電力系統(tǒng)應急通信技術(shù)的應用
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1應急通信技術(shù)現(xiàn)狀
AdHoc技術(shù)網(wǎng)絡由于可脫離基站信號支持而單獨信號供給進行通信的特點，成為應急通信中追捧的寵兒。目前該領域已取得階段性進展，具有代表性的有傳感器網(wǎng)絡技術(shù)、Mesh網(wǎng)絡技術(shù)、Manet（移動自發(fā)網(wǎng)絡）技術(shù)等。傳感器網(wǎng)絡技術(shù)應用到應急通信中即實現(xiàn)了應急救援地區(qū)數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控，并及時將監(jiān)控數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控調(diào)度中心總部，為應急搶險的整體部署提供可靠依據(jù)。Mesh網(wǎng)絡技術(shù)是將現(xiàn)有常規(guī)通信資源加以無線網(wǎng)絡拓展，是利用多跳AdHoc應急通信技術(shù)組成特殊應急通信網(wǎng)的成功應用[1]。將Manet技術(shù)成功應用到應急通信上，最直觀的案例就是車載網(wǎng)絡技術(shù)，該技術(shù)完全實現(xiàn)了電力系統(tǒng)應急救援終端相互間的信息數(shù)據(jù)通信，應用效果顯著。Kenichi Mase設計出一個天空無線網(wǎng)絡應急方案，該方案完美結(jié)合了衛(wèi)星通信網(wǎng)絡和AdHoc應急通信網(wǎng)絡，為電力系統(tǒng)應急通信與公網(wǎng)通信提供了良好的傳輸載體。美國研究小組設計出一種綜合復雜應急Mesh網(wǎng)絡，由于其建設價格低廉、響應速度快，可被普遍推廣應用。Azzedine Boukerche等人通過研究試驗總結(jié)研究出一種應急通信網(wǎng)絡技術(shù)的框架，它可將移動協(xié)同虛擬環(huán)境下所有應用得以實現(xiàn)。美國學者對無線網(wǎng)絡與移動通信網(wǎng)提出了一種救援應急通信的多功能的無線應用網(wǎng)絡，可以在比較復雜的環(huán)境下應用，其應用測試效果也得到同行業(yè)專家的普遍認可[2]。針對應急通信的互聯(lián)互通問題，國內(nèi)學者設計出一種基于網(wǎng)絡技術(shù)的多功能互聯(lián)網(wǎng)絡信息平臺，詳細說明了建設方法，互聯(lián)互通接口不規(guī)范問題得到解決。另外，國內(nèi)學者參考輔助應急技術(shù)系統(tǒng)研究案例，結(jié)合數(shù)據(jù)庫技術(shù)、繼承網(wǎng)絡技術(shù)等進行研究，為相關(guān)研究提供有效依據(jù)，并設計出一種將可將AdHoc網(wǎng)絡通信技術(shù)、衛(wèi)星通信技術(shù)等相融合的應急通信方案，很好地解決了應急現(xiàn)場用戶設備互通及應急現(xiàn)場場內(nèi)與場外設備互通問題，為相關(guān)研究提供了很好的借鑒。
2常規(guī)應急通信方式
應急通信方式異常豐富，如模擬信號通信、數(shù)字信號通信、光通信、微波通信等。如今地球正面臨著氣候變暖及各種災害頻發(fā)的影響，很多時候已不能只局限于某個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急隊伍配合才能滿足應急需求。整個國家乃至國與國之間都搭建了專門的應急通信系統(tǒng)，一旦需要，即刻啟用。某種程度上，雖然應急通信系統(tǒng)常常不對普通需求使用者開放使用，但普通通信網(wǎng)絡在應急情況下可為應急通信提供載體。按照應用載體不同，可將應急通信分為無線電臺通信、數(shù)字信號集群通信、衛(wèi)星應急通信、自組織網(wǎng)絡、車載應急通信等；按照應急通信的傳輸方式不同，可將應急通信分為有線傳輸和無線傳輸[3]。
3特殊環(huán)境應急通信
災后24小時以內(nèi)應急通信。此時應急通信的救援時機是非常寶貴的，這時災難發(fā)生時間還不長，基礎設施損毀嚴重，電力系統(tǒng)癱瘓直接導致供電設備無法供電，大型救援組織和必需物品無法到達搶險地區(qū)，只有少數(shù)搶險先頭部隊能在第一時間到達搶險地區(qū)。在這個階段采取的應急通訊要具有靈活性，具有強烈的適應性，同時機動性要強，關(guān)鍵一點是能夠構(gòu)建通信設備可進行語音通信。在這個階段里，要建立一個空間通信網(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。在災難發(fā)生的24小時之內(nèi)，對應急通信需求的要求比較高，組網(wǎng)的實際耗時比較大，應急通信要有強大的覆蓋范圍，對當前的可用地面通訊設備和衛(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。災后48小時以內(nèi)應急通信。災后24~48小時內(nèi)，隨著一部分基礎設施得到不同程度的修復，一些小型救援車輛可到達搶險地區(qū)，應急電源和部分物資也能夠到達部分地區(qū)，相比較上一時段，應急搶險部隊也有明顯增加，并陸續(xù)進駐受災現(xiàn)場。該時段要保證應急搶險部隊的合理調(diào)度，進一步擴大通信區(qū)域，最大限度保證災區(qū)人民的通信。應急通信車在這個階段能夠發(fā)揮很大的作用，能夠通過數(shù)字集群系統(tǒng)運行靈活有效的現(xiàn)場通訊覆蓋。災后72小時以內(nèi)應急通信。災后24~48小時內(nèi)，應急搶險救援工作全方位開展，對應急搶險通信質(zhì)量的要求更高。對受災地區(qū)多種類搶險救援部隊的搶險調(diào)度、救災搶險等相關(guān)的工作必須有穩(wěn)定、高效的多業(yè)務通信方面的有效支持。而且對受災現(xiàn)場不同網(wǎng)絡互聯(lián)接口的規(guī)范性、互聯(lián)性要求更高，應急通信系統(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。目前的應急通訊的關(guān)鍵性設施為應急通信車與比較固定的應急通訊系統(tǒng)，集群通信技術(shù)在整個體系中發(fā)揮重要作用。
4電力系統(tǒng)應急通信應用現(xiàn)狀及技術(shù)問題
4.1電力系統(tǒng)應急通信技術(shù)體系現(xiàn)狀
現(xiàn)如今，公共網(wǎng)絡正向IPV6技術(shù)時代演變，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，還可使多種接入設備同時接入互聯(lián)網(wǎng)。對公網(wǎng)的處理能力有了整體的提升，提供了更加安全的網(wǎng)絡運行機制，提高了公網(wǎng)的服務水平和服務質(zhì)量。應急通信技術(shù)在電力系統(tǒng)的應用中，還有一種技術(shù)叫集群應急通信系統(tǒng)。其主要實現(xiàn)功能是支持多用戶同時公用一組通信信道，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，這項技術(shù)除應用于電力系統(tǒng)外，還主要應用于一些特殊部門，如政府軍隊、應急救援、突發(fā)事件管理等機構(gòu)，主要實現(xiàn)其現(xiàn)場指揮調(diào)度等工作。目前此項技術(shù)建設比較成功的有歐盟研發(fā)的TETRA系統(tǒng)。國內(nèi)對集群通信應急技術(shù)也進行了研發(fā)，雖然不比國外的技術(shù)成熟，但也進行了大膽嘗試，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)應急通信應用技術(shù)問題
我國電力系統(tǒng)應急通信技術(shù)的導向是衛(wèi)星通信技術(shù)，其輔助應用主要是海事衛(wèi)星通信技術(shù)，短波通信和車載近程接入系統(tǒng)。該應急通信技術(shù)體系特點明顯，具有通信技術(shù)相對成熟、抗外界信號干擾能力強、通信網(wǎng)絡搭建靈活方便等優(yōu)勢，但同時也存在短板[5]。核心技術(shù)由少數(shù)發(fā)達國家掌握。目前國內(nèi)電力公司在用的應急通信系統(tǒng)，基本是應用全球定位系統(tǒng)GPS進行衛(wèi)星精準定位，并依靠海事衛(wèi)星進行通信，其核心技術(shù)基本是由少數(shù)幾個發(fā)達國家掌握，其信息安全性方面及保密信息泄露方面令人擔憂。應急通信技術(shù)功能性有待提高，智能分析技術(shù)差。如今的應急通信技術(shù)往往只是服務于單純的多媒體、語音信號的傳輸，只是停留在單純的將信息從A點傳遞到B點，沒有達到智能、系統(tǒng)的對信息加以分析、處理，挖掘有價值信息的水平，不能直觀的給指揮者提供調(diào)度指揮參考，應用效果不夠理想化，不能達到人工智能的效果。應急通信不能實現(xiàn)全網(wǎng)覆蓋。目前國內(nèi)電力系統(tǒng)應急通信系統(tǒng)雖然已開始利用衛(wèi)星設備，如移動車載衛(wèi)星VSAT系統(tǒng)、衛(wèi)星電話等，但通信方式還不夠多樣化，在處理大型復雜情況時，很難及時準確地與現(xiàn)場應急通信鏈路相連接，很難實現(xiàn)全方位、無死角的對電網(wǎng)區(qū)域?qū)嵭腥采w。硬件設備配置落后于公共網(wǎng)絡的發(fā)展進程。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，但電力公司對于應急通信網(wǎng)絡建設成本及維護成本方面卻投入較少，會直接導致好的技術(shù)沒有好的設備做依托，一旦緊急情況來臨，局部地區(qū)會造成網(wǎng)絡擁塞現(xiàn)象，影響應急搶險效果，為電力系統(tǒng)及國家?guī)聿槐匾慕?jīng)濟損失，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
