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基于移动互联网的电力应急通信系统设计

    

北极星智能电网在线讯:在突发事件的应急处置过程中,为了保障任务执行人员的通信需求,需装配无线单兵背负系统、摄像机、视频会商终端、对讲机、移动手机、电源、定位等设备,导致现场人员负担较大、操作繁琐,不利于应急行动的展开。同时,这些设备之间互相独立,无统一接口、供电、数据格式,不能满足应急事件突发性的特点,而分离的业务平台也不能满足应急处置时协同指挥、信息共享的需求。因此,设计一个应用便捷、功能丰富、业务统一的应急通系统,对增强应急处置行动能力,提高指挥中心指挥效率具有重要意义。移动互联网通过以宽带IP技术为核心,能提供话音、数据、视频、多媒体于一体的高品质服务,同时移动互联网具有移动、便携、即时、定向等特点,能够满足电力应急通信对移动性、突发性、紧急性和临时性的要求。

1.系统总体架构设计

国家工业和信息化部电信研究院在2011年的《移动互联网白皮书》[1]中将移动互联网定义为:“移动互联网是以移动网络作为接入的互联网及服务,包括3个要素:移动终端、移动网络和应用服务。”因此,本文设计的系统架构,按照移动互联网的要素分成3个层面,分别为移动终端层、接入网络层和应用服务层。同时,电力系统应用以安全稳定为第一要求,这方面业内已经有了大量研究[6-10],确保了移动互联网在电力系统中运用的安全可行性。基于移动互联网的应急通信系统体系架构设计如图1所示[2]。

1.1.智能移动终端设计

移动终端是移动互联网的前提和基础,随着移动终端技术的不断发展,目前的智能终端通常都标配有高清摄像头、音频系统、GPS、通讯系统、供电系统、显示系统等,因此无需再配置沉重、繁琐的外挂设备,即可拥有完整的硬件平台,配合安装其上的应用服务软件,构成应急移动终端设备,为应急现场人员提供强大的通信能力。本文设计的应用服务软件可以安装在各类智能手机、手持终端以及平板电脑上,更可以安装在现有的智能巡检设备、宽带集群对讲手机、视频话机上,实现业务功能的组合应用。另外通过配置蓝牙耳机、肩章式摄像机、移动电源等丰富的配件,可以进一步增加移动终端的性能。

1.2.接入网络设计

接入网络是移动互联网的重要基础设施之一,用户通过移动网络(3G、LTE、WLAN、Wimax等)接入业务网络,从而获取到后台服务端提供的各项功能。本文设计的基于移动互联网的应急通信系统的网络承载主要包括运营商3G/4G网络、电力无线宽带专网以及机动无线宽带专网,接入网络结构示意图如图2所示。运营商4G移动网络的普遍覆盖,为基于移动互联网的应急通信系统提供了广泛的接入,通过开通电力专用接入点以及构建移动VPDN专网的方式,可以确保接入的私密性和安全。同时,随着智能电网业务对无线宽带网络的迫切需求,各省市电力公司大规模在建的宽带无线专网也为本系统提供了网络基础。对于公网和专网信号覆盖的盲区,可以通过车载LTE基站、便携式基站或无人机空中基站为现场提供网络覆盖与延伸,并通过卫星回传网络与指挥中心建立联系。

1.3.应用服务设计

应用服务是移动互联网的核心,应急通信不仅限于一般意义上的信息交互,更重要的是需要在指挥中心对信息的汇聚呈现与指挥调度,应用服务层由安装于智能移动终端上的APP,与安装在应急指挥中心的统一应急指挥通信平台组成。根据对电力应急通信系统的应用场景和需求分析,本文设计的系统具备以下功能:

(1)实时通讯移动终端之间,以及移动终端与电话、公网手机、卫星电话、集群对讲机之间能够进行呼叫和实时的通话。并且在指挥中心的调度界面上,能对移动终端的实时通讯进行强拆、转接、监听、录音等调度管理操作。

(2)即时消息即时消息是对实时通信的有力补充,应急现场的外部环境通常比较恶劣,在台风灾害抢修、重大活动安保等背景噪音较大的场景中,无法保证现场与指挥中心之间能清晰明了的进行通话,可能造成现场情况描述不清或者错听、漏听指挥中心下达命令的问题,即时消息通过文字、图片、语音对讲、小视频、多媒体文件等组合式的通信手段,方便应急处置人员之间进行快捷、可靠的沟通交流,并且所有的信息记录在客户端APP和后台服务器中,方便随时查阅和事后分析追溯。同时,应急现场的网络环境通常也无法保证,现场人员面临通信时断时续的问题,本文设计的系统支持离线送达功能,当移动终端离线时,自动保存未送达的消息,并在进入信号覆盖区后,自动发送/推送存储的消息,确保消息能送达到相关人员。

(3)移动视频交互在网络许可的情况下,移动终端可以实现点对点或者点对多点的视频通话,提高沟通效率。移动终端也可以作为远程摄像机,实时将现场视频回传到指挥中心,领导专家犹如身临现场一样掌握每一个细节,从而指导现场拍摄者进行故障排除。在需要的时候,还可以将回传的现场画面直接传输到视频会议系统里面去,实现远程会商。

(4)现场记录报告当前应急通信系统对事件现场情况的上报通常缺乏统一格式,不便查阅和管理。因此本系统设计专门的业务处理单元,在移动终端上提供标准的信息汇报模板,通过图片、文字、视频短片等数据,附带当时的GPS坐标、事件名称、上传时间等信息,将现场的情况全面、规范的回传到指挥中心。在指挥中心的服务器上,可以根据时间、号码、单位以及关键字,对现场回传的信息进行存储、检索,并能通过大数据技术对这些标准化的信息进行数据挖掘分析,从而为预防准备、查漏补缺提供辅助依据。

(5)导航定位移动终端提供位置定位、路径规划等功能,在移动终端的地图界面,可以显示群组内其他队员位置信息及事件影响范围内重要用户、设施、物资的信息。系统在中心为指挥人员提供专门的基于GIS的调度界面,可以实时显示这些移动终端的位置或历史轨迹,并可以在地图界面直接对所有移动终端进行发起呼叫或者查看该移动终端发回的即时消息、回传视频、现场报告文档,使得指挥调度操作更直观方便。

(6)整合工作流系统采用SOA体系和开放式的架构,可根据需求定制开发,集成行业日常工作所需的智能巡检、现场取证、任务管理、信息发布等业务工作流,实现平战结合、智能应用。

原标题:基于移动互联网的电力应急通信系统设计



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