CN104853323A - 一种面向电力应急救援的分布式多链路同步通信处理方法 - Google Patents

Abstract

一种面向电力应急救援的分布式多链路同步通信处理方法，属于电力系统技术领域。本发明提出了基于通用数据层(分发消息通道给数传电台、北斗、GPRS)的通信消息集中处理，多消息链路通信频率异步时间更新的消息处理机制和流程，实现多点应急救援中分层集中式可自组织通信监控体系结构，参与车辆、人员间自动/被动/主动信息发送，信息的自动/主动同步与中转，能解决目前应急救援移动车辆、人员和指挥中心间的通信系统面向单一通信链路、仅支持点对点通信、消息同步流程工作量大、重复劳动多、自动化程度低等问题，能显著提高多点移动救援车辆、多救援人员间高态势感知和及时响应的通信同步和处理效率。

Description

一种面向电力应急救援的分布式多链路同步通信处理方法

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，涉及电力外场应急环境中多点救援环境中的可靠、同步通信处理，为电力系统故障或灾害中的应急救援移动车辆提供高效、自动、智能的消息通信方法，能解决目前应急救援移动车辆、人员和指挥中心间的通信系统面向单一通信链路、仅支持点对点通信、消息同步流程工作量大、重复劳动多、自动化程度低等问题，能显著提高多点移动救援车辆、多救援人员间高态势感知和及时响应的通信同步和处理效率。

背景技术

应急救援车辆、人员的通信链路和通信内容管理，对电力系统应急救援的质量与速度有直接的影响，也是安全、有效地开展快速应急救援、应急抢险的基础保证。

国内电力系统专业化的应急救援工作一直伴随着电力建设的发展展开和进步，在现代化的应急救援工作中，指挥控制和其中的有效通信是使应急救援工作专业化、安全化的核心。

在电力系统新开展的应急救援任务中，提出了移动应急救援车辆上的人员在下车执行任务中，要求具有随身应急通信和导航定位设备，并且要求这些设备也能够作为应急救援通信终端节点，与其它节点进行语音和文本消息通信。因此使这样的应急救援任务变成了具有多点、分布、动态构成的特点。

国内各电力系统单位近年来都加强了应急指挥控制和通信的研发，研制和装备了各型指控通信系统，实现了多种链路的语音通信，包括基于移动通信网络的应急通信系统，基于专用卫星链路的应急通信系统，基于民用频率和专用频率的语音通话系统，并将这些系统安装到省级指挥中心和移动救援车辆上，形成一定的可控移动救援通信能力。这些系统其中主要支持语音通话和视频通话，可以将应急救援现场的情况通过现场人员向指挥中心进行汇报，从而形成指挥中心对救援现场的感知、了解和判断、决策，再通过语音链路向救援车辆和救援现场下达指令，这样的指控和消息通信处理：1)交互实时性强，但应急救援点增多或应急救援车辆、人员增多，分布广后，适应性很弱，难以形成有效、有针对性地指控通信；2)以实时语音通信为主，没有考虑处理文本消息为主的指控控制和通信的内容，任务过程难以形成有效存储，对实施过程中的证据留存、事后取证和分析都难以实现；3)当应急救援现场是分布的，或者需要协同多辆、多批次应急救援人员时，现有指控通信的方式很难给指挥中心人员、现场应急救援人员提供足够的态势感知和周边情形认知，无法及时掌握和了解整个应急救援系统和资源的情况；4)现有指控通信处理方式，应急救援实施人员之间无法建立对各自环境、资源和条件的有效交互，难以形成实时的理解，对专业化的应急救援质量的影响较大。

因此，目前电力系统应急救援中还缺乏能适应信息化时代的多链路文本消息处理方法和机制，缺乏能适应现有多种指控通信系统协同分布执行救援任务中的多链路通用消息处理逻辑和流程，

发明内容

为了克服现有以语音通信系统为主的应急救援通信处理上存在的上述问题，本发明提出了一种面向分布式电力应急救援的多链路通信同步处理方法，能够智能、自动地为应急救援参与者提供多链路自动化消息交互和同步，减轻人工劳动量，提高通信处理能力和效率，而且能够适应专业和非专业应急救援人员的不同需求，适应分布式多种指控通信环境。

本发明的特征在于：

提出了基于通用数据层(分发消息通道给数传电台、北斗、GPRS)的通信消息集中处理，多消息链路通信频率异步时间更新的消息处理机制和流程，实现多点应急救援中分层集中式可自组织通信监控体系结构，参与车辆、人员间自动/被动/主动信息发送，信息的自动/主动同步与中转，为省级规模的多点同步应急救援提供多链路异地异步协同定位、导航和通信能力，为移动救援车辆、执行人员提供可靠态势感知和响应。

一种面向电力应急救援的分布式多链路同步通信处理方法，其特征在于：应用以下系统，该系统中，包括指控中心、应急救援车辆和应急救援人员都安装和携带可计算通信设备，这些设备具有一种或多种通信链路，包括802.11链路、GPRS移动数据链路、北斗短报文消息链路和卫星通信链路，也都安装有消息处理软件，能将自身传感器感知的数据和人工生成的文本处理成通信消息；

步骤如下：

先根据本地通信设备安装情况配置通信链路设备的端口或串口，之后配置或同步参与救援任务的指挥中心、车辆、人员的标识信息，用于监控和通信；下文中的实体即指控中心、应急救援车辆或应急救援人员；

完成配置设置后，同步系统时间，用于后续数据接收和发送时的时间处理。

系统编辑信息，自动配置救援信息链路和目标通信实体，信息自动发送和同步；

系统通过通信链路接收到通过多个链路传来的消息，对消息进行集中更新和同步处理，形成能用来查询和处理的应急救援相关数据，然后进行消息处理。

进一步，所述信息自动发送和同步具体步骤如下：

(1)异步通信接口数据最小周期定时接收

根据系统中通信链路的最小更新时间，设定系统接收定时器的循环接收周期，并设定定时器。

每个周期内，读取各个链路接口缓冲区中的缓存数据，作为该接收周期中该通信链路的读数。

当通信链路的接口更新周期大于链路的最小更新时间，如该缓冲区被清空，利用推算算法推算该缓冲区本周期数据，或者使用上个周期的数据作为这个周期的新采数据。

(2)接收通信数据的统一更新和同步处理

采用接收到的消息中的实体标识和时间标识来更新和同步。

每个接收到的数据事先都带有本实体标识和发送时的时间标识。

接收实体接受后，根据实体标识进行分类排序，区分不同实体的消息。然后，根据发送时间标识进行排序，并根据排序结果写入事先定义的消息结构中。

当存在同一个消息实体在同样时间经过不同链路发来的消息文本时，将两条消息随机前后排序写入统一消息结构。

(3)统一时间周期应急救援消息集合的过滤和分发

各个应急救援实体维持一个本地统一的所有接收到的应急救援消息结构，该结构中是从系统开始运行时接收到的所有消息的全集。

当应急救援系统应用需要使用这个集合中的消息内容时，根据时间排序和消息收发实体排序来过滤选择，将所需要的文本消息内容提取出来。

进一步，所述消息处理分为发送消息和回复消息，步骤如下：

1)进入消息界面，编辑好需要发送的消息文本，根据该消息是否需要被其它救援人员知晓或参考，选择对某个应急救援实体终端发送该消息，或者选择广播该消息的功能按钮。

2)如果选择或点击将该消息发送给所有相关实体终端的功能按钮，则系统读取系统存储的配置模块中本次任务相关的参数和参与实体的信息，根据这些信息填充给每个参与实体的消息文本；为了将该消息通过冗余的各种链路发送给各个参与实体终端，读取每个参与实体具有的链路接口信息和该实体标识信息，加上生成该消息的本地时间戳信息，然后将该消息文本通过各链路接口依次发出；消息发送后，将消息内容和成功与否显示给操作人员。

3)如果选择或点击将该消息发送给某个确定实体终端的功能按钮，则系统读取系统存储的配置模块中该参与实体的信息，根据这些信息填充消息文本；为了将该消息通过冗余的各种链路发送到其终端，读取该参与实体各个链路接口信息和该实体标识信息，加上生成该消息的本地时间戳信息，然后将该消息文本通过各链路接口依次发出；消息发送后，将消息内容和成功与否显示给操作人员。

回复消息处理步骤如下：

1)进入消息通信界面后，如果发现收到其它实体发送的消息需要回复，直接针对该消息进行回复；

2)如果回复消息时认为该消息需要向其它实体发布，则选择向所有可接收实体通过所有冗余链路发送，发送时根据每个实体信息填充消息文本，并依次通过各个冗余链路接口将文本消息分别发送给各个实体，发送后将所有消息发送历史加上同步时间显示给本地界面。

3)如果回复消息时认为该消息不能或不需要向实体发布，则选择可接收实体，然后通过可选择冗余链路发送；发送时根据所选实体信息填充消息文本，并根据选定的通信链路接口将文本消息分别发送给目标实体，发送后将所有消息发送历史加上同步时间显示给本地界面。

通过上面设计的流程和过程，实现基于通用数据层的通信消息自动和自组织处理，完成多消息链路消息处理机制和流程。

本发明采用基于通用数据层的方法，在参与应急救援通信的终端上建立通信消息集中处理的机制和流程，并利用设计的多链路、多通道消息处理机制和流程，在参与车辆、人员间自动/被动/主动信息发送，信息的自动/主动同步与中转，实现多点应急救援中分层集中式可自组织通信监控体系结构，实现应急救援人员、车辆终端、指控中心的自动、自组织协同通信和协同工作。

附图说明

图1是应急救援通信实体的结构和配置构成图。

图2是应急救援通信体系图。

图3是通信处理总体流程图。

图4是消息文本自动发送流程涉及到的结构和模式图。

图5是发送消息具体执行过程图。

图6是回复消息处理具体执行过程图。

具体实施方式

本发明针对的应急救援通信实体的结构和配置构成如图1所示。

本发明面向的新应急救援通信体系中，指控中心、应急救援车辆和应急救援人员都安装和携带可计算通信设备，这些设备具有一种或多种通信链路，包括802.11链路、GPRS移动数据链路、北斗短报文消息链路、卫星通信链路等，也都安装有不通能力的消息处理软件，能将自身传感器感知的数据和人工生成的文本处理成通信消息，这样，这些设备和操作或携带的人构成了一个应急救援通信终端节点，如图2所示，利用本发明提出的通信消息处理方法，就可以实现这些节点间消息的自动化传输和同步，从而实现应急救援人员、车辆终端、指控中心的协同通信和协同工作。

本发明设计的通信处理总体流程如图3所示。

本发明为用户提供了友好的交互界面，应急救援参与人员打开界面之后，先根据本地通信设备安装情况配置通信链路设备的端口或串口，之后配置或同步参与救援任务的指挥中心、车辆、人员等的标示信息，用于监控和通信。

完成配置设置后，同步系统时间，用于后续数据接收和发送时的时间处理。之后，系统可以接收和发送救援人员在任务过程中随时需要收发的任何文本信息。

系统通过通信链路接收到通过多个链路传来的消息，对消息进行集中更新和同步处理，形成各实体可以用来查询和处理的应急救援相关数据。

本发明设计的基于通用数据层的通信消息集中处理的机制和流程如图3所示，消息文本自动发送流程涉及到的结构和模式如图4所示。

具体步骤如下：

(1)异步通信接口数据最小周期定时接收

根据系统中通信链路的最小更新时间，设定系统接收定时器的循环接收周期，并设定定时器。

每个周期内，读取各个链路接口缓冲区中的缓存数据，作为该接收周期中该通信链路的读数。

当通信链路的接口更新周期大于链路的最小更新时间，如该缓冲区被清空，则可以利用推算算法推算该缓冲区本周期数据，也可以使用上个周期的数据作为这个周期的新采数据。

(2)接收通信数据的统一更新和同步处理

本发明采用接收到的消息中的实体标识和时间标识来更新和同步。

每个接收到的数据事先都带有本实体标识和发送时的时间标识。

接收实体接受后，根据实体标识进行分类排序，区分不同实体的消息。然后，根据发送时间标识进行排序，并根据排序结果写入事先定义的消息结构中。

当存在同一个消息实体在同样时间经过不同链路发来的消息文本时，将两条消息随机前后排序写入统一消息结构。

(3)统一时间周期应急救援消息集合的过滤和分发

各个应急救援实体的通信软件模块维持一个本地统一的所有接收到的应急救援消息结构，该结构中是从系统开始运行时接收到的所有消息的全集，该结构可以实现为一个消息队列，或者一个消息列表，或者其它具体形式。

当应急救援系统应用需要使用这个集合中的消息内容时，可以根据时间排序和消息收发实体排序来过滤选择，将所需要的文本消息内容提取出来，用于其它软件模块。

本发明设计的以上机制和流程虽然使得通信链路数据采集成为独立的模块，用于通用数据层模块的存在，当上层应用和底层通信链路发生了变化，可以不用修改系统设计和程序，系统依然可以运行。此外，对于应急救援任务，必然涉及到多种链路通信，甚至是冗余链路到通信，采用这样设计的消息更新和同步方法，可以清晰地处理异步链路数据，即使没有硬件监测，也能给上层应用和操作人员提供对通信消息的直接感知和对通信状态的直接判断。

应急救援通信中，有些应急救援消息是需要立刻扩散给所有参与救援任务的车辆和人员，有些消息则需要单独对某个通信实体发出，如一些涉及秘密的信息。因此每个通信终端都可以选择这两种方式发送消息，系统根据选项自动配置消息接收对象的通信链路、通信对象标识，并自动发送。

因此，为了实现应急救援过程中重要信息的自动同步，本发明设计的应急救援参与实体发送消息处理分为发送消息和回复消息，发送消息具体执行过程如图5所示，步骤如下：

4)进入消息界面，编辑好需要发送的消息文本，根据该消息是否需要被其它救援人员知晓或参考，选择可以对某个应急救援实体终端发送该消息，或者选择可以广播该消息的功能按钮。

5)如果选择或点击将该消息发送给所有相关实体终端的功能按钮，则系统读取系统存储的配置模块中本次任务相关的参数和参与实体的信息，根据这些信息填充给每个参与实体的消息文本；为了将该消息通过冗余的各种链路发送给各个参与实体终端，读取每个参与实体具有的链路接口信息和该实体标识信息，加上生成该消息的本地时间戳信息，然后将该消息文本通过各链路接口依次发出；消息发送后，将消息内容和成功与否显示给操作人员。

6)如果选择或点击将该消息发送给某个确定实体终端的功能按钮，则系统读取系统存储的配置模块中该参与实体的信息，根据这些信息填充消息文本；为了将该消息通过冗余的各种链路发送到其终端，读取该参与实体各个链路接口信息和该实体标识信息，加上生成该消息的本地时间戳信息，然后将该消息文本通过各链路接口依次发出；消息发送后，将消息内容和成功与否显示给操作人员。

在任务执行过程中，当某个参与实体接收到文本消息，参与人员可以执行回复该信息的功能。回复信息功能也可以支持直接回复给该消息发送者还是将该回复信息也扩散给所有参与救援任务的车辆和人员。例如，当某一个救援人员或救援车辆终端回复指挥中心当前道路损坏状况的消息时，他可以选择将该消息也扩散给其它参与救援的人员和车辆，使他们也能及时掌握该处的情况和态势。

本发明设计的回复消息处理具体执行过程如图6所示，步骤如下：

4)进入消息通信界面后，如果发现收到其它终端节点发送的消息需要回复，可以直接针对该消息进行回复，这样设计可以增加任务参与者的协同性。

5)如果回复消息时认为该消息需要向其它人员发布，则可以选择向所有可接收人员通过所有冗余链路发送，发送时根据每个实体信息填充消息文本，并依次通过各个冗余链路接口将文本消息分别发送给各个实体，发送后将所有消息发送历史加上同步时间显示给本地界面。

6)如果回复消息时认为该消息不能或不需要向其它人员发布，则可以选择可接收人员，然后通过可选择冗余链路发送；发送时根据所选实体信息填充消息文本，并根据选定的通信链路接口将文本消息分别发送给目标实体，发送后将所有消息发送历史加上同步时间显示给本地界面。

Claims (3)

1.一种面向电力应急救援的分布式多链路同步通信处理方法，其特征在于：应用以下系统，该系统中，包括指控中心、应急救援车辆和应急救援人员都安装和携带可计算通信设备，这些设备具有一种或多种通信链路，包括802.11链路、GPRS移动数据链路、北斗短报文消息链路和卫星通信链路，也都安装有消息处理软件，能将自身传感器感知的数据和人工生成的文本处理成通信消息；

步骤如下：

先根据本地通信设备安装情况配置通信链路设备的端口或串口，之后配置或同步参与救援任务的指挥中心、车辆、人员的标识信息，用于监控和通信；下文中的实体即指控中心、应急救援车辆或应急救援人员；

完成配置设置后，同步系统时间，用于后续数据接收和发送时的时间处理。

系统编辑信息，自动配置救援信息链路和目标通信实体，信息自动发送和同步；

系统通过通信链路接收到通过多个链路传来的消息，对消息进行集中更新和同步处理，形成能用来查询和处理的应急救援相关数据，然后进行消息处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信息自动发送和同步具体步骤如下：

(1)异步通信接口数据最小周期定时接收

根据系统中通信链路的最小更新时间，设定系统接收定时器的循环接收周期，并设定定时器。

每个周期内，读取各个链路接口缓冲区中的缓存数据，作为该接收周期中该通信链路的读数。

当通信链路的接口更新周期大于链路的最小更新时间，如该缓冲区被清空，利用推算算法推算该缓冲区本周期数据，或者使用上个周期的数据作为这个周期的新采数据。

(2)接收通信数据的统一更新和同步处理

采用接收到的消息中的实体标识和时间标识来更新和同步。

每个接收到的数据事先都带有本实体标识和发送时的时间标识。

接收实体接受后，根据实体标识进行分类排序，区分不同实体的消息。然后，根据发送时间标识进行排序，并根据排序结果写入事先定义的消息结构中。

当存在同一个消息实体在同样时间经过不同链路发来的消息文本时，将两条消息随机前后排序写入统一消息结构。

(3)统一时间周期应急救援消息集合的过滤和分发

各个应急救援实体维持一个本地统一的所有接收到的应急救援消息结构，该结构中是从系统开始运行时接收到的所有消息的全集。

当应急救援系统应用需要使用这个集合中的消息内容时，根据时间排序和消息收发实体排序来过滤选择，将所需要的文本消息内容提取出来。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述消息处理分为发送消息和回复消息，步骤如下：

1)进入消息界面，编辑好需要发送的消息文本，根据该消息是否需要被其它救援人员知晓或参考，选择对某个应急救援实体终端发送该消息，或者选择广播该消息的功能按钮。

2)如果选择或点击将该消息发送给所有相关实体终端的功能按钮，则系统读取系统存储的配置模块中本次任务相关的参数和参与实体的信息，根据这些信息填充给每个参与实体的消息文本；为了将该消息通过冗余的各种链路发送给各个参与实体终端，读取每个参与实体具有的链路接口信息和该实体标识信息，加上生成该消息的本地时间戳信息，然后将该消息文本通过各链路接口依次发出；消息发送后，将消息内容和成功与否显示给操作人员。

3)如果选择或点击将该消息发送给某个确定实体终端的功能按钮，则系统读取系统存储的配置模块中该参与实体的信息，根据这些信息填充消息文本；为了将该消息通过冗余的各种链路发送到其终端，读取该参与实体各个链路接口信息和该实体标识信息，加上生成该消息的本地时间戳信息，然后将该消息文本通过各链路接口依次发出；消息发送后，将消息内容和成功与否显示给操作人员。

回复消息处理步骤如下：

1)进入消息通信界面后，如果发现收到其它实体发送的消息需要回复，直接针对该消息进行回复；

2)如果回复消息时认为该消息需要向其它实体发布，则选择向所有可接收实体通过所有冗余链路发送，发送时根据每个实体信息填充消息文本，并依次通过各个冗余链路接口将文本消息分别发送给各个实体，发送后将所有消息发送历史加上同步时间显示给本地界面。

3)如果回复消息时认为该消息不能或不需要向实体发布，则选择可接收实体，然后通过可选择冗余链路发送；发送时根据所选实体信息填充消息文本，并根据选定的通信链路接口将文本消息分别发送给目标实体，发送后将所有消息发送历史加上同步时间显示给本地界面。