浅谈应急通信体系在突发事件处置中的运用

浅谈应急通信体系在突发事件处置中的运用

0不在通信网络覆盖面内青海电网具有“地域宽、地形复杂、高山峡谷多、系统通信盲范围大”的特点。在发生突然事故或紧急故障时，无论发生什么，事故的发生都不在电力系统的通信网络中。针对这种情况,为了保障省内电网事故应急工作高效、有序地进行,提高电力事故应急处置能力,以最快的速度做好突发事件的现场通信工作,将最前沿的情况实时地反馈到现场指挥部及后方应急指挥中心,防止和减少电力事故对社会的影响,有必要建设青海电力系统自己的应急通信系统,以进一步提高目前电力系统抢险应急工作中现场指挥的机动能力,改善抢险过程中的信息沟通情况。1从网络本身可实现信号互联互通青海电力传输网主要采用光纤通信传输方式,省级光传输干线已基本形成。主干传输网络中省调—花园变—红湾变—硝湾变—景阳变—省公司构成2.5G光纤环网,覆盖了电网主要的330kV变电站。在西宁地区、海东地区、黄化地区、海西地区形成了地区级光纤传输网,覆盖了主要的110kV变电站。截止2006年底,青海电力光传输网有光缆4257km,其中OPGW光缆1153km,ADSS光缆2867km,普通光缆237km,光缆芯数为24/16芯。省内通信网有数字微波站18个,为龙羊峡、李家峡至西北网公司的PDH数字微波电路,传输速率34Mbit/s。2006年启动了10G光传输核心环和中西部2.5G光纤环网的建设项目,该项目正在实施中。由于青海省地域辽阔,目前电网覆盖区域还存在较多的通信盲点。2应急通信系统的建设2.1应急指挥中心语音和数据传输青海电力应急通信系统的建设,应具备较高的实用性、可靠性和技术上的前瞻性,能够实现将事故处理现场的图像、语音和数据通过该系统提供的通信平台实时地传送给现场指挥部和后方应急指挥中心,并能够与目前省电网内的视频会议系统兼容,在会议模式下实现远程视频会议,为其获取灾情信息、进行现场指挥提供“通信畅通、现场及时、数据完备、指挥到位”的技术保障,从而更加准确地反映抢险现场的情况以及保证后方应急指挥中心决策的科学性和客观性。2.2应急能源应急救援中的主要问题按照电网突发事件应急响应及指挥的要求,目前电网的应急抢险工作主要存在如下问题。(1)现场救援的必要性突发事件发生后,需要相关职能部门快速反应,调动有限资源进行现场救援,并能够根据现场的实时情况合理有效地调配资源。现有的通信方式及通信装备并不能很好地提供快速应急反应。(2)缺乏现场通信手段突发事件具有随机性,无法提前进行事件现场的通信建设,一旦遇到通信不畅或通信盲区时,会给现场的抢险工作带来极大的困难。(3)现场有效的识别事件现场情况多变且复杂,后方指挥中心如果没有实时的图片或视频资料,一般很难掌握现场的准确情况,非常有可能在抢险中出现指挥错误,造成更大的损失。(4)指挥中心与现场相互联动传统的以话音通信为主的紧急情况汇报模式已不能满足现场应急抢险的要求,指挥中心的指令无法准确地下达到救援现场,缺少相应的视频会议系统让中心与现场相互联动。(5)网、语音、仿真事件现场的条件有限,往往不能满足抢险的办公手段要求,如上网、语音、传真以及收看即时新闻等,这些将影响抢险效率。通过上述分析可以看出,电网应急抢险的主要问题是应急通信系统的技术手段落后,没有建立完善的电力突发事件应急通信系统。2.3应急管理职能在通常情况下,由应急指挥中心负责突发电力事故的应急处理、事故抢险、电网恢复等各项应急工作。这一职能主要分为:预警与预防、事件报告、信息获取与决策分析、事件通告、抢修调度处置、电网恢复和应急结束、事故调查和灾害评估分析以及总结改进等几个阶段。仔细分析这几个阶段,都离不开在第一时间快速收集到突发事故现场的各种资料,这是决策与所有分析的“基石”之一。2.4通信需求(1)指挥中心与现场指挥人员保持电话语音通信1)及时取得现场调查分析的数据。2)及时了解突发事件现场主要情况(如图像、声音等)。3)在公共语音通信手段失效或阻塞时,仍可使指挥中心与现场指挥人员保持热线话音通信。4)应急指挥中心与现场指挥部进行视频会议。5)可以将相关现场图像转发给相应的专家,并可通过视频会议,与各方专家进行会商。6)将新建设的应急通信平台与应急指挥中心原有的通信系统和计算机网络相结合,实现相应网络的互联互通。(2)应急指挥中心的数据传输1)负责现场指挥的人员在到达突发事件现场后,快速建立地面现场指挥部,与应急指挥中心进行通信联系,实现向应急指挥中心直接传输现场的图像、话音以及数据。2)能在现场指挥部及周围区域建立小范围的话音通信网络。3)现场指挥部能接收一定距离范围内的实时图像传输。4)能在现场指挥部及周围区域建立有线和无线的局域网络,可以使突发事件现场的计算机访问指挥中心的相关资料(如协同办公系统、专业资源库、GIS系统等),以取得应急指挥中心的信息支持。5)建立与应急指挥中心的双向视频会议联系,可以进行实时现场会商或下达指挥命令。6)建立现场指挥部其他协作部门的话音联系,对于装备有卫星通信车的协作部门可以建立视频会议联系以及数据传输通道。7)可以通过卫星网络拨打应急通信网内的卫星电话,也可拨打市话、手机等。8)现场指挥部的通信能力可以用卫星通信车来实现,也可以选用车载箱式卫星通信设备在现场架设来实现现场通信保障。2.5应急通信网络的主要技术(1)dvb-rcs的定义和分类卫星通信是在UHF到毫米波的频率范围内利用空间人造卫星上的转发器进行无线通信的技术。它最主要特点是通信距离远且覆盖面宽,只要在卫星波束能覆盖的地方就可以建立通信链路,无需地面基站的布设和覆盖;通信费用与通信距离远近无关,距离越远越经济。谈到卫星通信,不能不提到甚小口径终端(VSAT,VerySmallApertureTerminal)。所谓甚小口径指的是它的地面接收天线口径很小(一般在3m以内),终端是指它本身是一个具有多功能的卫星地面站。其网络结构主要可分为点对点、网状构网、星状构网三大类,当然也可以是混合构网。这是20世纪80年代中期发展起来的一种卫星通信设备,它的最主要特点是建造成本很低且容易在现场进行安装。DVB-RCS是属于星状构网的VSAT卫星(GEO)通信标准。DVB系列标准目前已被世界多数国家和地区所接受,多数厂家已纷纷推出基于DVB-S/S2、DVB-RCS的产品,DVB-RCS无疑已显示出了很大的优势。GB/T17700-1999《卫星电视广播信道编码和调制标准》就是兼容欧洲DVB-S标准编制的,相信不久的将来,我国的通信标准将会推出,且匹配前向广播标准。(2)点台通信的特性数字超短波无线网络是近年来出现的地面宽带无线通信的实用技术,用于解决数百米至数十千米的宽带多媒体数据通信,适合点对点的通信场合。在实际应用中,具备绕射能力强,覆盖范围广,抗干扰及抗衰落能力强,接收机灵敏度高,移动性能及安全性好,基于IP的多媒体通信及支持多种应用模式(车载、机载、舰载、背负)等优势。数字超短波的传输距离有限,一般是在50km以内,并且受地形地貌的影响比较大,对天线架设的数量、地点和高度都有一定的要求。(3)语音通信系统基础集群通信主要用于话音通信,一个基站的覆盖范围可达数百平方千米,是一种用于集团调度指挥通信的移动通信系统,主要应用在专业移动通信领域。该系统具有的可用信道可为系统的全体用户共用,具有自动选择信道功能,它是共享资源、分担费用、共用信道设备及服务的多用途、高效能的无线调度通信系统。其最大特点是话音通信采用一按即通(PTT,PushToTalk)的方式接续,被叫无需摘机即可接听,且接续速度较快,并能支持群组呼叫等功能,它的运作方式以单工、半双工为主,主要采用信道动态分配方式,并且用户具有不同的优先等级和特殊功能,通信时可以一呼百应。常规对讲是不具备集群调度功能的PTT话音通信技术。在没有集群基站覆盖的条件下,常规对讲系统可以极方便地建立通话网络,缺点是所有同频话机均在一个信道上。(4)一些紧急通信技术的比较表1所列为几种应急通信技术的比较。(5)车辆数字超短波通信根据现场的不同情况及需要,选择合适的移动通信方式传送所采集的数据、图像和话音,并回传到通信车上,再回传至后方指挥中心。1)距离在5km以内,可以采用数字超短波技术传输所采集的数据、图像和话音。若接收天线足够高,选择合适的发射功率和传输速率,通信距离可达50km。2)采用集群通信适合在十余平方千米(采用车载基站可达上百平方千米)范围内的话音通信。3)当机动指挥部的车辆在移动中需要进行通信时,可以采用数字超短波互相通信。4)在作业点间与后方指挥中心采用卫星移动电话进行直接通信。3应急通信体系对上述几种通信技术的分析比较并结合青海电力系统实际情况,按照国家电网公司“十一五”通信规划提出的“要完善应急通信手段”的要求,确定青海电力应急通信系统的建设原则为:以解决电力应急通信中的音视频互动应用与数据传输为出发点,采用目前较为先进的通信技术与信息系统,充分考虑电力作业与指挥调度的需要,实现“机动性强、操作简便、功能丰富、稳定可靠”的应急通信手段。建设1套固定卫星地面站作为主控站(后方指挥中心),地点在省信息通信管理中心通信机房;建设车载移动卫星接收站作为应急抢险现场指挥部(通信保障车)。通信保障车采取以卫星通信方式为主,数字超短波、常规对讲、集群通信等方式为辅的各种通信手段,通过对这几种通信技术的合理组合,与后方指挥中心、前方抢险作业点建立联系,负责现场指挥与决策以及现场语音、图像、数据的回传。应急通信体系整体结构如图1所示。根据青海电网实际需求,以卫星通信为核心,建立不受距离和地形条件限制的宽带主链路,与后方指挥中心保持图像、话音、数据的联络。通信保障车与各作业点间使用数字超短波、常规对讲或集群通信方式的手段进行语音、视频、数据通信,并根据需要利用通信保障车载通信系统的控制系统,将最前方的视频、语音、数据信息传输至后方指挥中心。3.1应急通信保障车以卫星通信技术解决后方指挥中心与前方通信保障车间的互联互通,如图2所示。通信车在到达现场后,作为通信保障车开通与后方指挥中心的卫星通信链路,则可以支持图像、话音、数据的互联互通,具体解决以下问题。(1)系统以卫星通信方式建立VoIP话音链路,将电力系统程控电话小号传送至应急通信保障车,可放8部程控单机。(2)以卫星通信方式实现应急通信保障车与后方指挥中心间的视频通信,并将应急通信保障车作为青海电力视频会议系统的分会场,鉴于青海电力视频系统与目前通用视频系统的不同(青海电力采用H.323的传送协议、MPEG-1的系统编解码;通用系统采用H.323的传送协议、MPEG-3/4的系统编解码),将在应急通信保障车上配置与目前系统使用的MCU相匹配型号的视讯会议终端以实现上述功能。(3)因卫星链路是基于IP的,所以具备计算机网络的应用功能,通信车与指挥中心之间可以收发数据、相互访问,只要允许也可以访问互联网。应急抢险指挥部(通信保障车)和后方指挥中心的通信功能结构,如图3所示。3.2通信保障车辆与救援服务点之间的通信方案(1)数字超短波技术的应用以数字超短波技术(频率在150~900MHz之间)解决应急抢险指挥部与作业点的图像传输和双工话音,并利用车载通信控制系统,根据实际情况需要,将最前方的语音、图像、数据传送至后方指挥中心。数字超短波通信功能结构,如图4所示。1)数字超短波技术可以建立以通信车为中心,通信距离为3~5km的通信链路,解决从作业点单向发送现场图像回通信车,再由通信车通过卫星链路转发至指挥中心。2)该电台可以进行双向双工点对点通话,并可通过通信车上的视讯会议终端与指挥中心连接起来(此时是用卫星链路),延伸互相通话至指挥中心。3)若作业点有数据通信的需要,该电台的网络通信口可以方便地连接笔记本电脑等设备,联网操作至通信车,再由卫星链路回指挥中心,访问办公网,直至登录互联网。4)当不启用通信车上视讯会议系统时,前方作业点发回的信号不接入视讯终端设备,可经视音频矩阵连至GPS导航系统的PC机上(该PC机插编解码卡并安装相应软件),通过卫星链路转发至指挥中心,后方指挥中心配置1台PC机,并与网络交换机相连即可。(2)车载台与手台的语音通信以常规对讲技术解决现场各作业点间的半双工话音通信,并由车载的有/无线转接设备实现拨号,达到与应急抢险指挥部(通信保障车)及与后方指挥中心间的“双向、单工”通信。常规对讲通信功能结构,如图5所示。1)在通信车上选择配置常规对讲车台,可以覆盖3~5km范围内的同频对讲机的半双工话音通信。分组的通话可事先约定信道和频点,其通信距离主要受车载台及手台功率的影响,其中车载台功率为20W,手台一般为2W,如需要扩大通信距离,需要在作业点增加手台功率,增加“转信台”或“接驳器”设备。2)手台用键盘拨号的方式直接呼VoIP所允许的号码进行通话。其接续关系为接到对讲车台、有/无线转接器、车载VoIP网关、车载网络交换机、车载卫星通信机、卫星信道、地面固定卫星通信机、地面固定网络交换机、地面固定VoIP网关、程控总机或电话机。3)对于指挥中心的电话呼叫作业点的手台,VoIP话音链路还可以支持与现场对讲系统的通话。指挥中心的任意一部电话机可以拨打通信车上的有无线转接器(相当于1部电话机),通过连接有无线转接器的对讲车台,可以与现场的对讲机通话(广播方式)。(3)语音信道分配系统其他通信保障车模拟集群通信可代替常规对讲的通信手段,实现作业人员间点对点拨号单工通信。集群通信主要用于话音通信(频率在150~450MHz之间),1个信