慈溪电力应急指挥通信系统的建设

王 伟，林 科，郑 重

（慈溪市供电局，浙江 慈溪 315300）

0 引言

2008年南方冰灾以来，国家电网公司针对电力通信网缺乏机动应急通信能力的状况，逐步开展了融合卫星、模拟集群、无线局域网、无线专网以及有线光缆等多种系统为一体的应急指挥通信系统的规划设计工作。为了保证系统的机动性，其主要的近程接入手段采用无线方式实现。目前的无线传输方案主要有Wi-Fi，WiMAX，3G等，但三者都存在一些不足之处。Wi-Fi网络间存在相互干涉、穿透力不强且传输距离不远的缺点；WiMAX网络的规范、标准体系不完善，频率使用上尚存在一些问题；3G网络的安全性太低，且容易由于网络拥堵影响使用效果，后期运维成本也较大。

在深入了解国家电网公司对应急指挥通信系统总体规划设计要求的基础上，慈溪供电局结合自身应急指挥调度方面的需求，为进一步提高供电部门对重大突发事件的快速反应能力、应急处理能力和总体控制能力，构建畅通、高效协同的指挥信息平台，提供更加快捷的语音、视频、数据传输及通信保障服务，组织搭建了一套基于无线专网的应急指挥通信系统。

1 系统建设方案

1.1 系统总体架构

系统主要由区域传输网络和应急指挥调度平台两部分组成，其总体架构如图1所示。

图1 系统总体架构

系统中的应急指挥调度平台集现场图像监控、语音调度指挥、数据处理、移动定位等各种重大、紧急突发事件的实时信息智能处理功能于一体，同时实现各种数据、信息的备份及其在不同职能部门之间的共享。

指挥调度平台是整个系统的应用汇聚点，运行基础是由电力光纤专网和宽带无线专网构成的IP传输网络。该网络由光纤通道完成应急指挥中心与无线基站之间的有线连接，再由无线基站实现区域内的宽带无线网络信号覆盖。

整个宽带无线传输网络是一个采用自定义体制实现的专用网络，包括基站、车载终端和背负终端等部分，在提供IP传输通路的同时集成了音视频通信和移动定位等功能。无线专网符合应急通信系统的技术要求，能够进行快速部署，网络具有自动组织和管理的能力，实用性、安全性、可靠性及可扩展能力强。

1.2 系统配置

无线应急指挥通信系统的配置包括4部分：

（1）调度指挥平台管理服务器，完成视频监控、语音调度控制、数据信息处理备份和信息分发共享等功能，是整个系统业务和管理的集中平台。

（2）指挥中心配备2个单兵背负终端设备、2个车载终端设备（可支持中继应用），作为现场信息采集及无线信号传输链路建立的载体，最多可支援4个突发现场。

（3）局端和周巷、观海卫、慈东中心片区各配备1个上架式中心基站设备，实现各自区域的宽带无线网络信号覆盖。

（4）局应急指挥中心与各基站之间以光纤通道进行连接，每条光纤链路以8 Mbps的通路带宽来保证视频传输要求。

1.3 应急指挥中心实施方案

应急指挥中心的基站天线架设在供电局大楼顶，基站设备放置在机房。除了架设无线基站之外，还需完成应急指挥中心与各个无线基站之间的数据汇聚。因此在通信机房中专门为4个无线基站提供4个光纤接入口，同时也为应急指挥中心提供1个光纤接入口，总共5个光口组成1个专用局域网。应急指挥中心的实施方案见图2。

图2 应急指挥中心结构

应急指挥中心需设有综合业务指挥调度平台服务器和综合业务终端，直接以LAN方式接入光纤专网。其中平台负责多媒体业务处理、无线网络资源及设备管理、定位跟踪等功能的管理；同时向应急指挥中心和各供电所提供多个不同权限的账号。综合业务终端通过账号登录平台，实现视频监控、语音调度以及数据处理等业务应用。

1.4 各供电所分中心的实施方案

无线基站天线分别架设在各供电所大楼楼顶，中心基站设备安装在机房，中间通过馈线直接相连。

中心基站通过LAN方式接入光交换机与局中心机房直连，建立专用内部网络。各供电所分中心另外配置综合业务终端接入光纤专网，同样通过登录综合业务指挥调度平台实现各项功能。

2 系统特点

2.1 实用性强

系统实用性体现在快速的部署能力，能够及时对突发事件进行响应；无线网络通过终端中继可便捷地对基站信号盲区进行补充覆盖，能更好地满足复杂机动应用环境下应急指挥通信系统的要求；宽带无线传输网络具备抗干扰能力，通过陷波处理抑制窄带干扰，提高系统在复杂电磁环境下的可用性。

2.2 业务兼容性好，可扩展性强

系统的无线传输网络支持IP数据透明传输，业务数据采用标准网络接口，支持多层网络无缝连接，能够承载各种IP类型的业务应用，兼容性好；同时通过IP链接，系统可以简便地与3G、卫星或者有线网络进行对接，扩展其应用范围和应用方式。

2.3 数据安全性高

无线信号传输由于其传播介质的开放性，更需要做好数据安全性方面的考虑。

系统的无线传输网络采用了自定义的物理传输层帧结构及空中接口，结合非公开的自主非对称组网协议，保证了空中信号无法被破解；在此基础上，每个基站对接入的终端设备和业务设备都提供鉴权操作，只有经过鉴权的设备才可以入网并传输业务；在业务层面，还可直接与IP数据加密机对接，提供直接的信源加密。

3 系统功能

3.1 全市范围的无线信号覆盖

慈溪电力应急指挥通信系统设有市供电局大楼、周巷、观海卫和慈东4个无线中心基站架设点，各基站独立同频覆盖，其覆盖区域大小与天线架设高度有关，信号盲区的问题通过终端中继功能解决。各基站的覆盖区域如图3所示。

图3 各中心站覆盖区域示意图

3.2 终端中继实现基站覆盖区域的延伸

无线终端设备支持同频中继，能够自动完成终端和中继2种工作模式之间的切换。实际使用过程中，可以通过1级甚至是2级中继来完成无线基站盲区的信号补充覆盖。将背负终端用于中继时如果提升高度（如使用电力抢修车升高），则中继覆盖范围更大，效果更好，中继延伸覆盖区域如图4所示。

图4 终端中继延伸覆盖区域

以终端中继方式方便快捷地实现盲区覆盖，不仅能够更好地实现突发事件现场的通信指挥保障和视频信息采集，还可以避免建设过多的基站，降低建设成本。

3.3 终端漫游及跟踪定位

终端可以在各个不同的基站覆盖区域内自由运动，系统自动完成网络资源的分配及业务的变更管理，无需人工设置。

终端内置GPS模块，可定时向中心上传位置信息，并显示拓扑信息，同时该信息也可以提供给指挥调度平台的GIS系统。

3.4 综合业务传输

系统组建的是一个多点对多点的专用无线IP网络，能够支持各种IP业务，包括视频、语音以及数据等。

区域内发生重大突发事件时，不仅可以利用系统实现视频监控和语音调度，同时也可以实现各种IP业务数据的传输，为应急指挥提供更多强有力的保障手段，IP业务应急传输如图5所示。

3.5 无线接入鉴权及业务设备接入鉴权

系统提供无线传输设备和IP业务设备的接入鉴权，鉴权由应急指挥中心平台统一控制管理。无线传输网络仅允许经过接入鉴权的终端入网工作，同时也仅有经过业务设备接入鉴权的IP设备在网络中可以传输数据。两种层次的手段相结合，保证无线网络中数据的安全性。

图5 临时应急IP业务数据传输

4 结语

实际应用结果表明，系统部署方便快捷，通信效果良好，语音调度及视频监控流畅、及时，数据文件传输顺畅。系统的建立为实施高效指挥、科学决策提供了可靠的基础保障，为提高对突发事件的反应能力发挥了重要作用。

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