电力应急通信系统规划纲要

《电力应急通信系统规划纲要》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电力应急通信系统规划纲要（7页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、电力应急通信系统规划纲要在突如其来的大型自然灾难和公共突发事件面前，常规的通信手段往往无法满足通信需求。 应急通信正是为应对自然或人为紧急情形而提供的专门通信机制，在公众通信网设施遭受破 坏、性能降低、话务量突增的情形下，采纳专门规的、多种通信手段组合的方式来复原通信 能力。由此可见，应急通信具有时刻和地点不确定性、通信需求不可推测性、业务紧急性、 网络构建快速性和过程短暂性等特点。应急通信为各类紧急情形提供及时有效的通信保证， 是综合应急保证体系的重要组成部分，更是抢险救灾的生命线。应急通信与社会、技术的进展息息相关,其内涵随着通信行业和技术的进展而不断变化。 第一，应急通信是公众通信网的重

2、要组成部分，可被视为公众网的延伸和补充。第二，应急 通信既包括应急通信技术手段，也包括应急组织治理方式，是技术和组织治理的统一。从任 务内容角度来看，应急通信系统承担两类任务，一是平常为公众通信网提供补充服务；二是 为突发事件提供通信保证。从任务的性质来分，应急通信能够分为应急服务和应急保证。应 急服务要紧是指为重大活动提供通信支撑，而应急保证要紧是为重大通信事故、突发事件和 自然灾难事件提供通信保证。我国应急通信的进展大致能够分成3个时期。第一个时期是1998年往常，第二个时期是 1998年到2003年，第三个时期是2003年到2008年。我国在2004年正式启动应急通信相 关标准的研究工作

3、，内容涉及应急通信综合体系和标准、公众通信网支持应急通信的要求、 紧急特种业务呼叫等。与此同时，国内许多企业也在积极研发应急通信相关产品，如中兴的 GT800、华为的G0TA和中科院浩渺迅无线技术公司的MiWAVE等。总的来说，当前我国的应急通信保证方面的研究工作能够归纳为以下几类：一是充分挖 掘现有通信和网络基础设施的潜能，通过增强网络自愈和故障复原能力来提升其应急通信保 证能力；二是针对现有应急通信系统缺乏有效的统一调度和指挥的情形，考虑如何实现跨部 门、跨系统的指挥调度平台，使各个专网之间以及专网与公网之间实现互联互通；三是针对 一些部门的应急通信系统不支持视频、图像等宽带多媒体业务的问

4、题，引入宽带无线接入技 术；四是针对各专用应急通信系统缺少统一规划和互通标准的情形，启动应急通信相关标准 的制定工作；五是研究应急通信资源的有效布局和调配问题，如优化通信基站的选址和频道 分配来满足应急区域的通信覆盖要求。近年来，我国应急通信研究重点围绕公众通信网支持应急通信来展开，关于现有的固定 和移动通信网，要紧研究公众到政府、政府到公众的应急通信业务要求和网络能力要求，包 括定位、就近接入、电力供应、基站协同、消息源标志等，除此之外研究在互联网上支持紧 急呼叫，包括用户终端位置上报、用户终端位置猎取、路由寻址等关键环节。这些研究工作 有效推动了国内应急通信系统和相关平台的进展，增强了各种

5、应急突发情形下的通信保证能 力。尽管我国的应急通信保证体系建设有了专门大进展，然而依旧存在技术体制落后、资金 投入不足等问题，与应急通信的实际要求还有较大差距。此外，应急通信保证的研究工作大 都没有充分关注和利用无线自组网技术，也没有考虑融合多种通信技术手段来提供全方位、 可靠的应急通信保证，而是过多强调进展集群通信、短波无线通信和卫星通信系统。、我国电力行业应急通信现状与问题为适应电网进展的需要和快速提高应对各种突发事件的处置能力，国网公司党组高度重 视，迅速启动了应急体系建设工作，在各网省公司都建设了应急指挥中心，以移动通信车为 标志的应急通信系统建设也初具规模，国网系统的应急体系差不多形

6、成。08 年冰雪和地震 灾难后，国网公司初步建立了以应急指挥中心为支撑、应急通信系统为承载的覆盖网省公司 至地市电业局的的应急指挥体系。其中以VSAT卫星通信为通信传输手段的国网机动应急通 信系统覆盖了部分网省公司，并以卫星通信车和便携式卫星通信站提供覆盖全地域的机动范 畴，初步构筑起公司系统的应急通信指挥能力。各地网省公司，如四川、山东、青海等也开 始建设自有的省级应急通信系统。我国电力应急通信系统通过2 年的进展，已初具一定规模和应急指挥能力，但尚处于初 级进展时期，存在以下几点问题：1、应急通信覆盖不全面 目前，应急通信系统仅覆盖到省调层面，部分网省公司在地调配置有卫星通信设备，但通信

7、手段单一、难以在第一时刻进入现场，对应急救援最重要的“最后一公里”覆盖尚无法做到。2、技术装备简单，集成度、灵活性不够现有的应急通信系统只作了简单的系统集成，设备集成度差、便携性不足，难以在真正需要 时发挥作用。3、应急系统功能不完善，智能化程度不够 现有应急通信系统仅仅作为一种信息通信传输手段，尚未达到智能化和数据分析层次，无法 给决策者辅助参考，并未起到理想的作用。4、尚未形成统一的综合信息平台 目前的应急指挥中心、应急通信系统尽管集成了多种数据库，但各系统较为离散，数据融合 不足，海量数据带来的信息冗余、信息差错等对指挥决策带来一定干扰，且由于没有应急决 策理论支撑，所有的应急指挥手段尚

8、停留在人工手段，由此带来的资源白费、低效甚至指挥 决策错误导致应急救援的较低，还未进入现代化应急救援的层次。三、技术装备规划以后的电力应急体系由一个中心和三大支撑系统构成。 一个中心：一个应急体系综合信息公布与决策支持平台 三大支撑系统：电力系统资源数据库系统，电力应急信息感知与传输系统，应急指挥决 策智能辅助支持系统信息公布与决策支持平台：为顺应现代化、智能化的电网进展趋势，电网作为国家重要的基础设施将在国民经济建设、 抗灾抢险等方面发挥重要作用，电力系统的信息化和应急治理将不仅仅局限于电力系统内 部，而是将和社会紧密结合。电网应急指挥中心将取代传统的电力调度中心，成为一个集信 息监控、电力

9、调度、信息公布、应急决策的中央数据库，是信息整合、信息展现、信息决策 的中心平台，是以后电力系统的信息中心和核心平台，该平台应具备如下几个功能；1、是电力系统各级指挥调度、应急救援队伍、社会公众的信息联络平台：通过该系统可针 对不同信息同意对象，智能化地公布相对应的信息命令。2、是信息展现、信息综合的技术平台：为便于指挥决策者更直观、高效猎取信息，通过该 系统实现可视化展现、智能化统计，从海量信息中进行数据挖掘，提取有效信息供决策 者参考。3、是决策推演、工作流程的智能化辅助平台：结合基础数据、智能算法，针对灾难发生的具体情形，利用最优化算法得到应急救援方案，供辅助参考。综上，以后的电力应急指

10、挥系统，将成为决策机构的“大脑”情报中心，可智能化地实现 应急指挥的最优化方案，大大提高应急救援效率，让应急指挥从纷乱无序中摆脱出来，大大 提高电力系统的稳固性和社会稳固性。为实现上述功能，必须依靠三大支撑系统的技术进展。电力资源数据库系统： 为实现上述功能，相关基础数据是核心支撑，列表如下： SCADA：是电网的核心信息，是判定电力系统受损的第一门户 视频监控信息：包括变电站和线路视频监控，可大大提升灾难现场可视化程度，是灾难 的第一手准确信息 气象灾难信息：包括气象灾难类型、位置、覆盖范畴、灾难强度、历史数据等，是重要 的外部信息，是灾难预警、灾难评估的必要数据 社会网络信息：包括社会新闻

11、公布的信息、Internet网络信息等，是猎取系统外部信息 的快速、便利手段 GIS 信息：包括电力系统基础设施（变电站、输电线路、杆塔等）的地理坐标、地势地 貌、地质结构、道路交通等信息，对评估灾难阻碍有重要作用 人力资源信息：包括人员个人信息、专业、位置、状态等，是调度参与应急救援时的必 要基础数据 设备物资信息：包括设备的型号、图片、 3D 模型、价值、数量、重量、体积等，用以 确保应急救援物资调配的准确性 仓储物流信息：包括物资存放地点、物资数量、运输工具类型数量、物流交通信息等， 用以评估应急物资调配的最佳方案对上述各类型数据进行数据库建模，并对各类数据进行模型关联，是资源核心数据库

12、的基础 工作。电力应急信息感知与传输系统： 数据库的信息需保持实时和同步，同时应急救援信息上报和指挥决策的命令下达都离不 开坚强的信息通信传输系统，该系统包括如下技术设备： 数据通信网；将各分散的异质数据库连接起来，通过统一的接口格式，实现信息的无缝 传输和共享 机动应急通信传输设备：包括卫星通信、短波通信、Wifi Mesh、集群通信、野战光缆 等机动通信方式，可传输语音、视频、数据，实现灾难现场的信息实时回传 信息传感网络；由低功耗无线节点构成，自组织Ad Hoc网络，实现灾难现场高密度、 大面积、零距离、零时延的信息接入网络，利用各种传感器（温度、风力、振动、图像、 语音、 GPS、 R

13、FID 等）实现现场海量丰富信息的传感，并具备极强的抗毁能力，完全 构成应急救援现场“最后一公里”的重点覆盖，大大提升应急救援现场的信息化程度 移动接入终端：便携移动终端（如 iPAD 等），可随时、随地接入现场传感网络，且具 备信息公布、信息同意、信息查阅、信息统计等功能，是现场单兵作战的核心信息设备 无人特种装备：如无人直升机、飞艇、机器人等，在人员无法进入或危险地区采纳无人 特种装备进行信息监控、传输，确保猎取完整、实时的灾难第一现场的信息应急指挥决策智能辅助支持系统智能决策系统是应急指挥中心进展的最终形状，是实现智能化电力应急救援的核心，包括如 下四个方面；智能量化：对数据库各相关信息

14、以灾难阻碍程度进行量化，形成量化数据库，为统计决策作 基础。以面向对象方式进行数据建模及量化。电力设施量化表（例）杆塔线路变电站负荷区域0级（绿色）杆塔正常线路正常变电站正常负荷正常1级（黄色）杆塔倾斜线路歪曲（供电正常）设施受损，可运行负荷可靠性降低2级（橙色）杆塔倒地（可复原）线路接地（供电中断，可复原）部分设施损毁，出线断电次要负荷缺失3级（红色）杆塔损毁（不可复原）线路损毁（供电中断，不可复 原）全站损毁，操纵室倒塌重要负荷缺失自然灾难量化表（例）泥石流台风地震火灾发生位置N30 2932”E30 2932”N30 2932”E30 2932”N30 2932”E30 2932”N30

15、 2932”E30 2932”覆盖面积2km220km22000km2100km2发生强度泥石流量70万m3风力12级震级8.0级过火面积100km2发生概率70%80%20%30%潜在危害设施：杆塔、线路、道路损毁设施；线路、杆塔设施；杆塔、线路、变电站设施；杆塔、线路人员：失踪、被困人员；无人员；失踪、死亡、被困人员；死亡、被困此外，还有道路信息量化表、物资信息量化表、人员信息量化表等智能统计：依照上述量化表及数据库，通过数据匹配、查找、统计等方式，对关怀的信息进 行全方位统计，得出全方位的灾难信息统计图表，并以可视化方式展现，供决策者参考。例 如： 统计某地区电力设施受灾程度：关联电力设

16、施相关变量 统计某负荷区域受灾程度：关联负荷区域相关变量 统计某灾难对某区域电源、负荷的阻碍：关联灾难、电力设施、负荷区域相关变量 统计某灾难在某区域造成的设备人员缺失；关联灾难、设施、人员相关变量 智能评估： 自然灾难通常可不能在一点发生，而是涉及一个较大的范畴，在范畴内的灾难受损程度也是 非平均的，从灾难应急救援的目标动身，评估灾难对电网的阻碍，并采取相应的预案措施 则是智能评估的核心内容和意义所在。智能评估是建立在上述量化数据库和统计结果的基础 上进行的数据挖掘工作。针对量化数据库，给出相应的灾难评级，建立相应的预案数据库 通过最优匹配，选择出若干条具有优先级的应急预案，供决策者参考执行

17、。应急预案量化表泥石流台风火灾杆塔黄色：加强巡视橙色：派人抢修红色：运输备件线路变电站负荷区域通过上述的应急预案，查找最优匹配，即可针对不同灾情进行针对性的预案处置，并对灾情 进行准确的评估。智能决策： 智能决策是应急救援指挥的最高级形式，其本质是一个基于约束的最优化过程。在灾难发生 时，大面积设施、人员受损，在有限的资源下，如何进行最有效、缺失最小的应急救援指挥， 如何进行人、财、物的优化调度，如何确定故障复原顺序的优先级，如何利用虚拟现实匹配 救援物资，如何确定抢修方针、抢修思路，都能够放到带有约束的最优化框架中实现，用模 型描述如下：min L(d,e,p,s)s.t. dC(d) e

18、W C(e) pWC(p) s W C(s)其中,L表示灾难缺失总量；表示灾难类型(disaster)； e表示设施及人员缺失情形(equipment)； p表示救援人员(people)； s表示救援策略(strategy)； C表示边界限制条件(constraint) 最优救援问题即转化为具有各种约束条件下,如何使灾难缺失降到最低的最优化问题,可用 数学方法进行求解。上述是一个简单的模型,更精确的模型建立和优化求解有待于进一步的 深入研究,其基础工作是数据库的量化工作。四、相应的产业进展规划 1、围绕“一个中心、三大支撑系统”的建设目标,完善产业进展的规划 电力应急中心系统是一个以底层数据库

19、为基础、信息通信硬件设备为支撑、高层智能软件为 核心的软硬件综合信息产业,是“坚强智能电网”概念在电力应急和信息通信领域的重要延 伸,在电力系统现有信息和数据平台的基础上,涵盖了理论体系研究、软硬件研究开发、技 术成果转化应用、人力资源开发、技术咨询服务、重大任务执行等多方面的应急救援信息通信产业链，是充分整合 200亿电网信息通信资产、提升电力应急治理水平的重要手段。其最 终目的是在全国电力系统范畴内建设成为专业化、智能化、科技化的应急救援信息通信体系 和队伍，为我国电力工业和政府、其他重要行业的应急救援提供标杆，并提振相应的信息通 信软硬件、人力资源、知识产权的科技含量，在全国范畴内实现应

20、急救援指挥的现代化、信 息化、智能化。2、结合三大支撑系统，结合国网信通优势，进行对应的产业进展规划电力资源数据库系统： 理论层面：针对电力工业特点，与高校合作，进行电力系统信息资源的理论分析研究， 建立合理、准确、全面的电力系统资源数据模型，进行模型的定量分析研究，对异质数 据找出通用模型表达结构（如 SCADA/EMS 数据、人力资源数据、财务数据、物资数 据、GIS地理信息数据、视频监控数据、气象信息数据、灾难信息数据、虚拟现实数据 等），形成量化数据舱；研究物资系统、财务系统、仓储系统等现有或新建系统的数据 采集、整理、储备、同步等实现方式 应用层面：研究开发不同类型异质数据到通用模型

21、的映射结构，研究从现有数据库 （SG186-人力资源系统、物资系统、生产治理系统、 EMS/SCADA、 ERP 系统等）系 统中提取数据的接口，解决冗余数据匹配、一致性验证、数据同步等数据共享问题；规 划设计数据库类型、结构，开发出相适应的海量数据库系统；培养一批数据库设计、咨 询、实施的人力资源，提升电力公司基础数据治理能力。电力应急信息感知与传输系统 理论层面：针对电力应急救援特点，结合电力救援实践体会，迎合电力应急治理需求， 与高校、研究所、科技公司合作，研究分析电力应急救援专用信息通信手段，提出适应 于电力行业需求的应急救援信息通信技术体制、信息类型、信息规模、实时性要求、可 靠性要

22、求等，并结合先进信息通信理论和技术开发设计相应原型系统，提出解决方案。 应用层面：完善现有电力系统通信网络，增强网络抗毁性、可靠性、互通性，提升网络 带宽，完善开放、统一的终端网络接入，提升网络整体性；提升现有应急信息通信技术 装备，优化技术，进展小型化、便携化、标准化、通用化的信息通信手段，提升系统利 用效率；与社会技术力量合作，依照顾急救援需求和理论分析，针对性开发相应信息传 感器、特种装备、通信网络协议、信息平台软硬件，形成有用化产品，并实现全面部署； 培养一批全面的应急信息通信技术装备使用人才，可在执行重大任务时承担信息通信的 保证工作。应急指挥决策智能辅助支持系统 理论层面：深入分析

23、研究电力系统应急救援智能化的内在机理，研究灾难信息的量化理 论，利用智能算法、模糊数学、数据挖掘等理论工具进行电力系统灾难评估、分级；利 用优化分析形成电力系统灾难应急预案；深入研究分析灾难应急的人力资源、财务资源、 物资资源的优化调度问题，优化应急救援策略布局，形成应急救援智能决策理论，进展 应急救援“时刻等高图”，进行应急处置分级处理，规划应急救援灾难复原的“一小时 圈/两小时圈/三小时圈”；形成完整的灾难应急救援处置理论体系和技术标准。 应用层面：研究开发高效的数据统计方法，实现基础数据库的高速查询统计和智能分析； 研究开发高效直观的可视化展现平台软件，能够直观展现灾难类型、灾难程度、灾难阻 碍，并选择性地向指挥人员、公众、抢险人员等不同对象公布相应信息；研究开发可视 化信息互动平台，实现不同人员之间的分级、分层信息交流；研究开发基于优化理论和 数据挖掘算法的智能预警和应急救援决策系统，形成带约束的最优化方案，生成人、财、 物、应急救援策略的具体调度方案；研究开发应急救援指挥的网上沙盘推演系统，培养 一批专业的应急救援指挥决策者，利用智能系统的辅助大大提升应急救援的效率。