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        基于移動互聯網的電力應急通信系統設計

            

        北極星智能電網在線訊:在突發事件的應急處置過程中,為了保障任務執行人員的通信需求,需裝配無線單兵背負系統、攝像機、視頻會商終端、對講機、移動手機、電源、定位等設備,導致現場人員負擔較大、操作繁瑣,不利于應急行動的展開。同時,這些設備之間互相獨立,無統一接口、供電、數據格式,不能滿足應急事件突發性的特點,而分離的業務平臺也不能滿足應急處置時協同指揮、信息共享的需求。因此,設計一個應用便捷、功能豐富、業務統一的應急通系統,對增強應急處置行動能力,提高指揮中心指揮效率具有重要意義。移動互聯網通過以寬帶IP技術為核心,能提供話音、數據、視頻、多媒體于一體的高品質服務,同時移動互聯網具有移動、便攜、即時、定向等特點,能夠滿足電力應急通信對移動性、突發性、緊急性和臨時性的要求。

        1.系統總體架構設計

        國家工業和信息化部電信研究院在2011年的《移動互聯網白皮書》[1]中將移動互聯網定義為:“移動互聯網是以移動網絡作為接入的互聯網及服務,包括3個要素:移動終端、移動網絡和應用服務。”因此,本文設計的系統架構,按照移動互聯網的要素分成3個層面,分別為移動終端層、接入網絡層和應用服務層。同時,電力系統應用以安全穩定為第一要求,這方面業內已經有了大量研究[6-10],確保了移動互聯網在電力系統中運用的安全可行性;谝苿踊ヂ摼W的應急通信系統體系架構設計如圖1所示[2]。

        1.1.智能移動終端設計

        移動終端是移動互聯網的前提和基礎,隨著移動終端技術的不斷發展,目前的智能終端通常都標配有高清攝像頭、音頻系統、GPS、通訊系統、供電系統、顯示系統等,因此無需再配置沉重、繁瑣的外掛設備,即可擁有完整的硬件平臺,配合安裝其上的應用服務軟件,構成應急移動終端設備,為應急現場人員提供強大的通信能力。本文設計的應用服務軟件可以安裝在各類智能手機、手持終端以及平板電腦上,更可以安裝在現有的智能巡檢設備、寬帶集群對講手機、視頻話機上,實現業務功能的組合應用。另外通過配置藍牙耳機、肩章式攝像機、移動電源等豐富的配件,可以進一步增加移動終端的性能。

        1.2.接入網絡設計

        接入網絡是移動互聯網的重要基礎設施之一,用戶通過移動網絡(3G、LTE、WLAN、Wimax等)接入業務網絡,從而獲取到后臺服務端提供的各項功能。本文設計的基于移動互聯網的應急通信系統的網絡承載主要包括運營商3G/4G網絡、電力無線寬帶專網以及機動無線寬帶專網,接入網絡結構示意圖如圖2所示。運營商4G移動網絡的普遍覆蓋,為基于移動互聯網的應急通信系統提供了廣泛的接入,通過開通電力專用接入點以及構建移動VPDN專網的方式,可以確保接入的私密性和安全。同時,隨著智能電網業務對無線寬帶網絡的迫切需求,各省市電力公司大規模在建的寬帶無線專網也為本系統提供了網絡基礎。對于公網和專網信號覆蓋的盲區,可以通過車載LTE基站、便攜式基站或無人機空中基站為現場提供網絡覆蓋與延伸,并通過衛星回傳網絡與指揮中心建立聯系。

        1.3.應用服務設計

        應用服務是移動互聯網的核心,應急通信不僅限于一般意義上的信息交互,更重要的是需要在指揮中心對信息的匯聚呈現與指揮調度,應用服務層由安裝于智能移動終端上的APP,與安裝在應急指揮中心的統一應急指揮通信平臺組成。根據對電力應急通信系統的應用場景和需求分析,本文設計的系統具備以下功能:

        (1)實時通訊移動終端之間,以及移動終端與電話、公網手機、衛星電話、集群對講機之間能夠進行呼叫和實時的通話。并且在指揮中心的調度界面上,能對移動終端的實時通訊進行強拆、轉接、監聽、錄音等調度管理操作。

        (2)即時消息即時消息是對實時通信的有力補充,應急現場的外部環境通常比較惡劣,在臺風災害搶修、重大活動安保等背景噪音較大的場景中,無法保證現場與指揮中心之間能清晰明了的進行通話,可能造成現場情況描述不清或者錯聽、漏聽指揮中心下達命令的問題,即時消息通過文字、圖片、語音對講、小視頻、多媒體文件等組合式的通信手段,方便應急處置人員之間進行快捷、可靠的溝通交流,并且所有的信息記錄在客戶端APP和后臺服務器中,方便隨時查閱和事后分析追溯。同時,應急現場的網絡環境通常也無法保證,現場人員面臨通信時斷時續的問題,本文設計的系統支持離線送達功能,當移動終端離線時,自動保存未送達的消息,并在進入信號覆蓋區后,自動發送/推送存儲的消息,確保消息能送達到相關人員。

        (3)移動視頻交互在網絡許可的情況下,移動終端可以實現點對點或者點對多點的視頻通話,提高溝通效率。移動終端也可以作為遠程攝像機,實時將現場視頻回傳到指揮中心,領導專家猶如身臨現場一樣掌握每一個細節,從而指導現場拍攝者進行故障排除。在需要的時候,還可以將回傳的現場畫面直接傳輸到視頻會議系統里面去,實現遠程會商。

        (4)現場記錄報告當前應急通信系統對事件現場情況的上報通常缺乏統一格式,不便查閱和管理。因此本系統設計專門的業務處理單元,在移動終端上提供標準的信息匯報模板,通過圖片、文字、視頻短片等數據,附帶當時的GPS坐標、事件名稱、上傳時間等信息,將現場的情況全面、規范的回傳到指揮中心。在指揮中心的服務器上,可以根據時間、號碼、單位以及關鍵字,對現場回傳的信息進行存儲、檢索,并能通過大數據技術對這些標準化的信息進行數據挖掘分析,從而為預防準備、查漏補缺提供輔助依據。

        (5)導航定位移動終端提供位置定位、路徑規劃等功能,在移動終端的地圖界面,可以顯示群組內其他隊員位置信息及事件影響范圍內重要用戶、設施、物資的信息。系統在中心為指揮人員提供專門的基于GIS的調度界面,可以實時顯示這些移動終端的位置或歷史軌跡,并可以在地圖界面直接對所有移動終端進行發起呼叫或者查看該移動終端發回的即時消息、回傳視頻、現場報告文檔,使得指揮調度操作更直觀方便。

        (6)整合工作流系統采用SOA體系和開放式的架構,可根據需求定制開發,集成行業日常工作所需的智能巡檢、現場取證、任務管理、信息發布等業務工作流,實現平戰結合、智能應用。

        原標題:基于移動互聯網的電力應急通信系統設計



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