以作為主從關系存在，現場應急通信車中的設備可以將現場數據實時上傳至指揮中心服務器，在衛星鏈路不可靠的情況下，現場應急通信車調度系統可以自成體系，獨立對應急現場進行指揮調度，可以通過現場應急通信車的視頻會議系統召開局部視頻會議、對本地視頻信息進行錄像和保存，很大程度可減少衛星鏈路壓力。二級分布式的調度系統，可以協同工作，也可以互為備份，這是整套系統的優勢所在。（3）協同調度：系統還支持多調度臺協同調度，可以讓現場人員和指揮中心的人員實現異地協同調度，極大地提高工作協同的能力。（4）全IP架構，高度融合；將語音、視頻調度等融合為一，在同一個信息通道上，實現了應急語音調度、視頻回傳等多種功能。

4 應用案例

潛江應急搶險演練保障：2014年11月24日 川氣東送管道分公司進行公司級應急演練，邀請湖北省安檢部門領導及天分公司領導進行觀摩。演練模擬管道發生險情后，管道巡線人員將現場情況匯報后，川氣東送應急指揮中心執行應急預案，應急通信車開赴現場，開啟車載應急通信系統將現場搶險情況上傳指揮中心，并建立語音通道，保障了搶險工作的順利進行。

[1]許磊，熊文龍，張義.川氣東送視頻會議系統卡頓的分析與處理[J].中小企業管理與科技旬刊，2015（9）：286.

TE973

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1009-6434（2016）02-0027-01