王 偉，林 科，鄭 重

（慈溪市供電局，浙江 慈溪 315300）

0 引言

2008年南方冰災(zāi)以來，國(guó)家電網(wǎng)公司針對(duì)電力通信網(wǎng)缺乏機(jī)動(dòng)應(yīng)急通信能力的狀況，逐步開展了融合衛(wèi)星、模擬集群、無線局域網(wǎng)、無線專網(wǎng)以及有線光纜等多種系統(tǒng)為一體的應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)工作。為了保證系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)性，其主要的近程接入手段采用無線方式實(shí)現(xiàn)。目前的無線傳輸方案主要有Wi-Fi，WiMAX，3G等，但三者都存在一些不足之處。Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)間存在相互干涉、穿透力不強(qiáng)且傳輸距離不遠(yuǎn)的缺點(diǎn)；WiMAX網(wǎng)絡(luò)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)體系不完善，頻率使用上尚存在一些問題；3G網(wǎng)絡(luò)的安全性太低，且容易由于網(wǎng)絡(luò)擁堵影響使用效果，后期運(yùn)維成本也較大。

在深入了解國(guó)家電網(wǎng)公司對(duì)應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)總體規(guī)劃設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，慈溪供電局結(jié)合自身應(yīng)急指揮調(diào)度方面的需求，為進(jìn)一步提高供電部門對(duì)重大突發(fā)事件的快速反應(yīng)能力、應(yīng)急處理能力和總體控制能力，構(gòu)建暢通、高效協(xié)同的指揮信息平臺(tái)，提供更加快捷的語音、視頻、數(shù)據(jù)傳輸及通信保障服務(wù)，組織搭建了一套基于無線專網(wǎng)的應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)建設(shè)方案

1.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

系統(tǒng)主要由區(qū)域傳輸網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)急指揮調(diào)度平臺(tái)兩部分組成，其總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

系統(tǒng)中的應(yīng)急指揮調(diào)度平臺(tái)集現(xiàn)場(chǎng)圖像監(jiān)控、語音調(diào)度指揮、數(shù)據(jù)處理、移動(dòng)定位等各種重大、緊急突發(fā)事件的實(shí)時(shí)信息智能處理功能于一體，同時(shí)實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)、信息的備份及其在不同職能部門之間的共享。

指揮調(diào)度平臺(tái)是整個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用匯聚點(diǎn)，運(yùn)行基礎(chǔ)是由電力光纖專網(wǎng)和寬帶無線專網(wǎng)構(gòu)成的IP傳輸網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)由光纖通道完成應(yīng)急指揮中心與無線基站之間的有線連接，再由無線基站實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的寬帶無線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋。

整個(gè)寬帶無線傳輸網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)采用自定義體制實(shí)現(xiàn)的專用網(wǎng)絡(luò)，包括基站、車載終端和背負(fù)終端等部分，在提供IP傳輸通路的同時(shí)集成了音視頻通信和移動(dòng)定位等功能。無線專網(wǎng)符合應(yīng)急通信系統(tǒng)的技術(shù)要求，能夠進(jìn)行快速部署，網(wǎng)絡(luò)具有自動(dòng)組織和管理的能力，實(shí)用性、安全性、可靠性及可擴(kuò)展能力強(qiáng)。

1.2 系統(tǒng)配置

無線應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)的配置包括4部分：

（1）調(diào)度指揮平臺(tái)管理服務(wù)器，完成視頻監(jiān)控、語音調(diào)度控制、數(shù)據(jù)信息處理備份和信息分發(fā)共享等功能，是整個(gè)系統(tǒng)業(yè)務(wù)和管理的集中平臺(tái)。

（2）指揮中心配備2個(gè)單兵背負(fù)終端設(shè)備、2個(gè)車載終端設(shè)備（可支持中繼應(yīng)用），作為現(xiàn)場(chǎng)信息采集及無線信號(hào)傳輸鏈路建立的載體，最多可支援4個(gè)突發(fā)現(xiàn)場(chǎng)。

（3）局端和周巷、觀海衛(wèi)、慈東中心片區(qū)各配備1個(gè)上架式中心基站設(shè)備，實(shí)現(xiàn)各自區(qū)域的寬帶無線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋。

（4）局應(yīng)急指揮中心與各基站之間以光纖通道進(jìn)行連接，每條光纖鏈路以8 Mbps的通路帶寬來保證視頻傳輸要求。

1.3 應(yīng)急指揮中心實(shí)施方案

應(yīng)急指揮中心的基站天線架設(shè)在供電局大樓頂，基站設(shè)備放置在機(jī)房。除了架設(shè)無線基站之外，還需完成應(yīng)急指揮中心與各個(gè)無線基站之間的數(shù)據(jù)匯聚。因此在通信機(jī)房中專門為4個(gè)無線基站提供4個(gè)光纖接入口，同時(shí)也為應(yīng)急指揮中心提供1個(gè)光纖接入口，總共5個(gè)光口組成1個(gè)專用局域網(wǎng)。應(yīng)急指揮中心的實(shí)施方案見圖2。

圖2 應(yīng)急指揮中心結(jié)構(gòu)

應(yīng)急指揮中心需設(shè)有綜合業(yè)務(wù)指揮調(diào)度平臺(tái)服務(wù)器和綜合業(yè)務(wù)終端，直接以LAN方式接入光纖專網(wǎng)。其中平臺(tái)負(fù)責(zé)多媒體業(yè)務(wù)處理、無線網(wǎng)絡(luò)資源及設(shè)備管理、定位跟蹤等功能的管理；同時(shí)向應(yīng)急指揮中心和各供電所提供多個(gè)不同權(quán)限的賬號(hào)。綜合業(yè)務(wù)終端通過賬號(hào)登錄平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控、語音調(diào)度以及數(shù)據(jù)處理等業(yè)務(wù)應(yīng)用。

1.4 各供電所分中心的實(shí)施方案

無線基站天線分別架設(shè)在各供電所大樓樓頂，中心基站設(shè)備安裝在機(jī)房，中間通過饋線直接相連。

中心基站通過LAN方式接入光交換機(jī)與局中心機(jī)房直連，建立專用內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。各供電所分中心另外配置綜合業(yè)務(wù)終端接入光纖專網(wǎng)，同樣通過登錄綜合業(yè)務(wù)指揮調(diào)度平臺(tái)實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能。

2 系統(tǒng)特點(diǎn)

2.1 實(shí)用性強(qiáng)

系統(tǒng)實(shí)用性體現(xiàn)在快速的部署能力，能夠及時(shí)對(duì)突發(fā)事件進(jìn)行響應(yīng)；無線網(wǎng)絡(luò)通過終端中繼可便捷地對(duì)基站信號(hào)盲區(qū)進(jìn)行補(bǔ)充覆蓋，能更好地滿足復(fù)雜機(jī)動(dòng)應(yīng)用環(huán)境下應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)的要求；寬帶無線傳輸網(wǎng)絡(luò)具備抗干擾能力，通過陷波處理抑制窄帶干擾，提高系統(tǒng)在復(fù)雜電磁環(huán)境下的可用性。

2.2 業(yè)務(wù)兼容性好，可擴(kuò)展性強(qiáng)

系統(tǒng)的無線傳輸網(wǎng)絡(luò)支持IP數(shù)據(jù)透明傳輸，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)采用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)接口，支持多層網(wǎng)絡(luò)無縫連接，能夠承載各種IP類型的業(yè)務(wù)應(yīng)用，兼容性好；同時(shí)通過IP鏈接，系統(tǒng)可以簡(jiǎn)便地與3G、衛(wèi)星或者有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行對(duì)接，擴(kuò)展其應(yīng)用范圍和應(yīng)用方式。

2.3 數(shù)據(jù)安全性高

無線信號(hào)傳輸由于其傳播介質(zhì)的開放性，更需要做好數(shù)據(jù)安全性方面的考慮。

系統(tǒng)的無線傳輸網(wǎng)絡(luò)采用了自定義的物理傳輸層幀結(jié)構(gòu)及空中接口，結(jié)合非公開的自主非對(duì)稱組網(wǎng)協(xié)議，保證了空中信號(hào)無法被破解；在此基礎(chǔ)上，每個(gè)基站對(duì)接入的終端設(shè)備和業(yè)務(wù)設(shè)備都提供鑒權(quán)操作，只有經(jīng)過鑒權(quán)的設(shè)備才可以入網(wǎng)并傳輸業(yè)務(wù)；在業(yè)務(wù)層面，還可直接與IP數(shù)據(jù)加密機(jī)對(duì)接，提供直接的信源加密。

3 系統(tǒng)功能

3.1 全市范圍的無線信號(hào)覆蓋

慈溪電力應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)設(shè)有市供電局大樓、周巷、觀海衛(wèi)和慈東4個(gè)無線中心基站架設(shè)點(diǎn)，各基站獨(dú)立同頻覆蓋，其覆蓋區(qū)域大小與天線架設(shè)高度有關(guān)，信號(hào)盲區(qū)的問題通過終端中繼功能解決。各基站的覆蓋區(qū)域如圖3所示。

圖3 各中心站覆蓋區(qū)域示意圖

3.2 終端中繼實(shí)現(xiàn)基站覆蓋區(qū)域的延伸

無線終端設(shè)備支持同頻中繼，能夠自動(dòng)完成終端和中繼2種工作模式之間的切換。實(shí)際使用過程中，可以通過1級(jí)甚至是2級(jí)中繼來完成無線基站盲區(qū)的信號(hào)補(bǔ)充覆蓋。將背負(fù)終端用于中繼時(shí)如果提升高度（如使用電力搶修車升高），則中繼覆蓋范圍更大，效果更好，中繼延伸覆蓋區(qū)域如圖4所示。

圖4 終端中繼延伸覆蓋區(qū)域

以終端中繼方式方便快捷地實(shí)現(xiàn)盲區(qū)覆蓋，不僅能夠更好地實(shí)現(xiàn)突發(fā)事件現(xiàn)場(chǎng)的通信指揮保障和視頻信息采集，還可以避免建設(shè)過多的基站，降低建設(shè)成本。

3.3 終端漫游及跟蹤定位

終端可以在各個(gè)不同的基站覆蓋區(qū)域內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)自動(dòng)完成網(wǎng)絡(luò)資源的分配及業(yè)務(wù)的變更管理，無需人工設(shè)置。

終端內(nèi)置GPS模塊，可定時(shí)向中心上傳位置信息，并顯示拓?fù)湫畔?，同時(shí)該信息也可以提供給指揮調(diào)度平臺(tái)的GIS系統(tǒng)。

3.4 綜合業(yè)務(wù)傳輸

系統(tǒng)組建的是一個(gè)多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的專用無線IP網(wǎng)絡(luò)，能夠支持各種IP業(yè)務(wù)，包括視頻、語音以及數(shù)據(jù)等。

區(qū)域內(nèi)發(fā)生重大突發(fā)事件時(shí)，不僅可以利用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控和語音調(diào)度，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)各種IP業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸，為應(yīng)急指揮提供更多強(qiáng)有力的保障手段，IP業(yè)務(wù)應(yīng)急傳輸如圖5所示。

3.5 無線接入鑒權(quán)及業(yè)務(wù)設(shè)備接入鑒權(quán)

系統(tǒng)提供無線傳輸設(shè)備和IP業(yè)務(wù)設(shè)備的接入鑒權(quán)，鑒權(quán)由應(yīng)急指揮中心平臺(tái)統(tǒng)一控制管理。無線傳輸網(wǎng)絡(luò)僅允許經(jīng)過接入鑒權(quán)的終端入網(wǎng)工作，同時(shí)也僅有經(jīng)過業(yè)務(wù)設(shè)備接入鑒權(quán)的IP設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中可以傳輸數(shù)據(jù)。兩種層次的手段相結(jié)合，保證無線網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的安全性。

圖5 臨時(shí)應(yīng)急IP業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸

4 結(jié)語

實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明，系統(tǒng)部署方便快捷，通信效果良好，語音調(diào)度及視頻監(jiān)控流暢、及時(shí)，數(shù)據(jù)文件傳輸順暢。系統(tǒng)的建立為實(shí)施高效指揮、科學(xué)決策提供了可靠的基礎(chǔ)保障，為提高對(duì)突發(fā)事件的反應(yīng)能力發(fā)揮了重要作用。

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