電力系統(tǒng)應(yīng)急通信技術(shù)的應(yīng)用

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1應(yīng)急通信技術(shù)現(xiàn)狀

AdHoc技術(shù)網(wǎng)絡(luò)由于可脫離基站信號(hào)支持而單獨(dú)信號(hào)供給進(jìn)行通信的特點(diǎn)，成為應(yīng)急通信中追捧的寵兒。目前該領(lǐng)域已取得階段性進(jìn)展，具有代表性的有傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、Mesh網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、Manet（移動(dòng)自發(fā)網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)等。傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到應(yīng)急通信中即實(shí)現(xiàn)了應(yīng)急救援地區(qū)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并及時(shí)將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)上傳到監(jiān)控調(diào)度中心總部，為應(yīng)急搶險(xiǎn)的整體部署提供可靠依據(jù)。Mesh網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是將現(xiàn)有常規(guī)通信資源加以無線網(wǎng)絡(luò)拓展，是利用多跳AdHoc應(yīng)急通信技術(shù)組成特殊應(yīng)急通信網(wǎng)的成功應(yīng)用[1]。將Manet技術(shù)成功應(yīng)用到應(yīng)急通信上，最直觀的案例就是車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，該技術(shù)完全實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)應(yīng)急救援終端相互間的信息數(shù)據(jù)通信，應(yīng)用效果顯著。Kenichi Mase設(shè)計(jì)出一個(gè)天空無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急方案，該方案完美結(jié)合了衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)和AdHoc應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)，為電力系統(tǒng)應(yīng)急通信與公網(wǎng)通信提供了良好的傳輸載體。美國研究小組設(shè)計(jì)出一種綜合復(fù)雜應(yīng)急Mesh網(wǎng)絡(luò)，由于其建設(shè)價(jià)格低廉、響應(yīng)速度快，可被普遍推廣應(yīng)用。Azzedine Boukerche等人通過研究試驗(yàn)總結(jié)研究出一種應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的框架，它可將移動(dòng)協(xié)同虛擬環(huán)境下所有應(yīng)用得以實(shí)現(xiàn)。美國學(xué)者對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)通信網(wǎng)提出了一種救援應(yīng)急通信的多功能的無線應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)，可以在比較復(fù)雜的環(huán)境下應(yīng)用，其應(yīng)用測(cè)試效果也得到同行業(yè)專家的普遍認(rèn)可[2]。針對(duì)應(yīng)急通信的互聯(lián)互通問題，國內(nèi)學(xué)者設(shè)計(jì)出一種基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的多功能互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)，詳細(xì)說明了建設(shè)方法，互聯(lián)互通接口不規(guī)范問題得到解決。另外，國內(nèi)學(xué)者參考輔助應(yīng)急技術(shù)系統(tǒng)研究案例，結(jié)合數(shù)據(jù)庫技術(shù)、繼承網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等進(jìn)行研究，為相關(guān)研究提供有效依據(jù)，并設(shè)計(jì)出一種將可將AdHoc網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、衛(wèi)星通信技術(shù)等相融合的應(yīng)急通信方案，很好地解決了應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)用戶設(shè)備互通及應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)內(nèi)與場(chǎng)外設(shè)備互通問題，為相關(guān)研究提供了很好的借鑒。

2常規(guī)應(yīng)急通信方式

應(yīng)急通信方式異常豐富，如模擬信號(hào)通信、數(shù)字信號(hào)通信、光通信、微波通信等。如今地球正面臨著氣候變暖及各種災(zāi)害頻發(fā)的影響，很多時(shí)候已不能只局限于某個(gè)國家的范圍來考慮問題，其技術(shù)水平和管理水平也要與國際接軌。很多情況需要國與國間的應(yīng)急隊(duì)伍配合才能滿足應(yīng)急需求。整個(gè)國家乃至國與國之間都搭建了專門的應(yīng)急通信系統(tǒng)，一旦需要，即刻啟用。某種程度上，雖然應(yīng)急通信系統(tǒng)常常不對(duì)普通需求使用者開放使用，但普通通信網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)急情況下可為應(yīng)急通信提供載體。按照應(yīng)用載體不同，可將應(yīng)急通信分為無線電臺(tái)通信、數(shù)字信號(hào)集群通信、衛(wèi)星應(yīng)急通信、自組織網(wǎng)絡(luò)、車載應(yīng)急通信等；按照應(yīng)急通信的傳輸方式不同，可將應(yīng)急通信分為有線傳輸和無線傳輸[3]。

3特殊環(huán)境應(yīng)急通信

災(zāi)后24小時(shí)以內(nèi)應(yīng)急通信。此時(shí)應(yīng)急通信的救援時(shí)機(jī)是非常寶貴的，這時(shí)災(zāi)難發(fā)生時(shí)間還不長(zhǎng)，基礎(chǔ)設(shè)施損毀嚴(yán)重，電力系統(tǒng)癱瘓直接導(dǎo)致供電設(shè)備無法供電，大型救援組織和必需物品無法到達(dá)搶險(xiǎn)地區(qū)，只有少數(shù)搶險(xiǎn)先頭部隊(duì)能在第一時(shí)間到達(dá)搶險(xiǎn)地區(qū)。在這個(gè)階段采取的應(yīng)急通訊要具有靈活性，具有強(qiáng)烈的適應(yīng)性，同時(shí)機(jī)動(dòng)性要強(qiáng)，關(guān)鍵一點(diǎn)是能夠構(gòu)建通信設(shè)備可進(jìn)行語音通信。在這個(gè)階段里，要建立一個(gè)空間通信網(wǎng)使數(shù)據(jù)、語音、視頻指揮調(diào)度問題能夠得到充分有效的解決。在災(zāi)難發(fā)生的24小時(shí)之內(nèi)，對(duì)應(yīng)急通信需求的要求比較高，組網(wǎng)的實(shí)際耗時(shí)比較大，應(yīng)急通信要有強(qiáng)大的覆蓋范圍，對(duì)當(dāng)前的可用地面通訊設(shè)備和衛(wèi)星通信系統(tǒng)可以兼容，能夠?qū)?shù)字集群提供良好的服務(wù)。災(zāi)后48小時(shí)以內(nèi)應(yīng)急通信。災(zāi)后24~48小時(shí)內(nèi)，隨著一部分基礎(chǔ)設(shè)施得到不同程度的修復(fù)，一些小型救援車輛可到達(dá)搶險(xiǎn)地區(qū)，應(yīng)急電源和部分物資也能夠到達(dá)部分地區(qū)，相比較上一時(shí)段，應(yīng)急搶險(xiǎn)部隊(duì)也有明顯增加，并陸續(xù)進(jìn)駐受災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)。該時(shí)段要保證應(yīng)急搶險(xiǎn)部隊(duì)的合理調(diào)度，進(jìn)一步擴(kuò)大通信區(qū)域，最大限度保證災(zāi)區(qū)人民的通信。應(yīng)急通信車在這個(gè)階段能夠發(fā)揮很大的作用，能夠通過數(shù)字集群系統(tǒng)運(yùn)行靈活有效的現(xiàn)場(chǎng)通訊覆蓋。災(zāi)后72小時(shí)以內(nèi)應(yīng)急通信。災(zāi)后24~48小時(shí)內(nèi)，應(yīng)急搶險(xiǎn)救援工作全方位開展，對(duì)應(yīng)急搶險(xiǎn)通信質(zhì)量的要求更高。對(duì)受災(zāi)地區(qū)多種類搶險(xiǎn)救援部隊(duì)的搶險(xiǎn)調(diào)度、救災(zāi)搶險(xiǎn)等相關(guān)的工作必須有穩(wěn)定、高效的多業(yè)務(wù)通信方面的有效支持。而且對(duì)受災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)不同網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)接口的規(guī)范性、互聯(lián)性要求更高，應(yīng)急通信系統(tǒng)必須滿足急劇膨脹的數(shù)據(jù)、語音視頻方面的相關(guān)業(yè)務(wù)。目前的應(yīng)急通訊的關(guān)鍵性設(shè)施為應(yīng)急通信車與比較固定的應(yīng)急通訊系統(tǒng)，集群通信技術(shù)在整個(gè)體系中發(fā)揮重要作用。

4電力系統(tǒng)應(yīng)急通信應(yīng)用現(xiàn)狀及技術(shù)問題

4.1電力系統(tǒng)應(yīng)急通信技術(shù)體系現(xiàn)狀

現(xiàn)如今，公共網(wǎng)絡(luò)正向IPV6技術(shù)時(shí)代演變，電力系統(tǒng)也已經(jīng)使用了IPV6的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，該技術(shù)可有效解決IPV4地址資源有限的短板，還可使多種接入設(shè)備同時(shí)接入互聯(lián)網(wǎng)。對(duì)公網(wǎng)的處理能力有了整體的提升，提供了更加安全的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行機(jī)制，提高了公網(wǎng)的服務(wù)水平和服務(wù)質(zhì)量。應(yīng)急通信技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用中，還有一種技術(shù)叫集群應(yīng)急通信系統(tǒng)。其主要實(shí)現(xiàn)功能是支持多用戶同時(shí)公用一組通信信道，并可根據(jù)需要有序的分配使用信道的專有應(yīng)急通信網(wǎng)技術(shù)。從某種意義上講，它上面提到的文章與上文提到的電力通信專網(wǎng)類似，這項(xiàng)技術(shù)除應(yīng)用于電力系統(tǒng)外，還主要應(yīng)用于一些特殊部門，如政府軍隊(duì)、應(yīng)急救援、突發(fā)事件管理等機(jī)構(gòu)，主要實(shí)現(xiàn)其現(xiàn)場(chǎng)指揮調(diào)度等工作。目前此項(xiàng)技術(shù)建設(shè)比較成功的有歐盟研發(fā)的TETRA系統(tǒng)。國內(nèi)對(duì)集群通信應(yīng)急技術(shù)也進(jìn)行了研發(fā)，雖然不比國外的技術(shù)成熟，但也進(jìn)行了大膽嘗試，具有代表性是華為通信公司的GT800系統(tǒng)及中興通信公司的Gota系統(tǒng)[4]。

4.2電力系統(tǒng)應(yīng)急通信應(yīng)用技術(shù)問題

我國電力系統(tǒng)應(yīng)急通信技術(shù)的導(dǎo)向是衛(wèi)星通信技術(shù)，其輔助應(yīng)用主要是海事衛(wèi)星通信技術(shù)，短波通信和車載近程接入系統(tǒng)。該應(yīng)急通信技術(shù)體系特點(diǎn)明顯，具有通信技術(shù)相對(duì)成熟、抗外界信號(hào)干擾能力強(qiáng)、通信網(wǎng)絡(luò)搭建靈活方便等優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也存在短板[5]。核心技術(shù)由少數(shù)發(fā)達(dá)國家掌握。目前國內(nèi)電力公司在用的應(yīng)急通信系統(tǒng)，基本是應(yīng)用全球定位系統(tǒng)GPS進(jìn)行衛(wèi)星精準(zhǔn)定位，并依靠海事衛(wèi)星進(jìn)行通信，其核心技術(shù)基本是由少數(shù)幾個(gè)發(fā)達(dá)國家掌握，其信息安全性方面及保密信息泄露方面令人擔(dān)憂。應(yīng)急通信技術(shù)功能性有待提高，智能分析技術(shù)差。如今的應(yīng)急通信技術(shù)往往只是服務(wù)于單純的多媒體、語音信號(hào)的傳輸，只是停留在單純的將信息從A點(diǎn)傳遞到B點(diǎn)，沒有達(dá)到智能、系統(tǒng)的對(duì)信息加以分析、處理，挖掘有價(jià)值信息的水平，不能直觀的給指揮者提供調(diào)度指揮參考，應(yīng)用效果不夠理想化，不能達(dá)到人工智能的效果。應(yīng)急通信不能實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)覆蓋。目前國內(nèi)電力系統(tǒng)應(yīng)急通信系統(tǒng)雖然已開始利用衛(wèi)星設(shè)備，如移動(dòng)車載衛(wèi)星VSAT系統(tǒng)、衛(wèi)星電話等，但通信方式還不夠多樣化，在處理大型復(fù)雜情況時(shí)，很難及時(shí)準(zhǔn)確地與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急通信鏈路相連接，很難實(shí)現(xiàn)全方位、無死角的對(duì)電網(wǎng)區(qū)域?qū)嵭腥采w。硬件設(shè)備配置落后于公共網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展進(jìn)程。隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，通信行業(yè)的發(fā)展也水漲船高，但電力公司對(duì)于應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本及維護(hù)成本方面卻投入較少，會(huì)直接導(dǎo)致好的技術(shù)沒有好的設(shè)備做依托，一旦緊急情況來臨，局部地區(qū)會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)擁塞現(xiàn)象，影響應(yīng)急搶險(xiǎn)效果，為電力系統(tǒng)及國家?guī)聿槐匾慕?jīng)濟(jì)損失，形成惡性循環(huán)。

作者：朱紅杰 郎潔 徐正亞 魯雙貴 肖勝 單位：南方電網(wǎng)保山供電局