我國電力行業(yè)應急通信現(xiàn)狀與問題

18/18HYPERLINK"/"我國應急通信總體概況在突如其來的大型自然災難和公共突發(fā)事件面前，常規(guī)的通信手段往往無法滿足通信需求。應急通信正是為應對自然或人為緊急情況而提供的專門通信機制，在公眾通信網(wǎng)設施遭受破壞、性能降低、話務量突增的情況下，采納特不規(guī)的、多種通信手段組合的方式來恢復通信能力。由此可見，應急通信具有時刻和地點不確定性、通信需求不可預測性、業(yè)務緊急性、網(wǎng)絡構(gòu)建快速性和過程短暫性等特點。應急通信為各類緊急情況提供及時有效的通信保障，是綜合應急保障體系的重要組成部分，更是搶險救災的生命線。應急通信與社會、技術(shù)的進展息息相關(guān)，其內(nèi)涵隨著通信行業(yè)和技術(shù)的進展而不斷變化。第一，應急通信是公眾通信網(wǎng)的重要組成部分，可被視為公眾網(wǎng)的延伸和補充。第二，應急通信既包括應急通信技術(shù)手段，也包括應急組織治理方式，是技術(shù)和組織治理的統(tǒng)一。從任務內(nèi)容角度來看，應急通信系統(tǒng)承擔兩類任務，一是平常為公眾通信網(wǎng)提供補充服務；二是為突發(fā)事件提供通信保障。從任務的性質(zhì)來分，應急通信能夠分為應急服務和應急保障。應急服務要緊是指為重大活動提供通信支撐，而應急保障要緊是為重大通信事故、突發(fā)事件和自然災難事件提供通信保障。我國應急通信的進展大致能夠分成3個時期。第一個時期是1998年往常，第二個時期是1998年到2003年，第三個時期是2003年到2008年。我國在2004年正式啟動應急通信相關(guān)標準的研究工作，內(nèi)容涉及應急通信綜合體系和標準、公眾通信網(wǎng)支持應急通信的要求、緊急特種業(yè)務呼叫等。與此同時，國內(nèi)許多企業(yè)也在積極研發(fā)應急通信相關(guān)產(chǎn)品，如中興的GT800、華為的GOTA和中科院浩瀚迅無線技術(shù)公司的MiWAVE等?？偟膩碇v，當前我國的應急通信保障方面的研究工作能夠歸納為以下幾類：一是充分挖掘現(xiàn)有通信和網(wǎng)絡基礎(chǔ)設施的潛能，通過增強網(wǎng)絡自愈和故障恢復能力來提升其應急通信保障能力；二是針對現(xiàn)有應急通信系統(tǒng)缺乏有效的統(tǒng)一調(diào)度和指揮的情況，考慮如何實現(xiàn)跨部門、跨系統(tǒng)的指揮調(diào)度平臺，使各個專網(wǎng)之間以及專網(wǎng)與公網(wǎng)之間實現(xiàn)互聯(lián)互通；三是針對一些部門的應急通信系統(tǒng)不支持視頻、圖像等寬帶多媒體業(yè)務的問題，引入寬帶無線接入技術(shù)；四是針對各專用應急通信系統(tǒng)缺少統(tǒng)一規(guī)劃和互通標準的情況，啟動應急通信相關(guān)標準的制定工作；五是研究應急通信資源的有效布局和調(diào)配問題，如優(yōu)化通信基站的選址和頻道分配來滿足應急區(qū)域的通信覆蓋要求。近年來，我國應急通信研究重點圍繞公眾通信網(wǎng)支持應急通信來展開，關(guān)于現(xiàn)有的固定和移動通信網(wǎng)，要緊研究公眾到政府、政府到公眾的應急通信業(yè)務要求和網(wǎng)絡能力要求，包括定位、就近接入、電力供應、基站協(xié)同、消息源標志等，除此之外研究在互聯(lián)網(wǎng)上支持緊急呼叫，包括用戶終端位置上報、用戶終端位置獵取、路由尋址等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。這些研究工作有效推動了國內(nèi)應急通信系統(tǒng)和相關(guān)平臺的進展，增強了各種應急突發(fā)情況下的通信保障能力。盡管我國的應急通信保障體系建設有了專門大進展，然而依舊存在技術(shù)體制落后、資金投入不足等問題，與應急通信的實際要求還有較大差距。此外，應急通信保障的研究工作大都沒有充分關(guān)注和利用無線自組網(wǎng)技術(shù)，也沒有考慮融合多種通信技術(shù)手段來提供全方位、可靠的應急通信保障，而是過多強調(diào)進展集群通信、短波無線通信和衛(wèi)星通信系統(tǒng)。我國電力行業(yè)應急通信現(xiàn)狀與問題為適應電網(wǎng)進展的需要和快速提高應對各種突發(fā)事件的處置能力，國網(wǎng)公司黨組高度重視，迅速啟動了應急體系建設工作，在各網(wǎng)省公司都建設了應急指揮中心，以移動通信車為標志的應急通信系統(tǒng)建設也初具規(guī)模，國網(wǎng)系統(tǒng)的應急體系差不多形成。08年冰雪和地震災難后，國網(wǎng)公司初步建立了以應急指揮中心為支撐、應急通信系統(tǒng)為承載的覆蓋網(wǎng)省公司至地市電業(yè)局的的應急指揮體系。其中以VSAT衛(wèi)星通信為通信傳輸手段的國網(wǎng)機動應急通信系統(tǒng)覆蓋了部分網(wǎng)省公司，并以衛(wèi)星通信車和便攜式衛(wèi)星通信站提供覆蓋全地域的機動范圍，初步構(gòu)筑起公司系統(tǒng)的應急通信指揮能力。各地網(wǎng)省公司，如四川、山東、青海等也開始建設自有的省級應急通信系統(tǒng)。 我國電力應急通信系統(tǒng)通過2年的進展，已初具一定規(guī)模和應急指揮能力，但尚處于初級進展時期，存在以下幾點問題：應急通信覆蓋不全面目前，應急通信系統(tǒng)僅覆蓋到省調(diào)層面，部分網(wǎng)省公司在地調(diào)配置有衛(wèi)星通信設備，但通信手段單一、難以在第一時刻進入現(xiàn)場，對應急救援最重要的“最后一公里”覆蓋尚無法做到。技術(shù)裝備簡單，集成度、靈活性不夠現(xiàn)有的應急通信系統(tǒng)只作了簡單的系統(tǒng)集成，設備集成度差、便攜性不足，難以在真正需要時發(fā)揮作用。應急系統(tǒng)功能不完善，智能化程度不夠現(xiàn)有應急通信系統(tǒng)僅僅作為一種信息通信傳輸手段，尚未達到智能化和數(shù)據(jù)分析層次，無法給決策者輔助參考，并未起到理想的作用。尚未形成統(tǒng)一的綜合信息平臺目前的應急指揮中心、應急通信系統(tǒng)盡管集成了多種數(shù)據(jù)庫，但各系統(tǒng)較為離散，數(shù)據(jù)融合不足，海量數(shù)據(jù)帶來的信息冗余、信息差錯等對指揮決策帶來一定干擾，且由于沒有應急決策理論支撐，所有的應急指揮手段尚停留在人工手段，由此帶來的資源白費、低效甚至指揮決策錯誤導致應急救援的較低，還未進入現(xiàn)代化應急救援的層次。三、技術(shù)裝備規(guī)劃以后的電力應急體系由一個中心和三大支撐系統(tǒng)構(gòu)成。一個中心：一個應急體系綜合信息公布與決策支持平臺三大支撐系統(tǒng)：電力系統(tǒng)資源數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，電力應急信息感知與傳輸系統(tǒng)，應急指揮決策智能輔助支持系統(tǒng)信息公布與決策支持平臺：為順應現(xiàn)代化、智能化的電網(wǎng)進展趨勢，電網(wǎng)作為國家重要的基礎(chǔ)設施將在國民經(jīng)濟建設、抗災搶險等方面發(fā)揮重要作用，電力系統(tǒng)的信息化和應急治理將不僅僅局限于電力系統(tǒng)內(nèi)部，而是將和社會緊密結(jié)合。電網(wǎng)應急指揮中心將取代傳統(tǒng)的電力調(diào)度中心，成為一個集信息監(jiān)控、電力調(diào)度、信息公布、應急決策的中央數(shù)據(jù)庫，是信息整合、信息展示、信息決策的中心平臺，是以后電力系統(tǒng)的信息中心和核心平臺，該平臺應具備如下幾個功能；是電力系統(tǒng)各級指揮調(diào)度、應急救援隊伍、社會公眾的信息聯(lián)絡平臺：通過該系統(tǒng)可針對不同信息同意對象，智能化地公布相對應的信息命令。是信息展示、信息綜合的技術(shù)平臺：為便于指揮決策者更直觀、高效獵取信息，通過該系統(tǒng)實現(xiàn)可視化展示、智能化統(tǒng)計，從海量信息中進行數(shù)據(jù)挖掘，提取有效信息供決策者參考。是決策推演、工作流程的智能化輔助平臺：結(jié)合基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、智能算法，針對災難發(fā)生的具體情況，利用最優(yōu)化算法得到應急救援方案，供輔助參考。綜上，以后的電力應急指揮系統(tǒng)，將成為決策機構(gòu)的“大腦”—情報中心，可智能化地實現(xiàn)應急指揮的最優(yōu)化方案，大大提高應急救援效率，讓應急指揮從混亂無序中擺脫出來，大大提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和社會穩(wěn)定性。為實現(xiàn)上述功能，必須依靠三大支撐系統(tǒng)的技術(shù)進展。電力資源數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：為實現(xiàn)上述功能，相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是核心支撐，列表如下：SCADA：是電網(wǎng)的核心信息，是推斷電力系統(tǒng)受損的第一門戶視頻監(jiān)控信息：包括變電站和線路視頻監(jiān)控，可大大提升災難現(xiàn)場可視化程度，是災難的第一手準確信息氣象災難信息：包括氣象災難類型、位置、覆蓋范圍、災難強度、歷史數(shù)據(jù)等，是重要的外部信息，是災難預警、災難評估的必要數(shù)據(jù)社會網(wǎng)絡信息：包括社會新聞公布的信息、Internet網(wǎng)絡信息等，是獵取系統(tǒng)外部信息的快速、便捷手段GIS信息：包括電力系統(tǒng)基礎(chǔ)設施（變電站、輸電線路、桿塔等）的地理坐標、地形地貌、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、道路交通等信息，對評估災難阻礙有重要作用人力資源信息：包括人員個人信息、專業(yè)、位置、狀態(tài)等，是調(diào)度參與應急救援時的必要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)設備物資信息：包括設備的型號、圖片、3D模型、價值、數(shù)量、重量、體積等，用以確保應急救援物資調(diào)配的準確性倉儲物流信息：包括物資存放地點、物資數(shù)量、運輸工具類型數(shù)量、物流交通信息等，用以評估應急物資調(diào)配的最佳方案對上述各類型數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)庫建模，并對各類數(shù)據(jù)進行模型關(guān)聯(lián)，是資源核心數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)工作。電力應急信息感知與傳輸系統(tǒng)：數(shù)據(jù)庫的信息需保持實時和同步，同時應急救援信息上報和指揮決策的命令下達都離不開堅強的信息通信傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括如下技術(shù)設備：數(shù)據(jù)通信網(wǎng)；將各分散的異質(zhì)數(shù)據(jù)庫連接起來，通過統(tǒng)一的接口格式，實現(xiàn)信息的無縫傳輸和共享機動應急通信傳輸設備：包括衛(wèi)星通信、短波通信、WifiMesh、集群通信、野戰(zhàn)光纜等機動通信方式，可傳輸語音、視頻、數(shù)據(jù)，實現(xiàn)災難現(xiàn)場的信息實時回傳信息傳感網(wǎng)絡；由低功耗無線節(jié)點構(gòu)成，自組織AdHoc網(wǎng)絡，實現(xiàn)災難現(xiàn)場高密度、大面積、零距離、零時延的信息接入網(wǎng)絡，利用各種傳感器（溫度、風力、振動、圖像、語音、GPS、RFID等）實現(xiàn)現(xiàn)場海量豐富信息的傳感，并具備極強的抗毀能力，完全構(gòu)成應急救援現(xiàn)場“最后一公里”的重點覆蓋，大大提升應急救援現(xiàn)場的信息化程度移動接入終端：便攜移動終端（如iPAD等），可隨時、隨地接入現(xiàn)場傳感網(wǎng)絡，且具備信息公布、信息同意、信息查閱、信息統(tǒng)計等功能，是現(xiàn)場單兵作戰(zhàn)的核心信息設備無人特種裝備：如無人直升機、飛艇、機器人等，在人員無法進入或危險地區(qū)采納無人特種裝備進行信息監(jiān)控、傳輸，確保獵取完整、實時的災難第一現(xiàn)場的信息應急指揮決策智能輔助支持系統(tǒng)智能決策系統(tǒng)是應急指揮中心進展的最終形態(tài)，是實現(xiàn)智能化電力應急救援的核心，包括如下四個方面；智能量化：對數(shù)據(jù)庫各相關(guān)信息以災難阻礙程度進行量化，形成量化數(shù)據(jù)庫，為統(tǒng)計決策作基礎(chǔ)。以面向?qū)ο蠓绞竭M行數(shù)據(jù)建模及量化。電力設施量化表（例）桿塔線路變電站負荷區(qū)域…0級(綠色)桿塔正常線路正常變電站正常負荷正常1級(黃色)桿塔傾斜線路歪曲(供電正常)設施受損，可運行負荷可靠性降低2級(橙色)桿塔倒地(可恢復)線路接地(供電中斷,可恢復)部分設施損毀，出線斷電次要負荷損失3級(紅色)桿塔損毀(不可恢復)線路損毀(供電中斷,不可恢復)全站損毀，操縱室倒塌重要負荷損失自然災難量化表（例）泥石流臺風地震火災…發(fā)生位置N30°29’32”E30°29’32”N30°29’32”E30°29’32”N30°29’32”E30°29’32”N30°29’32”E30°29’32”覆蓋面積2km220km22000km2100km2發(fā)生強度泥石流量70萬m3風力12級震級8.0級過火面積100km2發(fā)生概率70%80%20%30%潛在危害設施：桿塔、線路、道路損毀設施；線路、桿塔設施；桿塔、線路、變電站設施；桿塔、線路人員：失蹤、被困人員；無人員；失蹤、死亡、被困人員；死亡、被困此外，還有道路信息量化表、物資信息量化表、人員信息量化表等智能統(tǒng)計：依照上述量化表及數(shù)據(jù)庫，通過數(shù)據(jù)匹配、查找、統(tǒng)計等方式，對關(guān)懷的信息進行全方位統(tǒng)計，得出全方位的災難信息統(tǒng)計圖表，并以可視化方式展示，供決策者參考。例如：統(tǒng)計某地區(qū)電力設施受災程度：關(guān)聯(lián)電力設施相關(guān)變量統(tǒng)計某負荷區(qū)域受災程度：關(guān)聯(lián)負荷區(qū)域相關(guān)變量統(tǒng)計某災難對某區(qū)域電源、負荷的阻礙：關(guān)聯(lián)災難、電力設施、負荷區(qū)域相關(guān)變量統(tǒng)計某災難在某區(qū)域造成的設備人員損失；關(guān)聯(lián)災難、設施、人員相關(guān)變量智能評估：自然災難通常可不能在一點發(fā)生，而是涉及一個較大的范圍，在范圍內(nèi)的災難受損程度也是非均勻的，從災難應急救援的目標動身，評估災難對電網(wǎng)的阻礙，并采取相應的預案措施，則是智能評估的核心內(nèi)容和意義所在。智能評估是建立在上述量化數(shù)據(jù)庫和統(tǒng)計結(jié)果的基礎(chǔ)上進行的數(shù)據(jù)挖掘工作。針對量化數(shù)據(jù)庫，給出相應的災難評級，建立相應的預案數(shù)據(jù)庫，通過最優(yōu)匹配，選擇出若干條具有優(yōu)先級的應急預案，供決策者參考執(zhí)行。應急預案量化表泥石流臺風地震火災…桿塔黃色：加強巡視橙色：派人搶修紅色：運輸備件…線路…變電站負荷區(qū)域通過上述的應急預案，查找最優(yōu)匹配，即可針對不同災情進行針對性的預案處置，并對災情進行準確的評估。智能決策：智能決策是應急救援指揮的最高級形式，其本質(zhì)是一個基于約束的最優(yōu)化過程。在災難發(fā)生時，大面積設施、人員受損，在有限的資源下，如何進行最有效、損失最小的應急救援指揮，如何進行人、財、物的優(yōu)化調(diào)度，如何確定故障恢復順序的優(yōu)先級，如何利用虛擬現(xiàn)實匹配救援物資，如何確定搶修方針、搶修思路，都能夠放到帶有約束的最優(yōu)化框架中實現(xiàn)，用模型描述如下：minL(d,e,p,s)s.t.d∈C(d)e∈C(e)p∈C(p)s∈C(s)其中，L表示災難損失總量；d表示災難類型(disaster)；e表示設施及人員損失情況(equipment)；p表示救援人員(people)；s表示救援策略(strategy)；C表示邊界限制條件(constraint)最優(yōu)救援問題即轉(zhuǎn)化為具有各種約束條件下，如何使災難損失降到最低的最優(yōu)化問題，可用數(shù)學方法進行求解。上述是一個簡單的模型，更精確的模型建立和優(yōu)化求解有待于進一步的深入研究，其基礎(chǔ)工作是數(shù)據(jù)庫的量化工作。四、相應的產(chǎn)業(yè)進展規(guī)劃1、圍繞“一個中心、三大支撐系統(tǒng)”的建設目標，完善產(chǎn)業(yè)進展的規(guī)劃電力應急中心系統(tǒng)是一個以底層數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)、信息通信硬件設備為支撐、高層智能軟件為核心的軟硬件綜合信息產(chǎn)業(yè)，是“堅強智能電網(wǎng)”概念在電力應急和信息通信領(lǐng)域的重要延伸，在電力系統(tǒng)現(xiàn)有信息和數(shù)據(jù)平臺的基礎(chǔ)上，涵蓋了理論體系研究、軟硬件研究開發(fā)、技術(shù)成果轉(zhuǎn)化應用、人力資源開發(fā)、技術(shù)咨詢服務、重大任務執(zhí)行等多方面的應急救援信息通信產(chǎn)業(yè)鏈，是充分整合200億電網(wǎng)信息通信資產(chǎn)、提升電力應急治理水平的重要手段。其最終目的是在全國電力系統(tǒng)范圍內(nèi)建設成為專業(yè)化、智能化、科技化的應急救援信息通信體系和隊伍，為我國電力工業(yè)和政府、其他重要行業(yè)的應急救援提供標桿，并提振相應的信息通信軟硬件、人力資源、知識產(chǎn)權(quán)的科技含量，在全國范圍內(nèi)實現(xiàn)應急救援指揮的現(xiàn)代化、信息化、智能化。2、結(jié)合三大支撐系統(tǒng)，結(jié)合國網(wǎng)信通優(yōu)勢，進行對應的產(chǎn)業(yè)進展規(guī)劃電力資源數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：理論層面：針對電力工業(yè)特點，與高校合作，進行電力系統(tǒng)信息資源的理論分析研究，建立合理、準確、全面的電力系統(tǒng)資源數(shù)據(jù)模型，進行模型的定量分析研究，對異質(zhì)數(shù)據(jù)找出通用模型表達結(jié)構(gòu)（如SCADA/EMS數(shù)據(jù)、人力資源數(shù)據(jù)、財務數(shù)據(jù)、物資數(shù)據(jù)、GIS地理信息數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)、氣象信息數(shù)據(jù)、災難信息數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實數(shù)據(jù)等），形成量化數(shù)據(jù)艙；研究物資系統(tǒng)、財務系統(tǒng)、倉儲系統(tǒng)等現(xiàn)有或新建系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、整理、存儲、同步等實現(xiàn)方式應用層面：研究開發(fā)不同類型異質(zhì)數(shù)據(jù)到通用模型的映射結(jié)構(gòu)，研究從現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫（SG186--人力資源系統(tǒng)、物資系統(tǒng)、生產(chǎn)治理系統(tǒng)、EMS/SCADA、ERP系統(tǒng)等）系統(tǒng)中提取數(shù)據(jù)的接口，解決冗余數(shù)據(jù)匹配、一致性驗證、數(shù)據(jù)同步等數(shù)據(jù)共享問題；規(guī)劃設計數(shù)據(jù)庫類型、結(jié)構(gòu)，開發(fā)出相適應的海量數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)；培養(yǎng)一批數(shù)據(jù)庫設計、咨詢、實施的人力資源，提升電力公司基礎(chǔ)數(shù)據(jù)治理能力。電力應急信息感知與傳輸系統(tǒng)理論層面：針對電力應急救援特點，結(jié)合電力救援實踐經(jīng)驗，迎合電力應急治理需求，與高校、研究所、科技公司合作，研究分析電力應急救援專用信息通信手段，提出適應于電力行業(yè)需求的應急救援信息通信技術(shù)體制、信息類型、信息規(guī)模、實時性要求、可靠性要求等，并結(jié)合先進信息通信理論和技術(shù)開發(fā)設計相應原型系統(tǒng)，提出解決方案。應用層面：完善現(xiàn)有電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡，增強網(wǎng)絡抗毀性、可靠性、互通性，提升網(wǎng)絡帶寬，完善開放、