畢研國 董 秀 趙玉田

（1.博格華納燃油系統(tǒng)(煙臺)有限公司，山東煙臺 265500；2.煙臺汽車工程職業(yè)學院，山東煙臺 265500）

0 引言

電力應急通信是指當發(fā)生自然災害、電力交通事故、設備故障等突發(fā)事件時，為快速實施搶險救援，確保指揮暢通，在現(xiàn)場與各級事故應急救援指揮機構（或指揮中心）之間建立話音、圖像、數(shù)據(jù)等通信聯(lián)系，為現(xiàn)場救援指揮提供的通信手段。其中圖像通信能實時、具體地呈現(xiàn)現(xiàn)場狀態(tài)，在應急通信保障期間發(fā)揮了關鍵作用。電力應急通信應充分利用電力專用通信、公眾移動通信、衛(wèi)星通信等途徑，為電力應急救援提供靜、動態(tài)圖像通信服務。電力應急圖像通信系統(tǒng)是電力應急通信系統(tǒng)中的圖像通信部分，如何將現(xiàn)場的實時圖像傳輸至應急指揮中心是本文的研究重點。

1 系統(tǒng)監(jiān)控對象

電力數(shù)據(jù)中心機房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)（以下簡稱為動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)）的監(jiān)控對象可分為三大類：第一是對設備動力系統(tǒng)實時工作狀態(tài)進行監(jiān)控，如供配電系統(tǒng)開關狀態(tài)、UPS 和柴油發(fā)電機等設備的運轉參數(shù)和狀態(tài)等；第二是對機房內運行環(huán)境進行監(jiān)測與控制，如溫度、濕度、漏水狀況、氫氣濃度等；第三是對人員設備進出進行監(jiān)控，如門禁、攝像頭、防入侵等安全類設備。而機柜內服務器、交換機、加密機等安全或網絡類硬件設備運行狀態(tài)并未被納入，不在本文探討范圍。

2 動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的應用現(xiàn)狀

國產機房動態(tài)環(huán)監(jiān)測系統(tǒng)研制20 多年，主要面向基站機房通信運營商和政府、大中型機房企業(yè)?；緳C房四大通信運營商，基站數(shù)量可達10 萬甚至數(shù)百萬，基站機房現(xiàn)場動態(tài)環(huán)設備分布廣泛，接入規(guī)程多，工程開發(fā)復雜，規(guī)范要求高，可靠性高，性價比高，售后服務高，構建動態(tài)環(huán)監(jiān)測系統(tǒng)最重要的部分是使用政府部門、大型企業(yè)的接口，以及大中型高科技企業(yè)的數(shù)據(jù)中心機房（如百度）。例如，有些項目具有較高的投資價值和較長的構建周期，通常由動態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)制造商作為分包商或大型系統(tǒng)集成商進行補充，構建方面通常使用SNMP 進行數(shù)據(jù)互連和交換，但標準不同。一些用于企業(yè)信息項目的中小型機房通常由小型動態(tài)環(huán)監(jiān)測集成器或機房傳感器制造商建造，由配置軟件或小型動態(tài)環(huán)監(jiān)測軟件管理，標準化水平相對較低[1]。

3 具體的電力應急圖像通信系統(tǒng)主要存在的問題

（1）現(xiàn)場應急圖像通信設備體積大、重量大、攜帶不方便。由于電力現(xiàn)場應急條件比較特殊，現(xiàn)代化交通工具往往不能直接到達現(xiàn)場，需要人工搬運才可到達，導致應急圖像通信時效性差，失去了應急保障的意義。（2）應急接入設備集成度低，配線及接口數(shù)量很多，現(xiàn)場布設需要的時間較長。應急現(xiàn)場最后區(qū)間的接入手段導致傳輸帶寬受限，因此圖像質量不高。（3）寬帶衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)是解決應急通信的一個重要手段，雖然個別電力局集團公司已經在試點，但電力應急通信系統(tǒng)目前還沒有統(tǒng)一規(guī)劃和建設。（4）發(fā)生應急搶險事故后，首先到達現(xiàn)場的往往不是電務系統(tǒng)維護人員，這就要求各電力局集團公司在局內信息傳送方式上運用時效性更高的信息系統(tǒng)，僅僅依靠目前的應急通信系統(tǒng)無法滿足搶險需要，全員應急是當前迫切的需求。（5）沒有統(tǒng)一的標準和規(guī)定，公眾移動網絡的應急通信系統(tǒng)接入既有電力應急通信系統(tǒng)這方面仍然存在很多問題，無法正常發(fā)揮應急通信作用。

4 建設及運維情況

安裝、調試和維護過程中的主要問題：（1）監(jiān)控單元(如UPS、空調器、開關電源)出現(xiàn)設備品牌復雜、協(xié)議版本低、沒有智能IP 接口等情況。因此，監(jiān)控設備存在錯誤的報警現(xiàn)象時需要工作人員進行操作；（2）監(jiān)控設備故障(如接入控制、FSU 等)。在通常情況下，需要等待設備制造商重新發(fā)送更換部件，然后才能解決這些問題，這可能導致設備出現(xiàn)長時間故障，在故障期間無法監(jiān)控相應的故障單元，存在安全風險；需要每個縣分支機構準備備件；（3）局部報警信息大規(guī)模延長，精度不高，故障排除響應時間長，故障處理時間長；（4）移動環(huán)監(jiān)測軟件只能為個人發(fā)放檢查計劃，不能按區(qū)一級的技術廳發(fā)放。如果區(qū)一級技術廳技術服務人員需要重新調任，檢查計劃僅限于動態(tài)環(huán)監(jiān)測系統(tǒng)本身，不能增加其他重要監(jiān)測節(jié)點的檢查內容，則該系統(tǒng)需要升級這一功能[2]。

5 開關量直集模塊

（1）重要開關監(jiān)測：通過監(jiān)測配電柜內重要斷路器的輔助觸點狀態(tài)，判斷開關的通斷狀態(tài)；當監(jiān)測的開關狀態(tài)與設定默認狀態(tài)不一致時，監(jiān)控主系統(tǒng)發(fā)出報警。（2）防雷監(jiān)測：通過監(jiān)測防雷器的遙信觸點，實時監(jiān)測防雷器狀態(tài)；當監(jiān)測的防雷器狀態(tài)與設定默認狀態(tài)不一致時，監(jiān)控主系統(tǒng)發(fā)出報警。（3）新風排煙監(jiān)控：通過在新風和排煙管道中安裝壓差開關監(jiān)測壓差信號，監(jiān)測機房內新風機和排煙機的運行狀態(tài)，可遠程控制新風機的啟停。（4）防入侵監(jiān)測：通過在機房內安裝紅外探頭以監(jiān)測機房內人員移動狀態(tài)；當紅外探測器的狀態(tài)異常時，系統(tǒng)發(fā)出報警。（5）消防監(jiān)測：通過采集消防控制主機報警輸出點的信號，實時監(jiān)測機房內各分區(qū)的消防狀態(tài)；一旦發(fā)生報警，系統(tǒng)就自動切換到相應的監(jiān)控界面，火警狀態(tài)圖標變紅且閃爍，同時產生報警事件并記錄存儲[3]。

6 實時告警問題的優(yōu)化

首先，應嚴格控制智能設備的串行連接數(shù)量，以免串行連接設備過多導致數(shù)據(jù)下載速度緩慢，從而導致報警延遲。FSU 掃描時間合理配置，通過調整移動環(huán)設備掃描周期來提高捕獲速度，從而縮短采集設備對每個測量點的詢問時間。其次，合理選擇設備測量點，選擇和優(yōu)化重要測量點，避免收集器過載，這會影響采購效率。操作人員必須避免掃描非重要數(shù)據(jù)占用大量資源并導致收集工作延遲的情況。此外，可通過軟件控制不合理數(shù)據(jù)觸發(fā)的報警，提高報警反饋差值的屏蔽功能，如果數(shù)據(jù)輸入值超出合理范圍，可鎖定數(shù)據(jù)的這一部分，設置有效的上限和下限，消除錯誤報警。傳輸過程中的電磁干擾產生的錯誤報警可以通過在傳輸線上添加抗干擾的磁環(huán)來避免，從而減少干擾，并在軟件末端實現(xiàn)有效的門限保護。最后，采用人工智能等先進手段，加大報警邏輯關系分析，合理分類報警信息。提高報警跟蹤功能，劃分主報警和副報警，確定報警生成設備的主從關系，從而有效優(yōu)化報警信息，減少報警信息的轟炸，同時不丟失重要的報警信息。

7 監(jiān)控處理機通信控制器

監(jiān)控處理機是綜合電力系統(tǒng)的一個分系統(tǒng)，是電子系統(tǒng)的故障檢測中心，主要實現(xiàn)電子系統(tǒng)的集中式監(jiān)控管理，是非電子系統(tǒng)與綜合電力系統(tǒng)之間的接口。某型監(jiān)控處理機主要監(jiān)控管理電子系統(tǒng)的若干子系統(tǒng)設備，同時將這些設備的各種工作狀態(tài)信息通過多路傳輸數(shù)據(jù)總線報給維修人員。通信控制器作為監(jiān)控處理機與外界的通訊媒介，傳遞非電子系統(tǒng)設備的工作狀態(tài)。通信控制器的故障將直接影響監(jiān)控處理機乃至整個電子系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。依靠自身的BIT 來完成故障的診斷和測試，該測試可以將故障定位到SRU 級。依靠通用自動測試設備來幫助完成內場級的故障診斷和測試，測試可以將故障定位到SRU 級，且只針對整機測試，無法實現(xiàn)針對通信控制器的測試和故障診斷。因此，亟需設計并研制一套針對通信控制器的功能測試與診斷系統(tǒng)，對通信控制器的功能、性能參數(shù)以及故障情況進行檢查。通信控制器的自動測試與診斷系統(tǒng)能夠完成系統(tǒng)的初始化設置、正常通信、BIT 自檢等功能測試，并具備數(shù)據(jù)采集分析功能，實現(xiàn)了對被測對象的自動測試[4]。

8 數(shù)據(jù)通信網絡關閉功能

數(shù)據(jù)通信網絡關閉功能的作用是把變電站的實時數(shù)據(jù)傳輸至本地區(qū)調度中心、備用調度中心，為本地區(qū)調度中心和備用調度中心在110kV 變電站遠程調度、運行提供可靠的基礎信息支撐，從而達到遠程調度、運行的目的。變電站內的實時信息主要有變電站內的線路、設備的實時數(shù)據(jù)、狀態(tài)信息、輔助設備信息和變電站的記錄信息。針對變電站監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控對象類型及重要程度，將其劃分為“安全I 級”和“安全II 級”，并就“兩級”的具體情況進行了介紹。電力設備的主要任務是對110kV 變電站的數(shù)據(jù)進行實時的采集和監(jiān)控，以及對變電站的一、二次設備的監(jiān)控。這樣，區(qū)域內數(shù)據(jù)通信網的關閉配置需要將變電站的實時信息通過本區(qū)域調度中心發(fā)送到專門的通信線路，并能實時接收到控制指令。由于本區(qū)域的信息監(jiān)控工作十分重要，因此，I 區(qū)的安全通信網絡的關閉采用了雙重配置。安全區(qū)內的電子產品，主要是對一次電源的運行狀態(tài)進行監(jiān)測，以及對消防、應急等變電站起到輔助作用。該地區(qū)各地區(qū)的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)必須向本地區(qū)的調度室發(fā)送信息，方便客戶查閱。由于安全區(qū)I 區(qū)域信息的重要程度不如II 級，因此I 區(qū)域數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)采取了1 個單獨的配置模式[5]。

9 智能電網監(jiān)控系統(tǒng)

智能電網監(jiān)控系統(tǒng)選擇分布式結構模式，基于大數(shù)據(jù)技術進行數(shù)據(jù)挖掘、分析，建立四層結構為一體的智能電網監(jiān)控系統(tǒng)。對于系統(tǒng)設計來說，CPU 選擇CC2530F256型號的主要優(yōu)勢在于低功耗、高性能，且整體傳輸鏈路的開銷相對較低，具有更為理想的保護性能。智能電網監(jiān)控系統(tǒng)結構使用多個傳感器部署在電力系統(tǒng)各個終端，系統(tǒng)能夠動態(tài)收集各個終端的運行情況。調度節(jié)點與各個儲存節(jié)點進行對聯(lián)，通過位置信息、各個終端節(jié)點分類信息，調度節(jié)點能夠直接將各個數(shù)據(jù)分別劃分到不同數(shù)據(jù)儲存節(jié)點當中。對于異常數(shù)據(jù)分析來說，主要是采用自適應學習計算的方式，通過大數(shù)據(jù)技術進行分析，在進行自動處理的同時，系統(tǒng)還會實時發(fā)送異常的數(shù)據(jù)。5G 時代的全面到來，數(shù)字化建設、智能化建設已經成為各個行業(yè)轉型發(fā)展的重要方向。從當前信息技術發(fā)展動態(tài)來看，大數(shù)據(jù)技術已經開始在多個領域進行應用，為智能電網的建設提供了有效的技術支持。對于智能電網監(jiān)控系統(tǒng)建設來說，應當充分利用大數(shù)據(jù)技術具有的優(yōu)勢，將大數(shù)據(jù)技術融入智能電網監(jiān)控系統(tǒng)中，針對電網系統(tǒng)進行智能化、智慧化管理。

10 自動化監(jiān)控系統(tǒng)的應用

隨著信息技術的發(fā)展，自動化技術廣泛應用在人們生活中，適用于路面交通監(jiān)測、城市規(guī)劃設計、信息探測、路面監(jiān)控等諸多場景。但在自動化使用過程中，為確保自動化安全和規(guī)劃精準度，本文通過探究自動化監(jiān)控系統(tǒng)的設計來實現(xiàn)自動化規(guī)劃、監(jiān)控、編輯等功能，確保讓地面站臺能夠時刻掌握自動化的路徑和信息。自動化監(jiān)控系統(tǒng)主要是依靠通信設備、遠程遙控等功能來完成目標，各功能模塊通過網絡協(xié)議通信[6]。自動化監(jiān)控系統(tǒng)的設計核心在于對自動化監(jiān)控系統(tǒng)中設備狀態(tài)數(shù)據(jù)、信息數(shù)據(jù)等信息進行全方位收集，通過仿真模擬平臺進行驗證，通過虛擬儀表盤等設備來對自動化進行全過程監(jiān)控，確保自動化的運行安全。自動化監(jiān)控系統(tǒng)主要是依托仿真平臺來進行功能實現(xiàn)與測試，在相關監(jiān)控功能上具有一定的局限性，只能對自動化的主要設備狀態(tài)進行動態(tài)監(jiān)控。同時受限于通信技術問題，在編輯和三維地圖繪制中存在一定的誤差[7]。

11 結語

為提高應急響應能力，各電力局集團公司也在不斷創(chuàng)新應急圖像終端接入方式，少數(shù)電力局集團公司配備了寬帶衛(wèi)星通信車、自動化等設備功能。寬帶衛(wèi)星通信具有覆蓋廣泛、天然的廣播性（組播）、建設快速、配置部署靈活等優(yōu)勢，可以做到全天候有效的圖像傳送，同時也解決了復雜地形條件下的圖像傳送問題，可迅速建立通信車與指揮中心之間的音視頻通信，將現(xiàn)場的音視頻實時接入和轉發(fā)至電力局集團公司應急指揮中心，并提供實時瀏覽、存儲、回放、遠程管理等多種業(yè)務應用，是解決偏遠及復雜現(xiàn)場接入的有效方式。