基于NGN架構的電力智能調度診斷系統設計
1系統設計目的
由于各環節因素的不確定性，電力系統容易出現多點短路或斷線等干擾，破壞電網運行及供電服務的穩定性，從而造成緊急突發事件的產生。在緊急情況出現時，不僅自身通信系統要保持通暢（即電力部門自身的指揮調度不能中斷，搶修現場也要通信保持暢通），同時還要做到跨部門合作，建立有效的通信編組和科學高效的響應流程等。另外，由于突發情況的復雜性，有時需要同時處理多個問題，專家在后方統一指揮調度，及時遠程診斷搶修，對通信系統功能的多樣性、先進性、靈活性以及穩定性等方面提出非常高的要求。傳統的電路交換，通信業務的單一性，成本高昂，往往無法滿足多業務、經濟適用化的需求。綜合考慮通信技術的發展趨勢和電力發展的需求，展開基于NGN架構的電力智能調度診斷系統設計，進行電力系統的應急指揮、緊急調度與現場診斷于一體的工作。
2下一代通信網絡
下一代網絡（即NGN）是一個基于IP的全新通信網絡，可以承載語音數據多媒體等種類豐富的業務，核心技術采用軟交換技術。和傳統的通信結構相比，具有以下優勢：
1）提供開放式的體系結構，層次簡潔、清晰，便于新業務的快速開發和網路節點的快速部署和插入；
2）綜合接入能力強，軟交換采用完全標準開放的接口，使得網絡不同設備的互通成為可能；支持各種協議，實現了各種業務及用戶的綜合接入；實現了與現有通信網絡的平滑接入和無縫融合，適應電路交換網向寬帶化、數據化演進的要求。
3）能兼容現有PSTN/ISDN基本業務和新業務，接入最新的3G多媒體業務。同時提供全開放的業務平臺，支持傳統智能網業務，并支持綜合網絡業務的快速生成和提供。
4）提供了完善的網絡集中、實時、智能化管理，極大地降低了維護成本，更具經濟型。
因此NGN架構和軟交換技術在電力智能調度系統中廣泛應用將會是必然的趨勢。
3基于NGN架構的電力智能調度診斷系統
3.1系統結構
基于NGN架構的電力智能調度診斷系統工作拓撲如圖1所示，系統充分整合電力系統現有各種資源，利用語音、視頻、軟交換、IP、微波等技術，實現語音調度、視頻監控、單兵圖像傳輸以及無線移動圖像傳輸等多種調度業務的智能融合，通過智能調度平臺對各種業務和功能進行操作和調度。
系統能夠實現電力應急指揮和調度的日常工作管理、應急預案作業管理、應急培訓、演練與評估、應急安全預警管理及日常外部信息分析等功能；同時實現對各工區以及變電站的監控和可視化管理、應急場所的圖像信息回傳、事故的分析、遠程協作診斷及車輛、人員、物資等資源配置信息的集中展現與管理；確保緊急或特殊情況下各部門之間快速、高效的配合與運作，及時修復故障，減少事故損失，降低由于突發情況帶來的負面影響。
3.2系統功能
3.2.1融合通信
語音業務上，將普通電話、移動電話、對講機、IP電話、衛星電話等不同類型通信終端連接起來，實現互連互通，并實現電話會議、語音資料存儲等功能；視頻業務上，將監控攝像頭上的視頻信號通過數字化壓縮編碼等處理，并傳送到指揮調度中心，實現網絡視頻監控和調度；配合運用相關的單兵終端設備，將事故現場的視頻數據回傳，實現電網的遠程實時診斷；在通信方式上，實現了IP、PSTN、衛星、微波等多種網絡融合通信。
3.2.2調度信息顯示
可以在指揮調度中心的大屏幕上顯示系統采集到的實時數據、電網調度信息、一線人員信息、以及視頻監控點和單兵終端設備的信息。
3.2.3應急指揮調度
在發生重大事件、事故、災害時，自動調出應急預案、處置流程，并顯示相關信息，為事件決策提供依據。
3.2.4移動應急指揮
系統配備使用應急指揮車，車輛上具備衛星通信、移動通信、超短波通信（對講）、VOIP通信等功能，融合各種通信手段，實現在任何地方任何地點均可以和指揮調度中心通信聯絡，將現場圖像、語音等數據信息傳到指揮調度中心，滿足應急需求。
3.2.5點對多點單兵功能
可以與多個一線人員進行直接對話，并把現場情況通過語音和視頻實時傳輸到指揮調度中心，不僅滿足了控制、指導現場操作的需求，同時考慮了調度情況復雜性的需求。
3.2.6無線移動圖像傳輸
可在高速移動過程中和城市建筑物遮擋情況下傳輸實時雙向穩定的高清晰度音視頻、信息數據，把采集到的電力運行的相關信息資料發往電網的變電站、集控站等主控指揮調度中心。
3.3系統組成
3.3.1音頻調度
系統中集群終端、手機、對講機等設備的語音信息通過PSTN電話網、手機網、INTENET等各種方式傳輸到調度中心（在惡劣極端情況，提供容災手段，如通過衛星線路，保證網絡鏈路通暢安全），并存儲；指揮調度中心可以對工區、變電站等單位發布指令和主管單位報告情況。
3.3.2視頻調度
在工區、變電站、集控站等地點布置監控點，并對視頻數據進行編碼、壓縮、數字化打包，利用現有的網絡傳輸條件，傳回到指揮調度中心，并解壓存儲，具體能夠實現：把監控點的圖像傳回指揮調度中心，在指揮調度界面上進行實時顯示，進行安全監控；當監控點出現異常情況，指揮調度中心利用已有的通話條件，如PSTN、IP電話、相關人員手機或內部對講系統等對監控現場做出實時反應。
3.3.3單兵圖像傳輸
利用單兵設備作為信息采集終端，無線微波中繼設備作為接收中心。將OFDMA（下行）與TDMA（上行）技術有機融合，具有設備功耗小，覆蓋范圍大，吞吐量高，多用戶干擾小以及基站信號檢測算法復雜度低等特點。能夠適用于高速的移動通信，支持高速車載使用，為指揮、搶修、日常維護、野外作業等通信需求提供遠距離、高質量、高速率、無線實時傳輸的調度診斷方案，可以實現同時對多個點的現場采集和直接反饋信息（語音和視頻），將指令（語音）直接下達到操作員個人。
3.3.4無線移動圖像傳輸
采用COFDM（多載波調制技術）和MPEG-2圖像壓縮技術，可在高速移動中和城市建筑物遮擋情況下傳輸實時雙向穩定的高清晰度音視頻以及數據傳輸，實現指揮調度中心與工區、變電站等的視頻回傳，信息實時交互。
3.3.5指揮調度平臺
指揮調度平臺，位于指揮調度中心，是一種多媒體軟交換平臺。指揮調度平臺分為7個組成單元：軟電話、視頻矩陣、用戶接口、調度終端對象管理、調度作業、系統管理、配置管理。指揮調度人員或診斷專家通過操作指揮調度平臺，實現各業務的調度，實時了解各監控點的音視頻等相關信息，全面掌握電力系統實時運行狀態，并通過平臺下達決策指令或提供維護信息等。
4結束語
本系統基于NGN架構設計，綜合多種業務，同時實現多個點的事故診斷和統一指揮調度，并向工區或變電站等控制中心進行相關數據資料的回傳。本系統采用軟交換技術，集語音處理、視頻處理、網絡傳輸、點對多點單兵、無線移動傳輸功能等于一體，為電力系統突發情況的現場指揮、調度以及搶修等優化資源，節約成本，提高效率。
由于各環節因素的不確定性，電力系統容易出現多點短路或斷線等干擾，破壞電網運行及供電服務的穩定性，從而造成緊急突發事件的產生。在緊急情況出現時，不僅自身通信系統要保持通暢（即電力部門自身的指揮調度不能中斷，搶修現場也要通信保持暢通），同時還要做到跨部門合作，建立有效的通信編組和科學高效的響應流程等。另外，由于突發情況的復雜性，有時需要同時處理多個問題，專家在后方統一指揮調度，及時遠程診斷搶修，對通信系統功能的多樣性、先進性、靈活性以及穩定性等方面提出非常高的要求。傳統的電路交換，通信業務的單一性，成本高昂，往往無法滿足多業務、經濟適用化的需求。綜合考慮通信技術的發展趨勢和電力發展的需求，展開基于NGN架構的電力智能調度診斷系統設計，進行電力系統的應急指揮、緊急調度與現場診斷于一體的工作。
2下一代通信網絡
下一代網絡（即NGN）是一個基于IP的全新通信網絡，可以承載語音數據多媒體等種類豐富的業務，核心技術采用軟交換技術。和傳統的通信結構相比，具有以下優勢：
1）提供開放式的體系結構，層次簡潔、清晰，便于新業務的快速開發和網路節點的快速部署和插入；
2）綜合接入能力強，軟交換采用完全標準開放的接口，使得網絡不同設備的互通成為可能；支持各種協議，實現了各種業務及用戶的綜合接入；實現了與現有通信網絡的平滑接入和無縫融合，適應電路交換網向寬帶化、數據化演進的要求。
3）能兼容現有PSTN/ISDN基本業務和新業務，接入最新的3G多媒體業務。同時提供全開放的業務平臺，支持傳統智能網業務，并支持綜合網絡業務的快速生成和提供。
4）提供了完善的網絡集中、實時、智能化管理，極大地降低了維護成本，更具經濟型。
因此NGN架構和軟交換技術在電力智能調度系統中廣泛應用將會是必然的趨勢。
3基于NGN架構的電力智能調度診斷系統
3.1系統結構
基于NGN架構的電力智能調度診斷系統工作拓撲如圖1所示，系統充分整合電力系統現有各種資源，利用語音、視頻、軟交換、IP、微波等技術，實現語音調度、視頻監控、單兵圖像傳輸以及無線移動圖像傳輸等多種調度業務的智能融合，通過智能調度平臺對各種業務和功能進行操作和調度。
系統能夠實現電力應急指揮和調度的日常工作管理、應急預案作業管理、應急培訓、演練與評估、應急安全預警管理及日常外部信息分析等功能；同時實現對各工區以及變電站的監控和可視化管理、應急場所的圖像信息回傳、事故的分析、遠程協作診斷及車輛、人員、物資等資源配置信息的集中展現與管理；確保緊急或特殊情況下各部門之間快速、高效的配合與運作，及時修復故障，減少事故損失，降低由于突發情況帶來的負面影響。
3.2系統功能
3.2.1融合通信
語音業務上，將普通電話、移動電話、對講機、IP電話、衛星電話等不同類型通信終端連接起來，實現互連互通，并實現電話會議、語音資料存儲等功能；視頻業務上，將監控攝像頭上的視頻信號通過數字化壓縮編碼等處理，并傳送到指揮調度中心，實現網絡視頻監控和調度；配合運用相關的單兵終端設備，將事故現場的視頻數據回傳，實現電網的遠程實時診斷；在通信方式上，實現了IP、PSTN、衛星、微波等多種網絡融合通信。
3.2.2調度信息顯示
可以在指揮調度中心的大屏幕上顯示系統采集到的實時數據、電網調度信息、一線人員信息、以及視頻監控點和單兵終端設備的信息。
3.2.3應急指揮調度
在發生重大事件、事故、災害時，自動調出應急預案、處置流程，并顯示相關信息，為事件決策提供依據。
3.2.4移動應急指揮
系統配備使用應急指揮車，車輛上具備衛星通信、移動通信、超短波通信（對講）、VOIP通信等功能，融合各種通信手段，實現在任何地方任何地點均可以和指揮調度中心通信聯絡，將現場圖像、語音等數據信息傳到指揮調度中心，滿足應急需求。
3.2.5點對多點單兵功能
可以與多個一線人員進行直接對話，并把現場情況通過語音和視頻實時傳輸到指揮調度中心，不僅滿足了控制、指導現場操作的需求，同時考慮了調度情況復雜性的需求。
3.2.6無線移動圖像傳輸
可在高速移動過程中和城市建筑物遮擋情況下傳輸實時雙向穩定的高清晰度音視頻、信息數據，把采集到的電力運行的相關信息資料發往電網的變電站、集控站等主控指揮調度中心。
3.3系統組成
3.3.1音頻調度
系統中集群終端、手機、對講機等設備的語音信息通過PSTN電話網、手機網、INTENET等各種方式傳輸到調度中心（在惡劣極端情況，提供容災手段，如通過衛星線路，保證網絡鏈路通暢安全），并存儲；指揮調度中心可以對工區、變電站等單位發布指令和主管單位報告情況。
3.3.2視頻調度
在工區、變電站、集控站等地點布置監控點，并對視頻數據進行編碼、壓縮、數字化打包，利用現有的網絡傳輸條件，傳回到指揮調度中心，并解壓存儲，具體能夠實現：把監控點的圖像傳回指揮調度中心，在指揮調度界面上進行實時顯示，進行安全監控；當監控點出現異常情況，指揮調度中心利用已有的通話條件，如PSTN、IP電話、相關人員手機或內部對講系統等對監控現場做出實時反應。
3.3.3單兵圖像傳輸
利用單兵設備作為信息采集終端，無線微波中繼設備作為接收中心。將OFDMA（下行）與TDMA（上行）技術有機融合，具有設備功耗小，覆蓋范圍大，吞吐量高，多用戶干擾小以及基站信號檢測算法復雜度低等特點。能夠適用于高速的移動通信，支持高速車載使用，為指揮、搶修、日常維護、野外作業等通信需求提供遠距離、高質量、高速率、無線實時傳輸的調度診斷方案，可以實現同時對多個點的現場采集和直接反饋信息（語音和視頻），將指令（語音）直接下達到操作員個人。
3.3.4無線移動圖像傳輸
采用COFDM（多載波調制技術）和MPEG-2圖像壓縮技術，可在高速移動中和城市建筑物遮擋情況下傳輸實時雙向穩定的高清晰度音視頻以及數據傳輸，實現指揮調度中心與工區、變電站等的視頻回傳，信息實時交互。
3.3.5指揮調度平臺
指揮調度平臺，位于指揮調度中心，是一種多媒體軟交換平臺。指揮調度平臺分為7個組成單元：軟電話、視頻矩陣、用戶接口、調度終端對象管理、調度作業、系統管理、配置管理。指揮調度人員或診斷專家通過操作指揮調度平臺，實現各業務的調度，實時了解各監控點的音視頻等相關信息，全面掌握電力系統實時運行狀態，并通過平臺下達決策指令或提供維護信息等。
4結束語
本系統基于NGN架構設計，綜合多種業務，同時實現多個點的事故診斷和統一指揮調度，并向工區或變電站等控制中心進行相關數據資料的回傳。本系統采用軟交換技術，集語音處理、視頻處理、網絡傳輸、點對多點單兵、無線移動傳輸功能等于一體，為電力系統突發情況的現場指揮、調度以及搶修等優化資源，節約成本，提高效率。
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