CN103178903A - 基于无线光网的电力应急通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于无线光网的电力应急通信系统，系统由应急现场通信系统、变电站通信系统、主控和指挥中心通信系统、系统网管组成。所述基于无线光网的电力应急通信系统中，由安装在电力工程建设施工、电力通信故障应急恢复和电力事故现场的应急指挥等应急现场的应急现场通信系统，对应急现场的语音设备、视频设备、数据设备的情报进行采集，采集的情报再传输到无线光网设备后，通过超远距离无线光网传输到变电站通信系统。变电站接收到应急现场情报后通过电力光网络，进一步传输到主控中心和指挥中心通信系统。系统网管负责整个通信网络的管理工作。本发明系统具有快速高效、高带宽、超远距离、低成本、高安全性，可以适用各种应急通信场合。

Description

基于无线光网的电力应急通信系统

技术领域

本发明涉及一种应急通信系统，尤其是应用于电力行业的基于无线光网的电力应急通信系统。

背景技术

电力工业是建立在现代电力能源转换、传输、分配科学技术基础上的高度集中的社会化大生产，电力应急通信系统是电网的重要课题，在特殊情况、突发事件下，现有电力通信网络无法确保应急需要，指挥中心、相关部门不能及时、充分地了解相关情况而无法下达指令，指挥协调难度大，所以电力应急通信系统建设亟需改进和提高。

因此，建设一套灵活、高性能的电力应急通信系统，支持现场视频回传与语音通信，以保证在最短的时间内调动不同部门，协同作战，对突发事件做出有序、快速、高效反应对于电力企业提高生产安全水平意义重大。

现有的应急通信系统主要有基于公众移动网络、常规对讲机、传统数字集群、小功率移动通信基站或者车载、便携式基站系统或者基于卫星的通信系统。基于公众手机移动网络的方式不支持群组呼叫，无法形成团队协同工作，并且呼叫无优先权限，当被呼用户处于通话中只能等待，可能延误沟通最佳时机；基于常规对讲机的方式无法实现广域通信，通信距离有限，不支持与有线电话或卫星通信互联，无法实现远距离通信；而传统数字集群通信系统和小功率移动通信基站或者基于车载的基站通信系统包括基站、控制器等大型设备，这类设备体积大、重量大，搬运和运输非常不方便；传统数字集群采用数字中继方式通信，组网不够灵活。而且，整体上现有的应急通信系统都存在带宽低，使用不便，仅能传输语言数据，无法传输应急现场的视频信息等缺点。

发明内容

本发明提供了一种基于无线光网的电力应急通信系统，克服了现有应急通信系统中存在的通信距离短、通信带宽低、设备搬运和运输不便、无法传输视频等大数据信息、组网方式不灵活和应急系统搭建复杂等缺点。

为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是：

一种基于无线光网的电力应急通信系统，其特征在于所述的基于无线光网的电力应急通信系统包含：应急现场通信系统、变电站通信系统、主控和指挥中心通信系统、系统网管。

所述的应急现场通信系统是安装在电力工程建设施工、电力通信故障应急恢复和电力事故现场的应急指挥等应急现场的通信系统，主要是由现场的语音设备、视频设备、数据设备进行应急现场的情报采集，采集的情报再传输到无线光网设备后，通过5.8G无线专网天线传输到变电站通信系统。

所述的变电站通信系统是由安装在变电站或者带有变电站光网接口的应急杆塔上的无线光网设备和变电站光网接口等设备组成，主要负责与应急现场通信系的通信，无线光网设备通过5.8G无线专网天线接收到应急现场的情报后，把情报通过变电站光网接口传输到电力光网络，进一步传输到主控中心和指挥中心通信系统。

所述的主控和指挥中心通信系统是由主控中心、NMS网络管理设备和应急指挥中心组成，主要负责与变电站通信系统的通信，汇总情报给应急指挥中心，同时在主控中心把应急现场的语音、视频和数据呈现到相关播报和显示设备，而且可以通过NMS网络管理设备对整个网络进行管理，从而解决电力行业的应急通信。

本发明基于无线光网的电力应急通信系统的无线光网设备采用的是5.8G的无线专网，点对点视距通信距离最大200公里，能够满足应急通信系统中远距离的要求。

本发明采用的无线专网支持高带宽，带宽最大256M，能够满足语音、数据和视频的通信要求。

本发明采用的应急通信系统支持无线各种拓扑组网，可以支持点到点，点到多点，网状网等应用方案，组网灵活，可以适应各种地形环境。

本发明采用的无线光网设备，体积小，安装方便简单，可以安装在建筑、杆塔上，在应急现场可以方便迅速的搭建应急通信系统，而且应急任务完毕后，也可以方便的拆卸下来。

所述的基于无线光网的电力应急通信系统，其特征在于通信系统具有功能强大的网管系统，用户可以通过各种基于Web、SNMP的管理方式，进行远程管理、监视系统、采集告警信息或优化链路性能，同时系统采用图形化用户界面，操作人员可以方便的进行远程维护、管理工作。

所述的基于无线光网的电力应急通信系统，主要应用于以下3种典型应用场景：电力工程施工生产管理、电力通信故障应急恢复应用和电力事故现场的应急指挥应用。

所述的基于无线光网的电力应急通信系统应用于电力工程施工生产管理时，现场的各种语音、视频、数据信息都需要实时与主控站点保持沟通。但是，在施工之处OPGW，ADSS尚不可能开通，同时专门为施工现场铺设光纤代价过大，所以采用本发明的应急通信系统可以实现快速链接施工现场与就近的具有光网络的变电站，通过变电站高可靠的光纤环网到网省的主控中心，就实现了全方位的现场“过程实时管理监督”：

实时将施工现场的事件信息及时与主控中心沟通；

通过高清视频，语言使项目管理者能在第一时间充分了解作业现场，为管理者的决策工作提供全面的数据支持；

可以远程对现场提供技术支持，全面有效地提高生产工作的效率和合理性。

所述的基于无线光网的电力应急通信系统应用于电力通信故障应急恢复应用时，当电力光纤通道施工时，或者线路被破坏抢修时，采用本发明的应急通信系统可以快速部署高带宽的无线通信网络，保证网络数据的正常运行。当光纤通道正常后，可以切换到光纤通道运行。无线光网通信系统可以作为备用，或者轻松拆除后用于其他场合。

所述的基于无线光网的电力应急通信系统应用于电力事故现场的应急指挥应用时，采用本发明的应急通信系统可以实现事故现场到指挥中心的快速、高效、高带宽通信，使领导小组可以在指挥中心实时了解事故现场情况，快速全面地收集到与事故相关的信息。领导小组可以与事故现场指挥小组以及事故处理人员进行实时通信，向现场指挥小组直接下达决策意见，并且告知与现场事故处理相关的重要信息，现场指挥小组和事故处理人员也能及时向应急管理指挥中心的领导小组汇报现场情况。

本发明的有益效果是，基于无线光网的电力应急通信系统不仅具有高传输速率、超远距离、实时性好、安全可靠、成本低等特点，系统开通快，即装即用，环境适用性好，而且具有强大的网管系统，系统图形化，可视化，非常方便操作人员进行维护、管理工作，可以满足各种应急通信应用场合。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1是本发明的实施例中基于无线光网的电力应急通信系统方案结构框图；

图2是本发明的实施例中应急现场通信系统功能框图；

图3是本发明的实施例中变电站通信系统功能框图；

图4是本发明的实施例中主控和指挥中心通信系统功能框图；

图5是本发明的实施例中系统网管功能框图；

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

实施例基于无线光网的电力应急通信系统。

如图1，本实施例的基于无线光网的电力应急通信系统中，应急现场通信系统(100)与变电站通信系统(200)通过5.8G无线专网进行无线通信，进而变电站通信系统(200)与主控和指挥中心(300)通过电力光网络(230)进行光网通信，把应急现场的情报展示到主控中心(310)和指挥中心(321)，同时可以通过NWS网络管理系统(320)控制和管理整个应急通信系统。在应急现场通信系统(100)中，应急现场的情报通过视频设备(120)、语言设备(121)和数据设备(122)进行采集和传输，采集的情报传输到无线光网通信设备(110)，经过相关处理后通过5.8G专网天线(111)发送到变电站通信系统(200)。在变电站通信系统(200)中，5.8G专网天线(211)负责与应急现场通信系统(100)的5.8G专网天线(111)进行点对点的远距离通信，接收到应急现场的情报后传输到无线光网通信设备(210)，经过相关处理后通过以太网接口(221)传输到变电站光网络接口(220)，然后转换成电力光网信号传输到电力光网络(230)中。在主控和指挥中心(300)中，主控中心(310)通过电力光网络(230)接收到来自变电站通信系统(200)的应急现场情报后，进行相关处理后，进行情报展示到主控中心(310)和指挥中心(321)，应急指挥领导小组就可以通过现场的应急情报进行相关决策和指挥应急工作，而且在指挥中心(321)就可以看到现场的视频，听到现场的语言和了解相关资讯。当进行决策的时候就可以直接通过NWS网络管理系统(320)进行发布指挥命令和对网络进行管理。从而远距离、快速、精确的完成应急指挥任务。

图2所示是本发明实施例中应急现场通信系统的详细功能构造，其主要包含以下功能模块：视频设备、语音设备、数据设备、无线光网设备、CMA(状态监测代理)设备、无线通信管理系统、可选的UPS(不间断电源系统)系统、天线系统和电源系统。

下面描述应急现场通信系统的主要功能部件的相关功能：

视频设备：应急现场的高清摄像机设备，负责采集现场视频情报。

语音设备：应急现场的语言设备，负责应急现场和指挥中心的语言通信。

数据设备：采集应急现场的需要监测的各种传感信息，比如气象信息，风速，湿度，温度等。

无线光网设备：安装于应急现场，负责现场情报的处理和无线通信，其内部具有CMA(状态监测代理)设备，无线管理系统，工业交换机和可选的蓄电池供电系统。

CMA(状态监测代理)设备：接入视频和语言，将传感器信息进行标准化数据通信代理，其为内置设备，内置于无线光网设备中。

无线通信管理系统：实现无线通信的接口处理，将CMA(状态监测代理)传来的数据进行梳理，QoS(服务质量)处理，加密处理等，同时完成无线通信系统的代理处理，其为内置设备，内置于无线光网设备中。

可选的UPS(不间断电源系统)系统：对于间歇性电源需要增加UPS(不间断电源系统)系统来提供稳定供电，可以是蓄电池也可以是大功率锂电设备，其为内置设备。

天线系统：5.8G无线专网通信天线，负责和变电站通信系统无线系统通信。

电源系统：可以是输电线路在线取电设备，也可以是太阳能、风能电源系统，其为外置设备。

I1接口：传感设备与CMA(状态监测代理)之间的通信接口，一般为私有接口。

I2接口：CMA(状态监测代理)上行接口，符合PMS(生产管理系统)接口，符合电力规范的标准接口。无线专网系统对于输电线路在线监测系统数据实现透明传输功能，不更改具体数据内容。

无线光网通信设备还需根据实际考虑配备特种天线(如果传输距离较长时)、接口线缆、防雷设备、紧固结构件等设备。

无线光网通信设备，其内部具有CMA(状态监测代理)处理部分，无线管理系统，工业交换机和可选的蓄电池供电系统。无线光网通信设备通过I1接口连接高清监控终端设备、语言设备和数据设备(比如气象监测)来监控和采集应急现场情报。CMA(状态监测代理)将应急通信系统周边一定范围的各种监测数据转换成主站CAG(状态接入网关机)设备可读取的标准化数据。之后CMA(状态监测代理)通过I2接口和无线管理系统通信，实现应急通信系统无线光网通信设备通信业务的流分类和QoS(服务质量)；同时提供无线点到点终端设备的PoE处理，之后数据信号通过天线传输到变电站通信系统。

如图3，实施例的基于无线光网的电力应急通信系统中，变电站通信系统主要包含以下功能模块：变电站无线通信管理系统、天线系统、安全设备、变电站MSTP(多业务传送平台)光纤通信设备、电源系统。

天线系统：无线点到点，实现和应急现场通信系统的互通。

变电站无线通信管理系统：通过天线系统把汇聚的数据进行业务处理，之后传输给安全设备，然后再通过以太网接口连接到变电站MSTP(多业务传送平台)光纤通信设备。

安全设备：把无线通信管理系统传送的业务数据进行数据的分区安全保护和隔离，并采用硬件安全设备对数据进行加密。

变电站MSTP(多业务传送平台)光纤通信设备：把以太网数据转换成光纤信号后进入MSTP(多业务传送平台)骨干传输网。

电源系统：直接使用变电站提供的电源。

变电站通信系统通过天线系统和无线管理系统，与应急现场通信系统的大容量点对点无线设备对接，汇聚应急现场的监测数据，进行业务处理后，进入安全设备进行进一步处理，由于应急现场情报监测数据属于安全区I V(管理信息区)，进入MSTP(多业务传送平台)骨干传输网时需要考虑数据的分区安全保护盒隔离。数据在MSTP(多业务传送平台)必须与其他应用分配不同的物理端口和VC通道进行传输。同时在进入MSTP(多业务传送平台)光纤网络接口处采用防护墙或者网闸设备对数据进行硬件加密。其中，变电站无线管理系统通过以太网和变电站MSTP(多业务传送平台)光纤通信设备通信，进而把应急现场的监测数据通过现有带保护的骨干光网络传输到主控和指挥中心。

如图4，实施例的基于无线光网的电力应急通信系统中，主控和指挥中心主要包含以下功能模块：MSTP(多业务传送平台)光纤通信设备、安全设备、CAG(状态接入网关机)(状态接入网关机)设备、PMS(生产管理系统)系统、流媒体存储设备、视频控制管理中心、解码矩阵、视频墙或者其他展示终端、NMS(网络管理系统)和领导指挥中心。

MSTP(多业务传送平台)光纤通信设备接收来自变电站的光纤信号，然后数据传送至安全设备，网络安全设备将得到的从变电站过来的应急现场监测数据都转换成标准的I2接口与CAG(状态接入网关机)对接，传送到地市或者网省的CAG(状态接入网关机)设备，之后再通过CAG(状态接入网关机)设备与PMS设备对接，同时CAG(状态接入网关机)设备把流媒体数据传输到流媒体存储设备和视频控制管理中心，做进一步处理，主要是对视频进行管理、配置、存储、智能化应用等处理，最终经过解码矩阵显示到电视墙或者其他展示终端上。同时也展示到领导指挥中心，以便领导对应急指挥进行决策。

如图5，实施例的基于无线光网的电力应急通信系统中，系统网管主要包含以下功能模块：

设备管理功能：负责管理无线设备，无线接口设备agent；

性能统计功能：无线特性，以太网接口性能统计，各个节点信息统计；

告警功能：有线、无线信号中断，系统故障，数据错误等故障信息告警；

用户权限功能：多用户的登记应用；

故障监测功能：系统故障上报和处理；

性能分析功能：分析当前故障的原因；

数据备份，查询功能：数据统计，检索，导入导出等功能；

系统拓展功能：预留拓展设计，可以增加新的功能。

上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于无线光网的电力应急通信系统，其特征在于所述的基于无线光网的电力应急通信系统包含：应急现场通信系统、变电站通信系统、主控和指挥中心通信系统、系统网管。

2.根据权利要求1所述的基于无线光网的电力应急通信系统，其特征在于应急现场通信系统与变电站通信系统通过5.8G无线专网进行无线通信，进而变电站通信系统与主控和指挥中心通过电力光网络进行光网通信，把应急现场的情报展示到主控中心和指挥中心，同时可以通过NWS网络管理系统控制和管理整个应急通信系统。

3.根据权利要求1所述的应急现场通信系统，其特征在于所述的应急现场通信系统主要由：视频设备、语音设备、数据设备、无线光网通信设备、CMA(状态监测代理)设备、可选的UPS(不间断电源系统)系统、天线系统和电源系统组成。

4.根据权利要求3所述的应急现场通信系统，其特征是所述的应急现场通信系统中无线光网通信设备通过I1接口连接高清监控终端设备、语言设备和数据设备来监控和采集应急现场情报，CMA(状态监测代理)将应急通信系统周边一定范围的各种监测数据转换成主站CAG(状态接入网关机)设备可读取的标准化数据，之后CMA(状态监测代理)通过I2接口和无线管理系统通信，实现应急通信系统无线光网通信设备通信业务的流分类和QoS(服务质量)，同时提供无线点到点终端设备的PoE处理，之后数据信号通过天线传输到变电站通信系统。

5.根据权利要求1所述的变电站通信系统，其特征在于所述的变电站通信系统主要由：变电站无线光网通信设备、天线系统、安全设备、变电站MSTP(多业务传送平台)光纤通信设备、电源系统组成。

6.根据权利要求5诉述的变电站通信系统，其特征在于诉述的变电站通信系统通过天线系统和无线光网通信设备，与应急现场通信系统的大容量点对点无线设备对接，汇聚应急现场的监测数据，进行业务处理后，进入安全设备进行进一步处理，由于应急现场情报监测数据属于安全区I V(管理信息区)，进入MSTP(多业务传送平台)骨干传输网时需要考虑数据的分区安全保护盒隔离，数据在MSTP(多业务传送平台)必须与其他应用分配不同的物理端口和VC通道进行传输，同时在进入MSTP(多业务传送平台)光纤网络接口处采用防护墙或者网闸设备对数据进行硬件加密，其中，变电站无线管理系统通过以太网和变电站MSTP(多业务传送平台)光纤通信设备通信，进而把应急现场的监测数据通过现有带保护的骨干光网络传输到主控和指挥中心。

7.根据权利要求1所述的主控和指挥中心，其特征在于所述的主控和指挥中心主要由：MSTP(多业务传送平台)光纤通信设备、安全设备、CAG(状态接入网关机)(状态接入网关机)设备、PMS(生产管理系统)系统、流媒体存储设备、视频控制管理中心、解码矩阵、视频墙或者其他展示终端、NMS(网络管理系统)和领导指挥中心组成。

8.根据权利要求7诉述的主控和指挥中心，其特征在于诉述的主控和指挥中心中MSTP(多业务传送平台)光纤通信设备接收来自变电站的光纤信号，然后数据传送至安全设备，网络安全设备将得到的从变电站过来的应急现场监测数据都转换成标准的I2接口与CAG(状态接入网关机)对接，传送到地市或者网省的CAG(状态接入网关机)设备，之后再通过CAG(状态接入网关机)设备与PMS设备对接，同时CAG(状态接入网关机)设备把流媒体数据传输到流媒体存储设备和视频控制管理中心，做进一步处理，主要是对视频进行管理、配置、存储、智能化应用等处理，最终经过解码矩阵显示到电视墙或者其他展示终端上，同时也展示到领导指挥中心，以便领导对应急指挥进行决策。

9.根据权利要求1所述的系统网管，其特征在于所述的系统网管主要由：设备管理功能、性能统计功能、告警功能、用户权限功能、故障监测功能、性能分析功能、数据备份，查询功能和系统拓展功能模块组成。

10.根据权利要求3、4、5或6所述的无线光网通信设备，其特征在于所述的无线光网通信设备采用的是5.8G的无线专网，点对点视距通信距离最大200公里，通信带宽256M，能够满足应急通信系统中远距离、语言、数据和视频的通信要求。

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