變電站錄音設備IP化及組網運行的研究

杜鵑，陸飛飛，劉英，朱信剛(國網江蘇徐州供電公司，江蘇徐州，221000)

變電站錄音設備IP化及組網運行的研究

杜鵑，陸飛飛，劉英，朱信剛
(國網江蘇徐州供電公司，江蘇徐州，221000)

錄音設備是電力調度通信系統的重要組成，隨著調度通信技術的IP化，要求錄音設備不僅僅能夠通過并線的方式對模擬線或數字中繼線進行錄音，更要求錄音設備支持IP網絡抓包錄音方式，滿足調度通信IP化的需求。

錄音設備；錄音組網；IP網絡抓包錄音；調度通信

0 引言

目前徐州市電力調度通信主要還是依靠傳統電路通信，電路通信方式經過幾十年的發展已經十分的成熟和穩定，電力調度通信的主要載體是調度臺，目前錄音設備主要是對調度臺進行錄音，錄音的主要方式是數字或是模擬語音卡并線的的方式實現錄音。

通信IP化是業界公認的未來通信發展方向，目前在電力經過多年發展具備成熟應用的是軟交換技術，軟交換也是下一代電力調度的主流解決方案，軟交換以IP分組交換為基礎，核心的協議以會話初始協議（Session Initiation Protocol，SIP）為主，而在通信業務上以實現語音、視頻和數據的多媒體通信方式為目的。因此，錄音設備的IP化，顯得尤為重要。

徐州市電力通信以電力調度通信需求為出發點，結合通信技術的IP化發展趨勢，進行了錄音設備IP化及組網運行的研究，本文將從錄音設備的IP組網和錄音設備的IP抓包錄音兩個實際的錄音業務的需求進行分析，來闡述IP錄音設備的應用方式。

1 基于電路交換的傳統錄音設備

目前公司及所轄變電站均已經部署調度臺或調度通信電話，并對其進行配套錄音，錄音設備都是各自獨立運行，錄音設備的功能比較單一，而且比較孤立，與調度通信系統融合度很低，錄音與交換設備的信息沒有互通，資源不能共享，錄音設備運維管理很分離，效率很低，主要問題有：①數據丟失；②故障未及時發現導致關鍵錄音數據丟失；③變電站調度錄音系統出現問題需等待技術人員到場處理，故障處理不及時；④各站調度電話均為獨立運行，沒有匯總統計數據，統計日常呼叫次數，值班響應速度等；⑤各站部分行政電話有臨時作為調度應用，但該部分電話未納入錄音數據采集管理；⑥錄音設備無法實現IP交換系統的IP錄音。

2 錄音設備的IP組網

利用電力IP數據網，將多臺錄音設備進行IP組網，并通過增加組網管理服務器對被組網的錄音設備進行統一管理、集中維護、數據備份，把原來分離的多套錄音系統通過網絡組成一個有機的整體，可以有效提高各站調度錄音數據的安全性，及時發現、處理調度錄音系統故障，保證調度錄音數據不丟失，并可以根據需求獲取有價值的統計匯總報表數據。

圖1 錄音IP組網示意圖

2.1 錄音數據上傳

錄音數據上傳包含錄音的語音數據信息和錄音時間、號碼等記錄數據信息的上傳。錄音設備上通常會存放我們所需要的通道、主、被叫號碼、名稱、開始時間、結束時間、音頻文件等錄音信息。我們需要找到對應的數據表，并確定一個每條錄音數據唯一的標識，我們定義為錄音數據的SN(序列)。就可以將錄音數據不重復，無錯漏地上傳到集中管控服務器上，并能實現后述的錄音比對和反向恢復功能。

中心站服務器管控平臺對下屬變電站的錄音進行定期檢索，發出數據上傳請求，該請求會攜帶最后一條上傳數據的錄音記錄數據的唯一標識SN。我們要根據不同品牌的錄音設備的實際數據，確定錄音記錄數據的唯一序列號SN。如果錄音設備沒有相應的字段，我們可以在集中管控插件軟件中通過錄音起止時間，主備叫號碼，錄音時長等條件智能地判斷，生成臨時的輔助SN，實現錄音上傳功能。

收到數據上傳請求后，根據SN從錄音設備數據中查找下一條錄音數據。如果找到，將該記錄的記錄信息和音頻文件數據上傳到集中管控服務器，為了分散任務，避免一次做大量的工作，可設定每次上傳的記錄數量。如果是首次部署，會自動選在深夜等空閑時間加大每次上傳的數量和增加輪巡的頻率。

中心站服務器管控平臺收到話單和錄音數據后用MD5校驗和校驗數據的完整性，如果校驗成功，將話單寫入數據庫，同時將最后一條上傳數據的SN置為該條記錄的SN,如果失敗則將數據丟棄，下一次請求會重傳該錄音數據。

中心站服務器管控平臺上記錄著所管屬的錄音設備的參數信息，可設定某些設備是主備備份的設備，互為備份的設備用同一個標識捆綁在一起。當錄音數據上傳時，需要判斷與其備份的錄音設備的對應數據是否存在，也作好相應的標識，方便自動篩選過濾和數據比對，反向覆蓋。如果上傳的過程中發現音頻文件丟失，服務器上做相應的標記，如果備用錄音設備上有對應的錄音音頻文件，可在后面的反向覆蓋功能中將該音頻文件下載到錄音設備中去。文件上傳是針對每個地方的主備錄音系統的，所以上傳以后，會根據錄音時間，時長，通道號，主備叫號碼等信息智能比較，篩選出重復的數據。

2.2 實時監控

中心站服務器管控平臺對下面的錄音設備進行實時監控，通過圖形化界面使用不同顏色區分不同等級的告警，并需提供聲光電、短信、郵件、電話等故障通知接口。監控的內容包括但不限于：

①網絡連接失敗：網絡連接失敗包擴硬件連接中斷，軟件心跳失敗，均可檢測。

②長時間未錄音：可設定長時間無錄音的時間判斷門限，默認為24小時。如果有主備錄音設備，一方有新的錄音產生，另一方無新錄音產生，超過10分鐘，即產生告警。

③磁盤空間信息: 根據集中管控插件實時采集的磁盤空間信息，磁盤剩余空間低設定告警的門限值即產生告警。

2.3 文件查詢

用戶可以采用客戶端或WEB的方式訪問到集中管控服務器，根據不同的條件查詢錄音及回放錄音。查詢條件包括主叫、被叫、開始時間、結束時間、通道號、名稱、通話時長等自由組合，同時支持模糊查找。

2.4 用戶管理

系統會保留一個超級管理員，該管理員擁有所有的權限，用戶用該管理員登錄創建其他用戶，用戶在創建時會賦予不同的權限，包括管理、刪除，同時可以設置只對對指定的通道或號碼進行操作。用戶登陸時需通過基于RSA密鑰對的數字簽名認證。

2.5 統計報表

系統可根據數據對遠端錄音系統的錄音情況進行統計，通過圖形化的方式進行體現，并形成相關報表。

3 錄音設備的IP網絡抓包錄音

3.1 系統原理

在分組網絡中對IP 電話進行錄音，首先需要抓到所有通話相關的分組數據包，包括信令數據包和語音數據包。在局域網中捕獲數據包主要有兩種方式：利用以太網的廣播特性或者利用交換機的端口鏡像功能。本系統暫時只考慮后者，交換機通過鏡像給端口將所有經過該交換機的數據都發送到錄音服務器的網卡上，這樣錄音服務器就可以通過WinPcap抓取到所有的信令和媒體數據。然而一般情況下網卡是工作在非混雜模式，這時網卡只接收寫有自己MAC 地址的數據幀。所以還需要設置網卡的工作模式為混雜模式（WinPcap 中有相應的接口函數）。

完成數據包捕獲之后便要進行數據包的處理。前面已經提到，捕獲到的數據包包括信令和語音及視頻。IP 電話的信令協議主要有H.323 和SIP。SIP 協議具有簡單、獨立、擴展性好等諸多好的特性，因此越來越多的IP 電話采用SIP 協議，本系統便是針對的SIP 信令。通過對SIP 消息進行解析，從而監聽到整個呼叫過程，包括呼叫建立、通話、呼叫結束等，并結合從SIP 消息中解析出的SDP 消息得到語言通信的相關信息，從而控制對語音數據包的捕獲，并最終將捕獲到的語音和視頻數據包形成聲音文件和視頻文件，實現錄音錄像功能。

3.2 系統軟件實現

系統軟件實現大致由三個模塊組成：網卡抓包模塊、sip信令處理模塊和語音包處理模塊。軟件設計采用了多線程技術，使得各模塊并行工作。

3.3 SIP會話建立及釋放

Sip呼叫建立只要解析出具有相同call_id的invite、200ok、ack消息，便可以判斷出一次通話建立了，這時就要啟動一語音處理線程，開始進行錄音。

同樣只要解析出具有相同call_id 的bye、200ok 消息便可以判斷出這次通話結束了，這時就要退出相應的語音處理線程。

4 結論

目前錄音設備的IP化業務應用在徐州市已經逐步開展，經過實際的驗證能夠符合徐州市電力調度通信的實際需求，通過調度業務應用的推廣，能夠讓電力調度業務更加高質和高效，能夠大幅提高電力調度處置的效率和準確率，對于徐州市電力調度通信未來發展具有指導意義，也為徐州市的電力運行提供更加可靠的業務和技術保障。

[1] 王騰翔.實時動態監測技術在電力系統控制中的應用[J].電氣技術,2011(6):29-30.

[2] 張化代,曹新智,王敏.雙模錄音系統在電力調度交換網中的應用[J].電力信息與通信技術,2015,13(10):83-86.

On the IP tendency and network operation of substation audio recording device

Du Juan,Lu Feifei,Liu Ying,Zhu Xingang
(State Grid XuZhou Power Supply Company, Xuzhou Jiangsu,221000)

As an important part of power dispatching communication system, in accordance with IP tendency of dispatching communication technology, the audio recording devices’ fulfillment is not only recording the artificial line and digital trunk line with doubling line pattern, but also adapting to support IP network capture recording mode, and meet the demand of IP communication scheduling.

audio recording device; recording networking; IP network capture recording; dispatching communication